Слуховой аппарат

Изобретение относится к импульсной и радиотехнике и может быть использовано при создании высокоэкономичных слуховых аппаратов.Известны слуховые аппараты, выполненные по классической схеме усиления аналоговых сигналов и использующих телефоны со "средним выводом", автотрансформаторы и высокоомные телефоны 1. Однако в существующих слуховых аппаратах КПД не превышает 30.50%, элементы питания имеют весьма ограниченный срок службы, а их схемы содержат значительное количество комплектующих элементов, требуощих предварительного подбора их номиналов, что" снижает технологичность такого рода устройств и повышает их себе- СТОИМОСТЬ.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является слуховой аппарат Киллиана, полностью, кроме микрофонного усилителя,. выполненный на КМОП-транзисторах и содержащий микрофон, выход которого через усилитель и разделительный конденсатор подключен к интегратору, на другой вход которого подаются импульсы скважностью "два" с генератора, выполненного на 19 транзисторах, двух диодах, одном резисторе и одном триггера со счетным входом и соединенного через усилитель и фильтр с электроакустическим дреобразователем 21.Этот аппарат имеет более высокие энергоэкономические и качественные показатели, в том числе простоту технологии производства и высокую надежность за счет выполнения на комплементарных полевых транзисторных структурах, реализуемых до технологии цифровых ИМС.Однако, обладая высокой технологичностью и относительно малым энергопотреблением, в тоже время известный аппарат не позволяет значительно повысить КПД при упрощенном схемном решении, так как наличие отдельного генератора прямоугольных импульсов со значительным количеством транзисторных структур, с одной стороны, повышает потребляемый от источника питания ток, а с другой, использование широтно-импульсной модуляции с периодом квантования, равным периоду следования импульсов генератора, не позволяет увеличить эффективную "площадь" ,импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора, При этом ток потребления ключевых усилителей в момент их переключения не зависит от модулируемого сигнала, так как частота переключений постоянна. Сказанное свидетельствует об ограниченной области использования такого рода устройств.Цель изобретения - повышение КПДснижения энергопотребления за счет 5 уменьшения количества. комплектующихэлементов и переменного шага квантования широтно-импульсной модуляции.Цель достигается тем, что в слуховойаппарат, содержащий акустоэлектрический 10 преобразователь, выход которого соединенс предварительным усилителем, блок усиления и переключения, один выход которого подключен к первым входам фильтра и электроакустического преобразователя, а дру гой выход- к второму входу фильтра, выходкоторого соединен с вторым входом электроакустического преобразователя, согласно изобретению введены делитель напряжений, вход которого подключен к выходу 20 предварительного усилителя, элемент задержки, информационный вход которого соединен с первым выходом делителя напряжений, элемент сравнения, первый и. второй входы которого подключены соот ветственно к выходу элемента задержки ивторому выходу делителя напряжений, и ключ, информационный вход которого соединен с шиной питания, управляющий вход- с выходом элемента сравнения и вхо дом блока усиления и переключения, а выход - с управляющим входом элемента задержки.Перечисленные в отличительной частиформулы признаки являются "существенны ми отличиями", поскольку не выявлены ни водном из аналогов, а положительный эффект достигается лишь совместным исполь.зованием признаков ограничительной и отличительной частей формулы изобрете ния.На фиг,1 изображена общая структураслухового аппарата; на фиг.2 - схема делителя напряжений, элемента задержки, элемента сравнения и ключа; на фиг,З - 45 сравнительные временные диаграммы про-тотипа и изобретения.Слуховой аппарат содержит (фиг.1) акустоэлектрический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, делитель 3 50 напряжений, элемент 4 задержки элемент5 сравнения, ключ 6, блок 7 усиления и переключения, фильтр 8 и электроакустический преобразователь 9. Делитель 3 напряжений содержит (фиг,2) разделитель ный конденсатор 10 и резисторы 11,12. 13,элемент 4 задержки - накопительный конденсатор 14 и резисторы 15,16, а ключ 6 - транзистор 17 и резистор 18.Слуховой аппарат работает следующимобразом,1794282 10 15 20 25 В отсутствии входного сигнала (режим молчания) выходные напряжения делителя 3 отличаются друг от друга на величину, соответствующую шагу квантования. В момент включения источника питания напряжения на входах элемента 5 отличаются друг от друга, а через время, определяемое элементом 4, эти напряжения сравниваются - с учетом порога чувствительности элемента 5 срабатывает ключ 6, а напряжение на выходе элемента 4 восстанавливается в первоначальное состояние.Время восстановления, т,е. время возврата в исходное состояние выходного напряжения элемента 4, выбрано таким, чтобы в отсутствии модулируемого сигнала на выходе элемента 5 формировались прямоугольные импульсы со скважностью "два",Шаг квантования определяется по соотношению верхнего и нижнего пороговых напряжений элемента 5, а частота дискретизации в отсутствии модулируемого сигнала определяется как постоянной времени элемента 4, так и чувствительностью элемента 5 с учетом его шага квантования. Выбор оптимального значения частоты квантования (дискретизации) осуществляют ичходя из следующих соображений.С точки зрения экономичности устройства следует иметь частоту квантования как можно меньшей, так как возрастание частоты влечет повышение тока потребления пеФормула изобретения Слуховой аппарат, содержащий акустоэлектрический преобразователь, выход которого соединен с предварительным усилителем, блок усиления и переключения, один выход которого подключен к первым входам фильтра и электроакустического преобразователя, а другой - к второму входу фильтра, выход фильтра связан с вторым входом электроакустического преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД за счет снижения энергопотребления, в него введены делитель напряжения, элемент задержки, инреключаемыми элементами. Значительное снижение частоты ведет к снижению качества преобразуемой информации. По теореме Котельникова минимальная частота дискретизации определяется как Ркв.мин,= 2 Рв, где Г - верхняя частота преобразуемого сигнала, При этом квантованные сигналы имеют постоянную длительность, а их амплитуда несет информацию об исходном сигнале,Если осуществить квантование по уровню,то суммарная частота квантования Ркв.==2 Ев х Ос, где О - динамический диапазонпреобразуемого сигнала, определяемый целевым назначением модулятора. При преобразовании звуковых сигналов с верхней частотой 3,5 кГц в динамическом диапазоне Ос = 68 минимальное значение Ркв. = 2 х 3,5 х (68) = 4256 кГц,В заявляемом обьекте частота квантования принята равной 50 кГц, потому время задержки элемента 4 должно быть равным 1/2 РБт.е. 10 мкс, а период следования импульсов в отсутствии преобразуемого сигнала - соответственно 20 мкс. При наличии преобразуемого сигнала в зависимости от его амплитуды и полярности на выходе элемента 5 формируются широтно-модулированные импульсы с переменной скважностью вотличие от клас 30 сического принципа широтно-импульсной модуляции, в котором имеет место постоянный период следования импульсов,формационный вход которого соединен с первым выходом делителя напряжений, , элемент сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно квыходу элемента задержки и второму выходу делителя напряжений, и ключ, причем вход делителя напряжений подключен к выходу предварительного усилителя, информационный вход ключа соединен с шиной питания, выход - с управляющим входом элемента задержки, а выход элемента сравнения связан с входом блока усиления и переключения и управляющим входомключа,