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助聽器的工作原理,主要性能指標,普及情況的原因

助聽器主要性能指標

助聽器主要性能指標

(壹)助聽器測試標準

我國國家標準規定對助聽器的測量采用國際電工委員會出版的IEC 118-7或IEC118-0規定的要求,根據這兩個標準可進行產品出廠檢驗、產品註冊、質量抽檢等。目前,在我國不同地區采用的標準並不相同,如上海采用IEC118-0,而北京采用IEC118-7。兩個標準的主要區別在於所用的耦合裝置不同,在IEC118-7中采用IEC126 2cm3耦合腔,在IEC118-0中采用IEC711堵耳模擬器。

IEC126耦合腔是壹個內容積為2 cm3誤差為±1%的圓柱型鋼體,其底部裝有接收聲壓的電容傳聲器,在助聽器工作的主要頻率範圍0.2~5kHz,傳聲器的頻響特性是平直的。該耦合腔的優點是結構簡單、性能穩定,有利於復制和標準化;缺點是它未能模擬人耳耳道的柔軟性所表現出的聲阻作用,且2cm3腔體比助聽器實際佩戴時耳模尖端與鼓膜之間形成的體積大,因此,用IEC126耦合腔測得的數值與實際使用的情況有較大的差異。

IEC711堵耳模擬器有主腔、聲負載網絡以及校準過的傳聲器組成,主腔容積約1.26 cm3,它模擬了正常成年人耳的平均聲學特性,測試結果較IEC126耦合腔來說,更接近於實際使用情況。

(二)助聽器主要電聲參數及性能指標

助聽器的主要性能指標有飽和聲壓級、聲增益、頻率響應曲線、等效輸入噪聲、頻率範圍和失真等。

1.飽和聲壓級(saturation sound pressure level,SSPL)飽和聲壓級是指在規定的頻率點,助聽器在堵耳模擬器或耦合腔內可能達到的最高的聲壓級。通常有三種方法用來描述飽和聲壓級。

(1)取飽和聲壓級曲線

上1 kHz、1.6 kHz、2.5 kHz三點的平均值,為平均飽和聲壓級。ANSI 3.22將這三個頻率為HFA(high frequency average)。

(2)可以取飽和聲壓級曲線上的峰值為最大飽和聲高壓級。

(3)可從1 kHz、1.6 kHz、2.5 kHz三個頻率中選擇壹個,該頻率對應的聲壓級即為飽和聲壓級,但要標明測試頻率。

測量SSPL90是在輸入90dB和增益最大時進行的,在此測試條件下,幾乎所有的助聽器都會進入飽和工作狀態,故常以輸入聲壓級為90dB時的輸出聲壓級(OSPL90)的測量等效於SSPL90的測量。但有壹點需要註意的是,任何放大系統只能提供有限的最大輸出,超過最大輸出時,放大器不能再放大,接收器也不能再轉換更大的信號。如果輸入的增加超過飽和水平,輸出非但不增加,相反可能會下降,信號會產生失真,所以飽和聲壓級不壹定在最高的輸入聲壓級時出現。

了解助聽器的飽和聲壓級對於助聽器的正確選配至關重要,它可以保證:①助聽器產生的最大輸出在使用者的閾值之上。②助聽器產生的最大輸出不會超過使用者的不舒適閾。

2.滿檔聲增益(full on acoustic gain)在壹個規定的頻率點或作為頻率的函數,增益控制在最大(滿檔)處,其它控制器在指定的位置,助聽器基本為線性輸入輸出條件下測得的聲增益。滿檔聲增益多用於描述助聽器的最大放大能力。測量時,音量調節放置為滿檔,輸入聲為50 dB SPL 或60 dB SPL,在0.2~8 kHz範圍內掃頻,從而測得滿檔聲增益的曲線。

在作為壹個數值描述時,IEC118-0與ANSI S3.22有不同的計算方法。前者以滿檔聲增益曲線上的峰值來描述,稱為最大滿檔聲增益。後者取HFA為滿檔聲增益值,或任選HFA三個頻率中的壹個(通常為1.6kHz)作為助聽器滿檔聲增益的標稱值。

3.參考測試頻率及參考測試增益

(1)參考測試頻率 在該頻率點,調節增益控制其的位置,以得到與OSPL90有關的增益控制的參考測試位置。參考測試頻率通常為1.6kHz。對某些助聽器,為了反映高頻特性,也可以使用2.5kHz為參考測試頻率,但需要在測試報告中註明。

(2)參考測試增益 在參考測試頻率,輸入聲壓級為60 dB SPL時,調節助聽器的增益控制,使在耳模擬器中的輸出聲壓級比OSPL90低(15±1)dB,該增益位置為參考測試增益控制位置(如果增益控制達不到該位置時,則可用滿檔增益控制位置)。此時助聽器的增益極為參考測試增益。

4.頻率響應特性

(1)綜合頻率響應曲線 助聽器在整個工作範圍內,增益控制調到參考測試增益控制位置,用壹組輸入聲壓級,測得的助聽器輸入輸出特性的頻率響應曲線族。縱坐標為dB線性刻度,橫坐標為對數頻率刻度,且橫坐標上10倍頻程的長度等於縱坐標上50 dB對應的長度。

(2)基本頻率響應曲線 輸入聲壓級為60dB SPL時,在參考測試增益控制位置測得的頻率響應曲線。

5.頻率範圍 在基本頻率響應曲線上,計算1 kHz、1.6 kHz、2.5 kHz三個頻率所對應的增益的平均值,以通過此數值點做壹條平行於橫軸的水平線,然後下移20 dB再做壹條平行線,該線與基本頻響曲線的兩個交點,即為助聽器頻率範圍的起止頻率點。

6.穩態輸入-輸出圖 在指定頻率和增益控制位置的條件下,輸出聲壓級與輸入聲壓級的函數關系都以dB線性刻度表示。

7.助聽器的失真 當助聽器輸出的信號與原有輸入信號的特性有差異時,即成為失真也叫畸變。助聽器失真包括諧波失真和互調失真。當輸出信號產生原有頻率整數倍的信號時,稱為諧波失真。例如:原有輸入信號的頻率為1 kHz,輸出信號中除1 kHz外,還含有2kHz、3 kHz、4 kHz等頻率成分,它們就稱為諧波失真成分。原始輸入與輸出信號1 kHz,叫基頻或基波,而輸出信號中的2 kHz叫二次諧波,3 kHz叫三次諧波。各次諧波量的輸出與基波輸出的比值,即得諧波百分數;各次諧波的總和叫總諧波失真。我們要求失真越小越好,但是完全不出現諧波失真是不現實的,小於3%的失真,人耳人不容易識別。因此通常采用小於3%作為諧波失真的出廠指標要求。

互調失真指的是當輸入信號為等振幅的兩個信號時,例如0.8kHz與1 kHz,這兩個信號經過助聽器後,除了出現他們各自的諧波1.6 kHz,2.4 kHz,3.2 kHz和2 kHz,3 kHz,4 kHz之外,還出現兩輸入信號頻率的和與差,即0.8kHz+1 kHz=1.8kHz及1 kHz-0.8kHz=0.2 kHz的成分,這種失真叫互調失真。助聽器在接收語言、音樂等復雜的頻率成分時,如果助聽器本身的線性特性不良,往往會引起互調失真。

諧波失真與互調失真均由於電聲器件的非線性所引起,故有時統稱它們為非線性失真。與此對應的還有線性失真,它是電聲器件的頻響不平直,提高了某些頻率成分的信號幅值,抑制了另壹些頻率成分的信號幅值,使輸出頻響的形狀引起與輸入頻響的形狀有出入的現象。

8.等效輸入噪聲 它是評價助聽器的內在固有噪聲的壹個指標。測試時,可把內在噪聲近似等效還原成輸入噪聲,具體測試方法是:打開助聽器並關閉聲源,測出輸出的噪聲聲壓級(dB值),再減去助聽器的參考測試增益(dB值),即得到等效輸入噪聲級。

9.電池電流 在參考測試增益位置,輸入聲為60dB SPL時,測得的助聽器電路中的電流強度。

10.感應拾音線圈靈敏度 在規定的輸入磁場強度和規定的頻率點,且在輸入-輸出特性基本線性條件下,助聽器在堵耳模擬器或耦合腔中測得的最大聲壓級。它的測試步驟是:①將助聽器調制滿檔增益,其他控制器至各自指定位置;②調節磁場頻率至參考測試頻率;③調節磁場強度輸入至0.01A/m;④將助聽器朝向拾聲最大靈敏度方向,測量聲耦合腔中的輸出聲壓級;⑤以磁場強度為0.001A/m的輸出聲壓級,表達感應最大拾聲線圈靈敏度。

對於帶有T檔的助聽器,使用者可借助助聽器內的感應拾音線圈直接接收FM系統或電話聽筒中的聲頻電磁波來接收聲音信號

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