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数字助听器原理及解决方案

透过整合更精密的数字讯号处理(DSP)半导体方案,将使制造商能够满足助听器用户的这些需求。本文将详细介绍影响DSP技术的各种设计考虑,以及在当今助

跟着迅速开展的半导体技能立异,助听器工业不断发生变化;剧烈的竞赛和更快上市的需求,导致产品生命周期缩短以及需求更大的差异化。运用可编程或特定运用架构的DSP技能,将有助于打造更精巧、舒适且功用丰厚的助听器。..

很少有运用比现代助听器面对更多的技能约束。针对这个范畴,在较小型的规划中进步功用水平缓下降功耗的需求更大于消费电子。这种压力还因助听器工业现在每年生长4-6%(依据一些闻名商场公司的研究资料)的现实而加重,并由我国和印度人口老龄化以及新商场开展而推进。因而,有必要以改进的功用满意更广泛患者的需求。

透过整合更精细的数字信号处理(DSP)半导体计划,将使制造商可以满意助听器用户的这些需求。本文将具体介绍影响DSP技能的各种规划考虑,以及在当今助听器内的运用。

简略来说,助听器的作业原理是:声波由麦克风接纳,并转换成一个模仿电子信号。透过模仿-数字转换器(ADC)拾取这个模仿信号,并把它转换成一个数字信号;接着再用DSP算法进行处理和调理。然后该数字信号被从头转换为模仿方式,传递到接纳器,并转换成由助听器用户听到的声波。


现代数字助听器原理

为了尽量削减这些设备的视觉冲击,进步佩带者的舒适性,商场上开端导入更分离式的新样式。常用的耳背式(BTE)设备现在开端被坐落耳道内更深处的助听器所代替,如深耳道(CIC)和耳道内不行见(IIC)的设备,或微型耳罩式设备,又称微型耳背式(mini-BTE)或OTE。助听器这种「可听到但看不见」 的趋势需求很多体系微缩小型化到为设备供电的IC。


传统的BTE助听器有必要将多个组件(包含电池)整合于轻量的小型体系中。新式的入耳式(ITE)规划更面对空间约束的苛刻应战

客制化需求

原始设备制造商(OEM)正探究可完成助听器自身共同的数据信号处理算法的IC解决计划。这将支撑更高能效的「渠道」战略到位,让不同的助听器样式都可运用相同的中心DSP创立。例如,轻度听力受损可由一组特定的算法加以解决,而高功率组件则战胜严峻的听力受损,均可运用相同的渠道,但以更多的长处或功用与功用加以差异。

与可携式电子设备无线互连

业界关于以无线技能完成助听器和电子设备(如智能型手机)之间的音频信号传输极端感兴趣。透过2.4GHz频段(根据蓝牙和ZigBee无线规范),无线连接可以使助听器用户直接从电子设备体会音频。例如,用户可以从手持设备串流音乐,或以其助听器作为耳机进行通话。无线连接还能添加用户和设备之间的互动。运用智能型手机,助听器用户可以很容易地调整和自定义参数和设置(如音量控制),而不需求繁琐的继电器配件。由于无线技能没有终究的规范,工程师有必要可以快速习惯新式规范,如蓝牙低功耗(BLE)。

挑选DSP架构

有许多不同类型的DSP架构可用于现代半导体。由于该架构关于助听器规划的整体能效将有相当大的影响,OEM工程团队应保证仔细考虑可用的挑选,最终做出决议挑选一个最适用的计划。

封闭式架构 选用一个DSP直接硬线连架构的封闭式固定功用架构,可为体系的功耗和尺度完成优化。惋惜的是,其价值却是献身了体系的灵活性。尽管一些较小的参数依然可调整,但假如没有大规模的重设作业(这极端贵重和耗时),也无法改动IC的根本功用。

敞开式可编程架构 敞开式可编程架构为OEM供给了更好的规划灵活性,由于DSP算法相对上易于修正。但是,这种灵活性可包容在一个更大的体系中,但这无法满意现代助听器苛刻的功率和尺度要求。

半可编程及特定运用、敞开式可编程架构 一种可以结合封闭式和敞开式可编程架构有利特性的代替架构正在兴起。半可编程架构的根本DSP功用是硬线接入逻辑模块和额定的可编程DSP元素,额定的才能可以在软件中完成。尽管这供给了一些灵活性,但半可编程架构依然比封闭式架构有更大的功率预算。

特定运用、敞开式可编程架构提出了另一种方法。在此的DSP架构是根据深化了解运用需求而规划并优化的,以便为特定运用处理特别的信号处理要求。它有敞开可编程架构的软件可编程才能,以及相对上挨近封闭式架构的电源能效,供给妥善施行的规划布局以及运用合适的半导体几许结构。这样的架构有助于促进OEM厂商现在所需求的渠道途径。

例如,安森美半导体(ON Semiconductor)的Ezairo 7100是精巧且极端精细的体系单芯片(SoC)解决计划,针对下一代助听器而规划。它结合了模仿前端、ARM Cortex-M3处理器以及24位四中心DSP(根据特定运用、敞开式可编程架构)于一个半导体芯片中。封闭式和敞开式可编程混合架构的施行,意味着IC在10.24MHz的最大频率速度作业时的功耗小于0.7mA。这可以下降体系功耗,一起依然赋予工程师必要的规划灵活性(算法可调整),以创立功用丰厚的助听器规划,使其从商场竞赛中锋芒毕露。


ON Ezairo 7110方块图

总归,助听器工业的技能正不断发生变化——运用迅速开展的立异以及针对新式商场。微弱的竞赛和更快上市的需求,导致产品生命周期缩短,以及需求更大的差异化。运用可编程或特定运用架构的DSP技能(如安森美半导体的先进SoC),将有助于工程师打造更精巧且功用丰厚的助听器,进步用户的舒适度和满意度。

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