管脚功能对应图如下: 7脚 6脚 1脚 3脚 8脚 5脚 2脚 4脚 信号1输入端 信号2输入端 信号1输出端 信号2输出端 信号1反馈端 信号2反馈端 电源电压端 接地端 本电路采用了TDA2822的一个通道进行功率放大,信号从7脚输入,6脚输入信号为零,功率放大后,从1脚和3脚输出信号。
3.3自动增益控制电路分析
自动增益模块的实现主要是通过场效应管漏极d和源极s的电阻随着栅源极电压的变化而变化,使得tda2822管脚7的输入信号改变。抑噪功能模块图如图2.3.2所示
图2.3.1
具体分析如下:
从tda2822管脚3输出的信号经C10耦合,R7可调电阻,D1负向整流,使得信号只有反向电压值,再通过C9滤波以后加到Q1的栅极,这样就给栅极提供反向电压。
(1) 当Q1栅极处于零负偏压时,其漏极与源极之间的阻抗值将会变小,传输
的信号幅度增大,进而使输出的信号增大,
(2) 当输出信号增大以后,就会使加到Q1栅极的负偏压增高,漏源极间阻抗
增大(如图2.3.2所示),传输的信号幅度变小,回到正常音量。 (3) 当输出的语音信号在一个较大范围的时候,还可以通过调节滑动变阻器的
大小,通过分压,让输出信号稳定在合适的值。而且R5的加入可以防止电路自激。
图2.3.2
3.4抑制噪声电路分析
抑噪功能的实现通过两个驻极体话筒来完成的。
驻极体话筒是驻极体材料提供极化电压的电容传声器极头和专用场效应管两部分组成,其内部结构和外部接线如图1所示,电容极膜接在场效应管的栅极G与地之间,信号由场效应管输出。这样话筒就有源极输出方式和漏极输出方式两种,当采用漏极方式时,其输出信号相位与输入信号相反;当采用源极输出方式时,其输出信号的相位与输入信号相同。该电路就是利用上述的特点抑噪的。 具体实现:
MICA是源极输出方式,此时MICB可以看成MICA的漏极电阻。而MICB则是漏极输出方式,MICA也可以看成是MICB的漏极电阻。在工作时,MICA接受的是话音(较MICB强)加上噪声信号,而MICB接受的也是语音(较MICA弱)加上噪声信号,这样噪声信号同时作用于MICA和MICB上,幅值相同,相位相反,相互抵消,而语音信号构成差分放大电路,输入的是A话筒和B话筒的语音信号差值
图2.3.1 图2.3.2
一般助听器仅装了一个话筒,抑噪助听器则设置了两个话筒。一个话筒MICA装在助听器盒子正面,另一个话筒MICB装在盒子的背面,从实际情况来看,环境噪声可以认为是充满整个房间的,故在助听器前面和后面的强度几乎相等,这就使其振幅相同相位相反而抵消了。使用时,若将MICA朝向讲话人,则A话筒接收的是话音(教MICB强),加噪声,而B话筒接收的仍是话音(较MICA弱)加噪声,在C1正端送出的信号只有MICA和MICB的话音强弱差值信号。从前述可知,送入A、B话筒的噪音信号,不管其绝对值有多大,其和恒等于零。
鉴于噪声在在房间内分布存在着微弱的不均匀性,加上两只场效应管特性不可能完全一致,以及晶体管和电阻固有的噪声,形成了耳机中的背景噪声。从使用的情况来看,抑噪助听器的噪声比传统的助听器“干净”多了。
3.5消除失真电路分析
R9与C5串联后并联在耳机两端(如图2.5.1所示),构成茹贝尔网络,吸收了高频尖峰,避免高频自激,使负载在相当宽的频率范围内呈现纯电阻性,进而使分频点稳定,改善阻尼,改善相位失真。
耳机的阻抗大小可以等效为线圈直流电阻Rs和线圈的感抗Ls之和,那么茹贝尔网络的元件参数值应为: R9=Rs C5=Ls/Rs2
当满足上述条件以后,耳机与“茹贝尔”网络的并联网络,将成为纯阻性负载,在一般情况下,由于耳机的阻抗值一般为几欧,所以我们选取电阻值为5欧德电阻和0.1u的电容串联。
4.测试
由于仪器的限制,不能对产品做具体性能的分析,只能对整体效果进行检验,经过对放大倍数,失真程度,功耗,噪声抑制功能,自动增益功能的测试,发现本产品整体性能不错。
5.作品创新之处
创新点一:在自动增益调节模块中,巧妙的运用了场效应管的特性即栅极加上负偏压时,漏源电阻值会随着电压值的变化而变化,从而起到自动调节增益的作用
创新点二:在抑噪模块中,采用了两个驻极体构成差分放大电路,当同一信号(噪声信号)经过麦克风A和麦克风B,由于幅值相同,相位相反,相互抵消,就达到了抑噪的功能。
创新点三:在消除失真模块中,将一小电阻和电容串联构成茹贝尔网络,达到消除失真的功能。
创新点四:针对深度耳聋患者和中低度耳聋患者的需求,我们专门设计了不同音量大小的放大声音信号。
创新点五: 考虑到耳机对准话筒,会产生自激,我们选用了专门的耳机来解决这个问题。
6.总结
经过前期准备和后期电路板焊接,我们小组花了大概三个月时间,因为经验上的不足,城隍庙跑了十几次,电路板也焊坏了好几块,其间有几次都差点放弃,好在我们相互鼓励,最后做出了比较满意的作品,大家感到非常值。
整个电路经过无数次的调试后我们终于还是调试好了各个电阻电容的最佳值,在功能上进行了几次调试,附加了一个调节音量的开关,以适应深度耳聋的患者。
我们自身是正常人,在调试的时候也无法想象一个耳聋患者的需求。所以,我们在网上收集了一些耳聋患者对助听器的要求,并逐步实现。 事实证明,科学是在实践中发展的。
附录:
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