助听器简介和重要的设计注意事项-电子发烧友网

本应用笔记介绍了助听器的样式，包括耳后助听器（BTE）、耳内助听器（ITE）、耳道内助听器（ITC）和完全耳内助听器（CIC），并简要总结了模拟和数字助听器技术。还讨论了音频处理路径的重要性、电气元件的功能以及设计人员在选择产品时必须考虑的一些关键要素。

概述

电子助听器是一种放置在耳朵内或耳朵周围的小型设备，用于改善听力损失者的听力。助听器的基本组件是麦克风、信号调节、接收器（也称为扬声器）和电池。麦克风将声音转换为电信号。然后，信号经过调理，可以像平均放大所有声音一样简单，再到涉及数字信号处理器的更高级均衡。接收器将电子信号转换回声音，电池为电子设备供电。

风格

当今市场上有四种主要款式的助听器。从大到小，它们分别位于耳后（BTE）、耳内（ITE）、耳道（ITC）和完全在耳后（CIC）。BTE风格位于耳朵后面，透明管子进入耳朵中的耳模以传递声音。这种风格的变体称为耳后开放式（OTE），其中耳模被一个小尖端取代，从而产生更开放的感觉。其他变化包括用电线替换管子，并将接收器从耳后移动到耳内。ITE风格将助听器移动到外耳中，在那里它与耳模成为一个单元。这种样式填满了大部分外耳，并显示为实心团块。ITC风格将一些助听器移动到耳道中，减少了外耳占用的空间，但仍然清晰可见。CIC风格是其中最小的，因为它完全适合耳道内，因此几乎从视野中消失。

耳后（BTE）、耳内（ITE）、耳内（ITC）和完全在耳后（CIC）。照片由 Starkey Laboratories， Inc. 提供

技术类型

助听器的两种基本技术类型是模拟和数字。第一个存在的模拟助听器在模拟域中处理电声音;最近的数字助听器在数字领域处理电声音。最早的模拟助听器只是放大语音和噪音，并在测试后订购以确定患者所需的特定频率响应。较新的模拟助听器可以在安装过程中进行编程，有些具有多个听力配置文件，患者可以通过助听器上的按钮进行选择。数字助听器在验配过程中也是可编程的，并且具有多个可由患者选择的听力配置文件。声音的数字化允许更高级的信号处理，如降噪、滤波和声音反馈（振铃）控制。今天销售的绝大多数助听器都是数字的，因为它们比模拟版本具有更高的性能和灵活性。

数字助听器功能框图。

特征

当今的助听器有许多功能可用，包括音量控制、遥控器、拾音线圈、直接音频输入、FM 接收、蓝牙®功能、定向麦克风、压缩、削波、移频、风噪管理、数据记录、自学习、防潮和耳模通风。其中一些功能需要外部区域才能实现，并且随着助听器尺寸的缩小而变得更加难以包含，而其他功能可以在所有助听器中实现。

音量控制是通过助听器上的按钮或旋转拨盘手动执行的。遥控器消除了助听器上按钮和拨盘的需要，可用于控制助听器的所有功能。拾音线圈是麦克风以外的替代输入，它最初拾取旧电话产生的磁信号，扬声器由磁线圈驱动，以便听众在打电话时可以听到更好的声音。今天的电话和其他备用监听设备内置了此功能，以便与拾音线圈一起工作，并明确表明它们与助听器兼容。直接音频输入和FM接收是将声音或语音输入助听器的其他方式，第一种使用有线连接器作为输入，另一种使用FM收音机接收器。一个新兴的趋势是包括蓝牙功能，以接收来自手机或音乐播放器的声音。蓝牙设备既可以集成到助听器中，也可以通过拾音线圈或FM输入成为附加设备。

带有定向麦克风的助听器使用两个或多个麦克风接收来自多个方向的声音。这提高了在嘈杂环境中听到语音时的信噪比（SNR），并在与数字信号处理一起使用时进一步提高了语音质量。压缩和削波都通过减少声音太大的部分来提高聆听舒适度，但在某些情况下，只是削波或限制声音。移频使用数字信号处理将语音转移到较低的频率，这对高频听力损失的人很有帮助。风噪管理可检测风并消除反馈，否则会导致助听器佩戴者听到铃声。

数据记录聆听环境以及助听器的使用方式。听力专家可以使用此信息来微调助听器的性能。自学使用数据日志，并随着时间的推移自行微调性能。防潮有助于减少因暴露于潮湿而造成的维修，耳模通风孔通过减少佩戴耳模型助听器时的封闭感来提供额外的舒适度。

一般要求

助听器设计的关键组件位于音频处理路径中。一个或多个麦克风和接收器与前置放大器（如果需要）和扬声器放大器一起选择。D类放大器用于现代助听器，因为与A类和B类放大器相比，其低功耗操作，低失真和小尺寸。无论音频带宽是20kHz还是限制为8kHz，音频编解码器都应具有高SNR，以准确保存和再现声音。

该系统的核心是数字信号处理器（DSP），它是实现数字助听器所有优点的地方。DSP 实现取决于制造商。通常，它按频段执行压缩/扩展、正反馈降低、降噪和语音增强。它还处理方向信息，并可以生成自己的信号，以帮助改善助听器与患者的安装。

电源和电池管理

一些助听器开始使用可充电单节锂离子（Li+）电池，但大多数助听器仍然由初级锌空气电池供电。使用的锌空气电池主要有五种尺寸，具体取决于助听器样式或尺寸、电路的功耗和电池寿命要求。表1比较了五种最常见的锌空气电池的容量和尺寸，并包括它们的颜色代码以便于选择以及通常使用的助听器样式。

锌空气电池从 1.4V 开始，在需要更换之前使用到大约 1.0V 或更低。每天使用16小时时，电池寿命从几天到几周不等，具体取决于电池容量和助听器设计。最节能的设计直接依靠单节电池供电，但开关稳压器可用于提升电压以满足设计需求，无论是 1.8V 还是 3.0V。使用锌空气电池时，功耗目标为1mW至10mW。如果电路不能直接从典型的4.2V单节Li+电池的完全充电电压运行，则使用可充电Li+电池的助听器可能需要线性或开关稳压器来降低电池电压。或者，电池充电器可以将充电限制在较低的端电压，例如3.3V，具体取决于电路要求。准确的电量计对于在电池耗尽之前提供警告至关重要，这样患者就不会留下无法正常工作的助听器。

类型	容量（毫安时）	尺寸（深 x 高，毫米）	颜色代码	样式用法
675	540 到 640	约11.6 x 5.4	蓝	BTE（高功率），人工耳蜗
13	230 到 285	约7.9 x 5.4	金	BTE， ITE
312	120 到 160	约7.9 x 3.6	勃艮第	小型乙二苯醚、国际杀手电动物、国际贸易中心
10	60 到 90	约5.8 x 3.6	黄色	国贸中心、议会
5	30 到 40	约5.8 x 2.1	红	中投公司