[發(fā)明專利]音頻信號(hào)與電信號(hào)轉(zhuǎn)換器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01118417.5
• 申請(qǐng)日: 2001-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN1388731A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊順聰;方維倫;沈士雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 楊順聰;方維倫;沈士雄
• 主分類號(hào): H04R9/08
• 分類號(hào): H04R9/08;H04R25/00
• 代理公司: 北京集佳專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王學(xué)強(qiáng)

本發(fā)明涉及一種音頻信號(hào)與電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，特別涉及適合應(yīng)用在助聽器中的包括有傳聲器陣列的轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，先天聽力障礙人口占總?cè)丝诘那Х种燎Х种撸挲g在五十五歲至六十四歲的人口中有百分之十五，六十五歲至七十四歲中的人口中有百分之二十四，七十五歲以上人口有百分之三十九的人口有聽力障礙，而聽力障礙者所需提供的輔助多得靠助聽器的協(xié)助。

典型的助聽器可分為三個(gè)主要部分，即傳聲器(Microphone)、發(fā)聲器(Receiver?or?speaker)與其間的放大處理電路(Amplifierscircuits)。而限于空間的緣故，早期的助聽器多以單頻段(single?band)放大(單一放大電路)為主。然而，此類型的助聽器效能并無法符合聽力障礙者的需求，因?yàn)槁犃φ系K者的需求并不止在將各頻率聲音同等放大，而是希望能分成不同頻段作不同的放大壓縮處理，每位聽力障礙者都需依其聽力障礙情形作特別評(píng)估，以決定到底需要配戴何種聽力輔具來矯正，且在不同頻率區(qū)段(簡(jiǎn)稱頻段)損失所需矯正的補(bǔ)償也隨之不同。

因此，近年來，多頻段(multi-band)放大(多放大電路)的助聽器產(chǎn)品漸成主流，讓聽力障礙者在使用助聽器后有更好的效果，其原理為聲音信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換成電能信號(hào)后，再經(jīng)濾波電路將低頻信號(hào)濾出壓縮，而高頻信號(hào)(800～3500Hz)則濾出放大。但因尺寸及耗能上有所限制，過多的濾波線路便不被允許，因此現(xiàn)今產(chǎn)品最多分成三頻段作處理。

另一方面，在多頻段助聽器的發(fā)展中，由于電路上的限制，除不能提供較多頻段的放大壓縮外，在各頻段調(diào)變彈性也不大，為此，隨著半導(dǎo)體制作及數(shù)字信號(hào)處理(Digital?Signal?Process，DSP)技術(shù)的應(yīng)用與蓬勃發(fā)展，提供了較彈性化且較多頻段的“分頻放大”功能。不過雖然使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可達(dá)到分頻目的，但由于任何助聽器皆需處理隨機(jī)時(shí)間進(jìn)入的聲音，為此若使用該技術(shù)的助聽器，其中央處理單元(CPU)便需持續(xù)開機(jī)，將導(dǎo)致助聽器的電能過度耗損，這是使用此技術(shù)的一大缺點(diǎn)。

由于在助聽器中發(fā)聲器的原理是將電能信號(hào)轉(zhuǎn)成聲音信號(hào)，而現(xiàn)今發(fā)聲器是電磁驅(qū)動(dòng)，若是改變發(fā)聲器中機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸或改用壓電式傳聲器輸入不同電壓造成不同聲壓輸出，在傳聲器與發(fā)聲器間先作不同放大效果，如此一來，其間的放大電路便可更加簡(jiǎn)單，且更增加其調(diào)變彈性。

再者，傳聲器、發(fā)聲器與內(nèi)部電路工藝若能予以整合，則可提高工藝合格率(yield)及降低助聽器裝配成本，廣大的聽力障礙人士便不必再因助聽器的高檔價(jià)位而裹足不前，造成生活品質(zhì)降低。因此未來研究主題并不局限于提升傳聲器效能的研究，而是將助聽器整合在單一微小晶片上。

了解了以上助聽器沿革與聽力障礙者的需求后，可以歸結(jié)出一個(gè)真正符合實(shí)用性的助聽器應(yīng)具備下列特征：

1、尺寸：須輕便短小、隱藏性佳；

2、功能：提供多頻段放大壓縮及較彈性的調(diào)變功能；

3、耗能：減少耗能狀況，降低電池汰換率，以便利使用者；

4、效能：電路噪聲、外界環(huán)境噪聲等噪聲的降低；

5、成本：整合電路及機(jī)械的制造，以降低成本。

因此，本發(fā)明的主要目的即是針對(duì)上述的需求，而設(shè)計(jì)一實(shí)用的助聽器，其制作采用了微機(jī)電的技術(shù)，可以有效發(fā)揮縮小尺寸、提高精度及降低成本的特點(diǎn)。微機(jī)電技術(shù)可讓許多機(jī)電結(jié)構(gòu)及電子電路整合在一微小芯片上，達(dá)到縮小化、工藝整合以降低成本，芯片經(jīng)整合后整個(gè)傳聲器的外接接線減少，使噪聲情形隨之降低。

而在分頻處理方面，本發(fā)明利用微機(jī)電技術(shù)制作一批不同共振頻率的音頻接收單元后，再將這些音頻接收單元的輸出作電路相減，可達(dá)到利用微機(jī)械結(jié)構(gòu)來對(duì)頻率作分段的功能。另外本發(fā)明是利用簡(jiǎn)單的差分放大器來做頻段區(qū)分的工作，并不須利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，系統(tǒng)僅需在聲音進(jìn)入時(shí)消耗電能作差分工作，相比之下此構(gòu)想便較節(jié)省耗能。另外，當(dāng)這些概念有所成果后，我們可進(jìn)一步改變機(jī)械結(jié)構(gòu)或尺寸使其相同共振頻率傳聲器能有不同大小響應(yīng)，如此該傳聲器陣列更可取代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的功能。