DIY načúvacie prístroje vyrobené z mobilných telefónov. Naslúchadlo

Mnoho ľudí má dnes problémy so sluchom a rozsah tejto katastrofy je pôsobivý. Okrem starších ľudí sa v budúcnosti bude so stratou sluchu stretávať aj mnoho mladších generácií, poháňaných nekontrolovateľným používaním slúchadiel a záľubou mládeže v diskotékach.

V dôsledku toho bude otázka, ako si vyrobiť načúvací prístroj vlastnými rukami, vždy aktuálna, pretože náklady na takéto značkové načúvacie prístroje často presahujú možnosti mnohých ľudí.

V skutočnosti, výroba načúvacieho prístroja vlastnými rukami je pomerne jednoduchá, na tento účel slúžia dostupné nástroje, ktoré každý ľahko nájde.

Výsledný načúvací prístroj má kompaktné rozmery a ľahko sa zmestí do bežného Bluetooth headsetu.

Na začiatok budete potrebovať mikrofón – postačí obyčajný mikrofón z mobilného telefónu. Ak tomu tak nie je, potom môžete úspešne použiť mikrofón z magnetofónu. Magnetofón je celkom obyčajný, čínsky - hlavná vec je, že mikrofón má väčšiu citlivosť.

Teraz prejdime k zváženiu okruhu načúvacieho prístroja. Ako vidíte, schéma je pomerne jednoduchá.

Ako reproduktor by ste mali použiť aj slúchadlá z mobilného telefónu. Slúchadlo musí mať dosť vysoká odolnosť, asi dvadsaťpäť až štyridsať ohmov.

Na napájanie zariadenia sa používa lítiová tableta (napätie tri volty). Ak ste nenašli lítiový tablet, môžete použiť tri batérie z bežných náramkových hodiniek. Konfigurácia pripojenia batérie je v sérii a celkové napätie by malo byť 4,5 V. Pri montáži je potrebné venovať osobitnú pozornosť mikrofónu a jeho polarite - mikrofón musí byť pripojený správnym spôsobom.

Ak máte túžbu a príležitosť, môžete namiesto možnosti diskutovanej vyššie použiť lítium-iónovú batériu z náhlavnej súpravy Bluetooth. Lítium-iónová batéria s kapacitou 80-120 miliampérov a napätím 3,7 voltu umožní načúvaciemu prístroju pracovať dlhšie a možno ho dobíjať. Pre zariadenie je možné použiť tieto typy tranzistorov: S9014 a S9018, ako aj tranzistory KT315 a KT368.

Poďme ďalej v štúdiu otázky, ako vyrobiť načúvací prístroj vlastnými rukami. Ak chcete zmenšiť veľkosť svojho zariadenia, mali by ste použiť komponenty SMD. Pre zvýšenie citlivosti načúvacieho prístroja môžete vymeniť nepolárny kondenzátor podľa použitého mikrofónu 0,01 mikrofaradu.

Zostavenie načúvacieho prístroja.

Pri montáži načúvacieho prístroja je potrebné zabezpečiť kvalitnú izoláciu mikrofónu od reproduktora - inak sa pri používaní vytvorí pozadie.

Iná verzia zariadenia má dve kaskády, ktoré zlepšujú činnosť mikrofónu. Keďže samotný mikrofónový tablet má zabudovaný zosilňovač (jednostupňový), výsledkom je načúvací prístroj so zvýšenou citlivosťou, cca 9-10 metrov. Jednoducho potrebujete pridať jednoduchý zosilňovač, pracujúci na jednom tranzistore (podobne ako zosilňovač použitý v predchádzajúcom stupni).

Prvý typ načúvacieho prístroja má prúd 5 miliampérov za hodinu, druhý - asi 10 miliampérov za hodinu.

Taký načúvací prístroj bude pracovať nepretržite a nebudete ho musieť vypínať, takže nie je potrebný žiadny vypínač.

Podobné zariadenia vyrábané v továrni sú dosť drahé, zatiaľ čo možnosť diskutovaná v tomto článku bude lacná a nebude mať nižšiu kvalitu ako vzorky z výroby.

Táto okolnosť je dôležitá najmä pre dôchodcov a ľudí s nízkymi príjmami, ktorí si nemôžu dovoliť kúpu značkového načúvacieho prístroja. Môžete potešiť starých rodičov, alebo pomôcť kolegovi či kamarátke prekonať problémy so sluchom. Stačí si vziať všetky potrebné prvky uvedené vyššie a nezávisle skonštruovať zariadenie, ktoré môže ľuďom pomôcť plne vnímať svet okolo nich a užívať si zvuky a komunikáciu s blízkymi.

Ako môžete vidieť, DIY načúvací prístroj celkom ľahké urobiť, nie je na tom nič zložité, ale výhody sú celkom hmatateľné.

Dobrý deň, milí kolegovia. Pokračujeme v sekcii o zdravotníckom vybavení. V predchádzajúcom článku sme hovorili o tom, ako to zjednodušiť starším ľuďom pomocou odpadových materiálov a s použitím len niekoľkých častí. Dnes vám dávam do pozornosti modernizáciu takéhoto zariadenia, alebo skôr nie modernizáciu, ale úplne novú verziu s integrovaným mikroobvodom zosilňovača TDA2822M. Mikroobvod má iba osem kolíkov a je vysokokvalitným nízkofrekvenčným zosilňovačom, vo vnútri má dva kanály po 0,65 wattu. Rozsah napájacích napätí je tiež veľmi široký - od 1,5 do 18 voltov. Takýto zosilňovač sa nachádza aj vo verzii SMD, možno ho nájsť v prehrávači, rádiovom prijímači a pod. Môžete si ho samozrejme kúpiť v obchode s rádiami. Zostavte zosilňovač pomocou možnosti mostového pripojenia, ktoré vám umožní získať až 1,5 wattu čistého výkonu. Nižšie nájdete schému pripojenia načúvacieho prístroja.

Nezohrieva sa, preto nie je potrebný chladič. Odporúčam vám použiť kondenzátory a odpory vo verzii SMD, čím sa výrazne zníži veľkosť načúvacieho prístroja. Mikrofón, ako v prvom článku, sa používa z náhlavnej súpravy mobilného telefónu (je to pohodlné kvôli malým rozmerom), ale ak ho nemáte, použite akýkoľvek elektretový mikrofón. Zdrojom energie môže byť lítiový tablet alebo batérie do hodiniek.

Ale keďže tu nemáme len mikrofónny zosilňovač ako v našom prvom článku, ale integrovaný zosilňovací mikroobvod, preto je spotreba prúdu výrazne vyššia - až 20 mA, čo znamená, že by bolo vhodné použiť lítium-iónovú batériu z Bluetooth headset mobilného telefónu. Kondenzátor napájacieho zdroja je možné vylúčiť z obvodu, nehrá zvláštnu úlohu. Zosilňovač načúvacieho prístroja je možné namontovať na doštičku spolu s batériou a umiestniť do vhodného puzdra náhlavnej súpravy. Puzdro si môžete vyrobiť sami z plastových kariet a prilepiť silikónom.

Ako ste si všimli na fotografii, chýba ovládanie hlasitosti zosilňovača, bez ovládača hlasitosti zosilňovač pracuje na plný výkon, na želanie je možné dizajn doplniť o variabilný odpor na úpravu zvuku. Ak používate batériu, nezabudnite zahrnúť nabíjaciu zásuvku. Zariadenie je možné nabíjať bežnou nabíjačkou od mobilného telefónu, alebo USB portom, ale najlepšou možnosťou je nabíjanie univerzálnou nabíjačkou, keďže je tam ovládač a obmedzovač nabíjacieho prúdu, čo zvýši životnosť batérie. . To je všetko, veľa šťastia priatelia - AKA.

Naslúchadlo Toto zariadenie je určené pre osoby so slabým sluchom (vrodené alebo získané vekom).
V podstate ide jednoducho o obyčajný mikrofónový zosilňovač v miniatúrnom prevedení, určený na každodenné použitie.

Načúvacie prístroje sú bežne dostupné na predaj a ich sortiment je pomerne veľký, ale môžete vyrobiť si vlastný načúvací prístroj- bude to oveľa lacnejšie.

Teraz sú v predaji elektretové mikrofóny (so vstavaným tranzistorovým zosilňovačom s efektom poľa) z mobilných telefónov alebo moderných telefónov. Takéto mikrofóny majú plynulú frekvenčnú odozvu a vysokú citlivosť a ako slúchadlá možno použiť slúchadlá z prehrávača alebo telefónu.

Schéma domáceho načúvacieho prístroja

Ako základ obvodu som zvolil zosilňovač na odpočúvanie („špionážne zariadenie“). Keď som to trochu zjednodušil, dostal som úplne funkčnú schému načúvacieho prístroja (obr. 1), ktorý pasuje do štandardného puzdra s rozmermi 128x66x28 mm.

Rezistor R1 nastavuje citlivosť mikrofónu VM1 načúvacieho prístroja. Kondenzátory SZ a C4 tvoria frekvenčnú charakteristiku vo vysokofrekvenčnej oblasti (zabraňujú samobudeniu pri ultrazvuku a zabraňujú preťaženiu zosilňovača pri vyšších zvukových frekvenciách). Kondenzátor C5 vytvára frekvenčnú odozvu pri nízkych frekvenciách (odstraňuje „mrmlanie“ mikrofónu). Rezistor R8 nastavuje pracovný bod koncového stupňa: napätie na emitoroch VT4 a VT5 by malo byť polovičné ako napájacie napätie.
Indikátor stavu batérie GB1 je namontovaný na tranzistore VT6. Rezistor R12 nastavuje zapaľovacie napätie LED VD2 na 4 V, čo zodpovedá minimálnemu povolenému napätiu batérie. Ako VD2 je použitá zelená LED s priemerom 2 mm so zvýšeným svetelným výkonom zo série „Piranha“. Batéria pozostáva zo štyroch článkov s kapacitou 500... 1000 mAh. LED VD3 indikuje nabíjanie (po dokončení zhasne). Červená AL307 sa používa ako VD3. Zenerove diódy VD4 a VD5 sú zvolené na obmedzenie napätia (s pripojenou nabíjacou jednotkou) pri 7,3. ..7,4 V. Ako výstupný konektor X1 pre inštaláciu na dosku je použitý jednoduchý plastový stereo jack, v ktorom je pravý a ľavý kanál paralelne na doske plošných spojov, čo zlepšuje výstup slúchadiel. Keďže takéto zásuvky dlho nevydržia, odporúčam inštalovať dve paralelne. To vám umožní nestrácať čas opravou (výmena) jednej zásuvky - stačí vložiť slúchadlo do inej zásuvky.
Tvar, usporiadanie dielov na doske a nákres dosky plošných spojov sú na obr. 2-4. Mikrofón VM1 je inštalovaný v mäkkej gumenej spone a je upevnený vo vnútri puzdra silikónovým lepidlom-tmelom.

Nabíjacia jednotka batérie je vyrobená z univerzálneho napájacieho zdroja ("čínskeho") pre elektronické zariadenia (obr. 5). Na prevádzku využíva tretí (spodný) kohútik sekundárneho vinutia transformátora. Napätie naprázdno na výstupe je približne 9,7 V, nabíjací prúd pri špecifikovanej hodnote R1 je približne 50 mA. Jedno nabitie batérie vystačí na 3...5 dní prevádzky načúvacieho prístroja. Zariadenie umožňuje súčasnú prevádzku a nabíjanie.

Akustický tlak vytvorený týmto načúvacím prístrojom (nemal som príslušné meracie prístroje) je taký vysoký, že u normálne počujúceho človeka vytvára bolesť a následnú dočasnú (niekoľko minútovú) hluchotu. Môj otec, ktorý má hlbokú poruchu sluchu, dostal s týmto načúvacím prístrojom takmer úplnú kompenzáciu sluchu s dobrou zrozumiteľnosťou.
Pri opakovaní dizajnu je potrebné venovať osobitnú pozornosť slúchadlám. Niektoré z nich nie sú schopné vytvoriť dostatočne vysoký akustický tlak buď kvôli vysokému ohmickému odporu, alebo kvôli nízkej účinnosti (kvalita čítania). Slúchadlá na uši s hlavovým mostom a mäkkými náušníkmi pre Hi-Fi zariadenia môžu poskytnúť dobrý efekt. Použitie takýchto slúchadiel je však možné len vtedy, ak náušníky dobre sedia.
Na prednú stenu puzdra načúvacieho prístroja je užitočné nainštalovať západku na pripevnenie k chlopni náprsného vrecka. Pre skúsených rádioamatérov má zmysel pracovať na zmenšení veľkosti načúvacieho prístroja prechodom na mikroobvody a miniatúrne batérie.

V.ZAKHARENKO. UA4HRV, Samara.

V. Muravin

Ľuďom s poruchou sluchu pomáha načúvací prístroj (HA) komunikovať s okolitým svetom a aktívne sa zapájať do pracovných a spoločenských aktivít. Pre niekoho je to jediný spôsob, ako reprodukovať ľudskú reč, pre iného prostriedok na zvýšenie zrozumiteľnosti reči a dokonca umožňuje zlepšiť kvalitu počúvania hudby.

V našej krajine priemysel vyrába niekoľko typov načúvacích prístrojov s rôznymi technickými vlastnosťami a v rôznych prevedeniach.

V súčasnosti sa pracuje na presune načúvacích prístrojov na novú základňu prvkov, aby sa zlepšili ich technické vlastnosti a prevádzkový komfort. Preto bol vyvinutý špecializovaný mikroobvod pre K538UN2 SA. Zosilňovač tohto mikroobvodu má nízku hlučnosť, nízku spotrebu energie a je určený na pripojenie telefónu s odporom 1 kOhm.

V priemyselne vyrábaných CA však možno zaznamenať tieto nevýhody:

nedostatočné akustické zosilnenie. Strata sluchu u ľudí s poškodením zariadenia na reprodukciu zvuku môže dosiahnuť 80...90 dB pri frekvencii 4 kHz, čo sa považuje za minimálnu prijateľnú frekvenciu horného priepustného pásma z hľadiska zabezpečenia uspokojivej (92 %) zrozumiteľnosti reči;

plochá frekvenčná odozva zariadenia, ktorá by podľa GOST 10893-69 mala mať nerovnomernosť nie väčšiu ako 30 dB vo frekvenčnom pásme 400...3000 Hz (ľudia s rôznymi typmi straty sluchu majú rôzne audiogramy);

nízka účinnosť SA. Odberové prúdy sú cca 5...12 mA, čo pri použití napájacích zdrojov s kapacitou 0,05...0,15 mA/h zabezpečuje chod zariadenia 10...12 hod.. Koncové stupne pracujú ako pravidlo, v lineárnom režime, čo vedie k tomu, že spotreba prúdu v tichom režime je rovnaká ako pri maximálnej hlasitosti;

žiadne obmedzovače maximálnej hladiny. Len jeden model SA má AGC a je tiež neúčinný. Obmedzovače špičiek a kompresory sa v priemyselných načúvacích prístrojoch nepoužívajú;

absencia viditeľných (vysoko viditeľných) indikátorov zapnutia, čo je dôležité najmä pri relatívne vysokej spotrebe prúdu. CA má spravidla značku na ovládači hlasitosti v kombinácii s vypínačom.

Spomedzi parametrov načúvacieho prístroja má najväčší vplyv na kvalitu reprodukcie zvuku a zrozumiteľnosť reči, a teda aj na skutočný efekt v sluchovej protetike, amplitúdovo-frekvenčná odozva (AFC) načúvacieho prístroja a hladina hluku. .

Pozrime sa na to podrobnejšie. Ako už bolo uvedené, komerčne vyrábané načúvacie prístroje majú zlú frekvenčnú odozvu a stratu sluchu možno charakterizovať rôznymi audiogramami. Ak je pri poškodení prístroja na reprodukciu zvuku audiogram plochý a má nerovnomernosť asi 20 dB, potom pri poškodení prístroja na príjem zvuku a kombinovanom poškodení má audiogram pokles vo frekvenčnom rozsahu 500. .4000 Hz so strmosťou dosahujúcou 30 dB/okt. .

Okrem toho je potrebné vziať do úvahy, že mikrofóny a telefóny používané v CA majú aj pokles frekvenčnej odozvy so strmosťou dosahujúcou 30 dB/okt vo frekvenčnom rozsahu 2000...4000 Hz. Niektoré CA sú vybavené regulátormi frekvenčnej odozvy, ale sú to najjednoduchšie obvody a neposkytujú požadovanú korekciu.

Druhým dôležitým faktorom ovplyvňujúcim kvalitu prevádzky SA je hlučnosť. Je známe, že pre zrozumiteľné vnímanie reči je potrebné, aby bol zachovaný pomer signálu k šumu väčší ako 20 dB. Ak akceptujeme minimálnu úroveň intenzity zvuku 40 dB, potom by napätie hluku na vstupe nemalo byť väčšie ako 3 μV.

Vnútorný šum CA je možné znížiť použitím nízkošumových tranzistorov vo vstupných stupňoch.

Užitočný signál je ťažšie izolovať od okolitého hluku. Ak zdravé ucho vníma okolité zvuky selektívne v smere, t.j. vyberá z nich užitočné informácie prichádzajúce z určitého smeru, potom SA zosilňuje zvuky prichádzajúce zo všetkých smerov; V dôsledku toho je pomer signálu k šumu na vstupe zvukovodu nedostatočný.

Pri zdokonaľovaní SA a tvorbe nových modelov je potrebné brať do úvahy všetky vymenované faktory, ktoré ovplyvňujú kvalitu reprodukcie zvuku a zrozumiteľnosť reči.

Uvažujme o štruktúrnom diagrame načúvacieho prístroja.

Načúvací prístroj je spravidla prístroj pozostávajúci z mikrofónu, vstupného zosilňovača, korekčného prístroja, koncového zosilňovača a telefónu (obr. 1).

Ryža. 1 Bloková schéma načúvacieho prístroja

Korekčné zariadenie je možné kombinovať s niektorým zo zosilňovačov, nebude však funkčne a konštrukčne kompletné a nebude plne spĺňať pomerne vysoké požiadavky na korekciu frekvenčnej charakteristiky SA.

Okrem toho môže SA dodatočne obsahovať obmedzovač maximálnej úrovne výstupného signálu, indikátor zapnutia CA, indikátor slabej batérie atď.

Technické požiadavky na celý načúvací prístroj a jeho komponenty sú určené charakteristikami sluchu pacienta.

Najpodrobnejšie a najpresnejšie meranie sluchových charakteristík poskytuje audiometrická metóda merania, pri ktorej sa do testovacieho ucha prostredníctvom elektrodynamických telefónov vysielajú tóny rôznych frekvencií a hlasitosti. Elektrodynamické telefóny sú v tomto prípade vhodné, pretože majú najnižší akustický odpor, a preto poskytujú menšiu závislosť akustického tlaku od individuálnych rozdielov vo veľkosti vonkajšieho ucha. Navyše to spĺňa požiadavku jednotnosti meraní, kedy je možné výsledky porovnávať a nezávisia od miesta, času a podmienok.

Môžete ísť inou cestou: urobte audiogram s telefónom, ktorý sa bude používať s načúvacím prístrojom. Potom audiogram zohľadní ako frekvenčné charakteristiky daného telefónu, tak aj individuálne charakteristiky zvukovodu, čo umožní vytvoriť efektívnejšiu schému korekcie frekvenčnej odozvy načúvacieho prístroja. Druhý spôsob je prijateľný pri vytváraní SA pre konkrétneho pacienta. V prípade, že sú SA vytvárané na modulárnom základe, je možné vyvinúť množstvo modulov korekčných zariadení, z ktorých jeden je zabudovaný do zariadenia po nasnímaní audiogramu.

CA vstupný zosilňovač musí mať dostatočný zisk na jazdu v záverečnej etape. Dôležitou požiadavkou je aj nízky šum, keďže zdrojom signálu pre vstupný zosilňovač je mikrofón, ktorý má relatívne nízku citlivosť (asi 4 mV/Pa). Charakteristickým znakom činnosti vstupných zosilňovačov SA sú nízke prevádzkové prúdy a napätie.

Typicky sú vstupné zosilňovače CA zostavené pomocou dvoj- alebo trojstupňového obvodu, v ktorom sú tranzistory zapojené podľa obvodu so spoločným emitorom. Stabilizácia DC režimu sa vykonáva pomocou lokálnej negatívnej spätnej väzby.

Zosilňovač, ktorého obvod je na obr., má väčšiu stabilitu ako v priemyselných CA. 2.

Ryža. 2. Schéma vstupného zosilňovača 1

Tento zosilňovač je zostavený podľa obvodu s priamymi prepojeniami medzi stupňami a je pokrytý spoločnou negatívnou spätnou väzbou (NFE) pre jednosmerný prúd. Režim DC sa nastavuje pomocou rezistorov R3 a R6. Prvý stupeň zosilňovača využíva nízkošumový tranzistor P28. Okrem toho prevádzkový režim tohto tranzistora (Ik = 0,4 mA, Uke = 1,2 V) zabezpečuje aj minimálny šum. Frekvenčné pásmo zosilňovača na úrovni -3 dB je 300...7000 Hz, zosilnenie Ku je 1700.

V nízkošumových vstupných stupňoch fungujú dobre germániové tranzistory P28, MP39B, GT310B, GT322A, kremíkové KT104B, KT203B, KT326B, ale obzvlášť dobré výsledky poskytujú nízkošumové tranzistory radu KT342, KT3102 a KT3107. Sú schopné pracovať pri kolektorových prúdoch dosahujúcich desiatky mikroampérov a napätí kolektor-emitor menej ako 1 V bez straty svojich vysokých zosilňovacích vlastností.

Obvod vstupného zosilňovača pomocou tranzistorov KT3102E je znázornený na obr. 3 a má podobnú konštrukciu ako predchádzajúci diagram.

Ryža. 3. Schéma vstupného zosilňovača 2

Tranzistor prvého stupňa pracuje v mikroprúdovom režime (Ik = 0,04 mA, Uke = 1 V). Zisk takéhoto zosilňovača je 3000.

Väčší zisk možno dosiahnuť, ak sa medzi prvý a druhý stupeň umiestni sledovač emitora, ako je znázornené na obr. 4.

Ryža. 4. Schéma vstupného zosilňovača 3

Tu sa okrem lokálnej negatívnej spätnej väzby v každom stupni a všeobecnej jednosmernej spätnej väzby zavádza aj striedavá spätná väzba (Roc), pomocou ktorej môžete nastaviť zosilnenie zosilňovača. Zisk zosilňovača bez spätnej väzby (Roc vypnutý) je 11 000, so spätnou väzbou - 1700; Šumové napätie privedené na vstup pri jeho skratovaní nie je väčšie ako 2 µV.

Už skôr bolo povedané, že hlavné skreslenia frekvenčnej odozvy medzi koncovými bodmi SA sú určené mikrofónom a telefónom. Najbežnejším mikrofónom v načúvacích prístrojoch je M1. Jeho frekvenčná odozva je znázornená na obr. 5.

Ryža. 5. Amplitúdovo-frekvenčná odozva mikrofónu

Táto charakteristika je spriemerovaná a získaná vo voľnom zvukovom poli. Takéto merania predstavujú náročnú technickú výzvu. V reálnych podmienkach je typ frekvenčnej odozvy mikrofónu do značnej miery ovplyvnený hlasitosťou miestnosti, okolitými predmetmi a pod.. Preto v budúcnosti budeme brať do úvahy priemernú odozvu mikrofónu.

Analýza priemerných charakteristík mikrofónu, telefónu a straty sluchu pre rôzne druhy poškodenia nám umožňuje rozdeliť frekvenčný rozsah do troch sekcií: do 1000 Hz, od 1000 do 2000 Hz a nad 2000 Hz.

V oblasti do 1000 Hz má výsledná frekvenčná charakteristika, ktorá predstavuje súčet frekvenčnej odozvy mikrofónu, telefónu a straty sluchu, mierny vzostup v dôsledku nárastu frekvenčnej charakteristiky mikrofónu a telefónu.

V oblasti od 1000 do 2000 Hz môže byť výsledná frekvenčná odozva konštantná, stúpajúca alebo klesajúca, čo súvisí s tvarom charakteristiky straty sluchu v tejto oblasti. Môžu sa vyskytnúť aj malé maximá a minimá.

Pri frekvenciách nad 2000 Hz je pokles výslednej frekvenčnej odozvy spôsobený poklesom frekvenčnej odozvy telefónu a charakteristikou straty sluchu.

Z toho vyplýva, že pri vývoji korekčných zariadení je potrebné vytvoriť frekvenčnú charakteristiku týchto zariadení, prevrátenú k výslednej frekvenčnej odozve dráhy „mikrofón-telefón-ucho“.

Túto korekčnú charakteristiku je možné získať paralelným zapojením dolnopriepustných filtrov (LPF), hornopriepustných filtrov (HPF) alebo stop filtrov v rôznych kombináciách. Počet sekcií filtra závisí od požadovaného sklonu frekvenčnej odozvy.

Korekčné zariadenia môžu byť postavené na báze opísaných aktívnych filtrov, v ktorých je lepšie použiť ako neinvertujúce zosilňovače nie operačné zosilňovače, ale ekonomickejšie emitorové sledovače.

Ryža. 6. Schematické diagramy filtrov druhého rádu: a - nízke frekvencie; b - vysoké frekvencie

Schémy aktívnych hornopriepustných filtrov a dolnopriepustných filtrov druhého rádu sú znázornené na obr. 6 a hornopriepustný filter a dolnopriepustný filter tretieho rádu sú znázornené na obr. 7. Majú strmosti frekvenčnej odozvy 12 a 18 dB/okt. resp.

Ryža. 7. Schematické diagramy filtrov tretieho rádu: a - dolná priepust; b - vysoké frekvencie

Ak má mať korekčná charakteristika väčší sklon, je potrebné zapnúť viacero filtrov za sebou.

Schéma bariérového filtra je na obr. 8, a a jeho frekvenčná odozva je znázornená na obr. 8, b.

Ryža. 8. Bariérový filter:
a - schematický diagram; b - frekvenčná odozva

Zádržné pásmo filtra závisí od jeho zisku.

Priemerná frekvencia zastavovacieho pásma je určená vzorcom

fo=0,28/RC,
kde R=R1=R2, C=C1=C2.

Koncové zosilňovače musia mať spravidla plochú frekvenčnú odozvu, poskytovať požadovanú maximálnu úroveň signálu pri záťaži a byť hospodárne.

V priemyselných CA je konečný stupeň spravidla zostavený podľa obvodu odo-cyklu a pracuje v lineárnom režime, preto výstupná úroveň a účinnosť takýchto zosilňovačov, a teda CA, sú nízke.

Účinnosť SA môže byť zvýšená, ak je koncový zosilňovač zostavený podľa obvodu s pohyblivým pracovným bodom, ako je znázornené na obr. 9, a, b).

Ryža. 9. Schematické schémy koncových zosilňovačov s pohyblivým pracovným bodom

Zariadenie podľa schémy na obr. 9,b sa vyznačuje efektívnejším posunom kaskádového pracovného bodu, keď je signál privedený na vstup, a teda nižšími nelineárnymi skresleniami. Rezistor R1 nastavuje počiatočný prúd (bez signálu) rovný 2...3 mA a rezistor R2 nastavuje minimálne skreslenie signálu pri záťaži. V tomto prípade maximálny kolektorový prúd tranzistora VT1 dosahuje 20 mA. Koncový zosilňovač, zostavený podľa obvodu na obr. 9, poskytuje maximálny signál 500 mV pri záťaži 60 Ohm pri napájacom napätí 3 V a 1,5 mV pri napätí 9 V, čo zodpovedá maximálnym výstupným úrovniam 120 a 130 dB (s citlivosťou telefónu sa predpokladá, že 0,04 Pa/mV). Nevýhody takýchto obvodov sú nízka (nie viac ako 10...15%) účinnosť a veľké nelineárne skreslenia. Väčšiu účinnosť (až 50%) poskytujú koncové zosilňovače postavené pomocou obvodu push-pull, ako je znázornené na obr. 10, a, b. V týchto zosilňovačoch je počiatočný prúd 1,2 mA pre obvod na obr. 10, a a 2 mA pre obvod na obr. 10, b, je nastavený odpormi R4 a R2. Rezistory R2 a R4 pre obvody podľa obr. 10, a a 10, b, je napätie v bode A nastavené na polovicu napájacieho napätia.

Obrázok 10. Schematické schémy koncových zosilňovačov push-pull

Koncové zosilňovače zostavené podľa obvodov na obr. 10 poskytujú maximálne výstupné úrovne 122 a 133 dB pre obr. 10, a a 10, b, v tomto poradí, účinnosť je asi 50 %.

Takmer rovnaké charakteristiky ako zosilňovač zostavený podľa obvodu na obr. 10, b, ale s menším počtom častí, má zosilňovač založený na operačnom zosilňovači K140UD5A (obr. 11). Tu rezistor R1 nastavuje napätie v bode A rovné polovici napájacieho napätia a rezistor R4 nastavuje zosilnenie kaskády. Počiatočný prúd je približne 2,8 mA. Zosilňovač zostavený podľa obvodu znázorneného na obr. 11, poskytuje maximálnu výstupnú úroveň 131 dB. Účinnosť tohto zosilňovača je o niečo nižšia ako u predchádzajúcich - 37%.

Počas štúdie nebolo cieľom vybrať tranzistory v každom páre podľa parametra h21e. Pri výbere tranzistorov pre každý pár sa brali do úvahy ich referenčné údaje: štruktúra (p-n-p, n-p-n), materiál (germánium, kremík), spätný kolektorový prúd, zosilnenie, saturačné napätie. Tranzistory boli inštalované v zosilňovači vyrobenom podľa obvodu znázorneného na obr. jedenásť.

Ryža. 11. Schéma koncového zosilňovača s mikroobvodom

V každom páre sa skúmali 3 tranzistory každého typu (aby sa vylúčil náhodný výber). Maximálne výstupné napätie bolo merané na záťaži - rezistore s odporom 60 Ohmov. Výsledky merania sú uvedené v tabuľke. 1.

Tabuľka ukazuje, že najlepšie výsledky sa dosahujú s germániovými tranzistormi. Použitie vysokofrekvenčných tranzistorov GT329B a GT310B nie je opodstatnené, navyše hodnoty maximálnych prípustných parametrov týchto tranzistorov sú blízke prevádzkovému režimu v tomto zosilňovači.

Ešte väčšiu účinnosť (až 75%) dosahujú koncové zosilňovače vyrobené pomocou mostíkového obvodu. Majú síce takmer 2x viac dielov, no umožňujú získať dvojnásobný výkon z rovnakého napájacieho napätia, čo je dôležité najmä pri prenosných zariadeniach.

V najjednoduchšom prípade koncový zosilňovač zostavený pomocou mostíkového obvodu pozostáva z dvoch identických koncových stupňov (A2, A3), ktorých vstupy sú zapojené do kaskády s parafázovými výstupmi (A1) a výstupy sú pripojené k zaťaženie (obr. 12).

Ryža. 12. Bloková schéma mostíkového koncového zosilňovača

Pri použití integrovaných operačných zosilňovačov (operačných zosilňovačov) v koncových stupňoch môžete kaskádu s parafázovými výstupmi eliminovať zapojením jedného operačného zosilňovača do obvodu s invertujúcim vstupom a druhého do obvodu s neinvertujúcim vstupom. Zapojenie takéhoto zosilňovača je znázornené na obr. 13.

Ryža. 13. Schéma mostíkového koncového zosilňovača

Koncové zosilňovače môžu byť vyrobené aj podľa uvedených obvodov. Všetky sú zostavené pomocou mostíkového obvodu a navzájom sa líšia spôsobom zapínania výstupných tranzistorov a ich pohonu. Účinnosť týchto zosilňovačov je od 40 do 75%.

V tabuľke 2 sú uvedené porovnávacie charakteristiky koncových zosilňovačov vyrobených podľa obvodov na obr. 9, 10, 11, 13.

tabuľka 2

V priemyselných CA je stav zapnutia indikovaný pomocou značky na ovládači hlasitosti v kombinácii s vypínačom.

Takýto indikátor je však sotva viditeľný a zapnutie nečinnosti vedie k rýchlemu vybitiu napájacích zdrojov.

LED diódy poskytujú dobrú indikáciu aktivácie SA. Prax ukázala, že LED AL102A svieti dobre aj pri prúde 2,5...3 mA a LED AL310A dobre svieti už pri prúde 1,5 mA.

Na indikáciu aktivácie AS môžete použiť indikátor impulzu, ktorého schéma je znázornená na obr. 14. Je založený na asymetrickom multivibrátore na báze tranzistorov VT1, VT2. Záťaž multivibrátora je LED VD3 AL310A. Trvanie jeho žiary je určené parametrami obvodu R2C1 a frekvencia zábleskov je určená parametrami obvodu R3C2. Rezistor R4 obmedzuje pulzný prúd cez LED. Vo vyššie uvedenom diagrame je frekvencia blikania LED približne 0,5 Hz a pomer vypnutia a zapnutia LED je približne 7.

Ryža. 14. Schematický diagram indikátora impulzov

Zoberme si niekoľko možných návrhov SA.

Schéma najjednoduchšieho SA je na obr. 15. Toto zariadenie obsahuje dvojstupňový vstupný zosilňovač a jednostupňový koncový zosilňovač s pohyblivým pracovným bodom. Indikátor napájania je LED AL102A.

Ryža. 15. Schéma načúvacieho prístroja 1

Zariadenie využíva mikrofón Ml a telefón TM2A z priemyselných načúvacích prístrojov. Ovládanie hlasitosti prepínačom - odpor SP3-3. Zariadenie je napájané batériou Krona.

Technické vlastnosti SA: akustický zisk 58 dB, maximálna výstupná úroveň 128 dB. Počiatočná spotreba prúdu (bez signálu) nie viac ako 4 mA. Frekvenčná odozva zosilňovača je plochá v rozsahu 300...7000 Hz. SA je umiestnený v plastovom puzdre s rozmermi 85X59X24 mm.

Načúvací prístroj, ktorého schéma je znázornená na obr. 16 je celkom ekonomický: pri napájaní dvoma 1,5 V batériami spotrebuje (pri absencii signálu) prúd 1,7 mA. Parametre SA zároveň nie sú horšie ako parametre predchádzajúceho dizajnu. Akustický zisk je teda 64 dB a maximálna výstupná úroveň je 120 dB. Tento SA má tiež plochú frekvenčnú odozvu v rozsahu 300...6000 Hz a je umiestnený v plastovom puzdre s rozmermi 85x59x18 mm.

Ryža. 16. Schéma načúvacieho prístroja 2

Pri vývoji ďalšieho dizajnu sa brali do úvahy charakteristiky straty sluchu s telefónom TM-2A. Audiogram sluchovo postihnutej osoby bol porovnaný s audiogramom zdravého človeka. Rozdiel medzi týmito dvoma audiogramami je charakteristika straty sluchu, ktorá je znázornená na obr. 17.

Ryža. 17. Charakteristika straty sluchu

Audiogram bol zhotovený nasledovne. Najprv sa nastavila frekvencia a minimálna úroveň signálu z výstupu generátora. Potom bol do zvukovodu umiestnený telefón, pre ktorý bolo vyvíjané zariadenie navrhnuté. Úroveň signálu sa postupne zvyšovala, až kým ho nebolo počuť. Meral sa signál z výstupu generátora. Normálne počuteľný signál sa potom postupne znižoval. Keď zvuk na telefóne zmizol, zmerali sme signál z výstupu generátora milivoltmetrom. Aritmetickým priemerom prvého a druhého merania signálu generátora bude prahová úroveň. Je potrebné merať prahové úrovne vo frekvenčnom rozsahu 200...7000 Hz. Pre zvýšenie presnosti meraní a elimináciu náhodných chýb je možné audiogram zopakovať 3...5 krát.

Zo stratovej charakteristiky je zrejmé, že v oblasti do 1000 Hz je stúpanie so strmosťou cca 12 dB/okt. a po 1000 Hz je prudký pokles: do 2500 Hz so strmosťou 26 dB. /okt., potom ešte viac. Superponovaním priemernej frekvenčnej odozvy mikrofónu na charakteristiku straty sluchu môžeme získať charakteristiku korekčného zariadenia. Vyzerá ako na obr. 18.

Ryža. 18. Charakteristika korekčného zariadenia

Takúto charakteristiku je možné získať pomocou bariérového filtra, ktorého obvod a experimentálna frekvenčná odozva sú znázornené na obr. 19.

Ryža. 19. Schematický diagram a amplitúdovo-frekvenčná charakteristika bariérového filtra

Schéma načúvacieho prístroja s korekciou je na obr. 20.

Ryža. 20. Schéma načúvacieho prístroja 3

Toto zariadenie obsahuje dvojstupňový vstupný zosilňovač, korekčné zariadenie, ktorým je bariérový filter, dvojstupňový koncový zosilňovač zostavený pomocou beztransformátorového obvodu push-pull a indikátor impulzu na zapnutie SA. Akustický zisk zariadenia je 87 dB, maximálna výstupná úroveň je 124 dB. Počiatočná spotreba prúdu (bez signálu) nie viac ako 1,8 mA. Frekvencia záblesku LED indikátora je zvolená približne 0,5 Hz a pomer vypnutých a zapnutých stavov LED je približne 7, takže jeho spotreba zo zdroja je nízka.

Načúvací prístroj je napájaný dvoma batériami 1,5 V. Je umiestnený v plastovom kufríku s rozmermi 59x85x16 mm. Podľa subjektívneho hodnotenia tieto reproduktory poskytujú dobrú zrozumiteľnosť reči a zlepšujú kvalitu počúvania hudby. Obzvlášť veľké zosilnenie bolo dosiahnuté v oblasti 1...3 kHz, zatiaľ čo pri použití bežných načúvacích prístrojov nie sú zvuky s takýmito frekvenciami prakticky počuteľné.

Literatúra
1. Ephrussi M. M. Načúvacie prístroje a audiometre - M.: Energia, 1975.
2. M u r a v i V. D. Načúvacie prístroje.- Na pomoc rádioamatérovi. Vol. 58, 1977.
3. Alekseev G.V. Niektoré metódy pripojenia mostíkových výkonových zosilňovačov k predzosilňovaču - Polovodičová elektronika v komunikačnej technike. Vol. 21, 1981.
4. Maklyukov M. RC filtre s plochou frekvenčnou charakteristikou.- Rádio, 1968, č.7.
5. Kareev V., Terekhov S. Operačné zosilňovače v aktívnych RC filtroch.-Rádio, 1977, č.8.
[chránený e-mailom]

Načúvací prístroj funkčne pozostáva z vysoko citlivého elektretového mikrofónu a nízkošumového nízkofrekvenčného zosilňovača (LFA), vloženého do slúchadiel (pozri obrázok).

Zosilňovač načúvacieho prístroja musí mať zosilnenie viac ako 10 000-násobok napätia, zvyšovať frekvenčnú odozvu v rozsahu 300-300 Hz a poskytovať dostatočný výstupný výkon. Nízkonapäťové napájanie (2-3 V) vás núti dôkladne zvážiť výber režimov napájania na základe jednosmerného prúdu tranzistorov, kvality samotných tranzistorov a ďalších častí. Napriek zníženému napájaniu zostáva problém vysporiadať sa s budením zosilňovača pri zvuku aj vysokých frekvenciách.

Detaily a dizajn. Puzdro pod čínskym VHF mikroprijímačom obsahuje slúchadlá, zásuvku na ich pripojenie, ovládanie hlasitosti s vypínačom a LED diódu zapnutia.

Pri navrhovaní dosky s plošnými spojmi je potrebné umiestniť tieto časti tak, aby sa zhodovali s otvormi prítomnými v tele bývalého prijímača. Prirodzene, táto možnosť dizajnu načúvacieho prístroja nie je jediná.

Podrobnosti. Malý elektretový mikrofón

MKE-ZZ2; tranzistory KT3102D, E so ziskom 500-800, KT31 5b, G, E so ziskom 100-150; odpory typu MLT-0,125; kondenzátory rôznych typov, hlavnou požiadavkou na ne je čo najmenšia. Slúchadlá sú malé slúchadlá vyrobené v Číne. Napájanie je z galvanických prvkov. Prúd spotrebovaný načúvacím prístrojom je takmer 2-krát menší ako prúd VHF mikroprijímačov.

Nastavenie pozostáva z výberu odporu R1 v rámci špecifikovaných limitov pre maximálnu citlivosť zariadenia. Maximálny odber prúdu s novými batériami je 9-10 mA. Dôkazom správne vyladeného ULF je, že zostáva funkčný aj pri napájacom napätí 1,5 V, aj keď zisk je výrazne znížený v porovnaní s napájaním z dvoch prvkov.

Tento načúvací prístroj má nižšiu hladinu hluku ako načúvacie prístroje vyrábané v Sovietskom zväze v 80. rokoch; Jeho citlivosť a úroveň výstupného akustického tlaku sú vyššie ako u načúvacích prístrojov za ucho alebo okuliarov umiestnených v slúchadle.

Obvod načúvacieho prístroja možno považovať za základný. Hoci dizajn prijíma určité opatrenia na zúženie frekvenčného pásma, jeho zvuk je oveľa prirodzenejší a príjemnejší ako u priemyselných načúvacích prístrojov.

parathas. Pri navrhovaní zariadení pre ľudí s ťažkou stratou sluchu však môže byť potrebné ďalšie zúženie frekvenčného pásma ULF.

Aby sa znížila spotreba prúdu, môže sa do záverečnej fázy ULF zaviesť režim „s pohyblivou rádovou čiarkou“ atď.

Literatúra: 1. Príručka pre rádioamatérov/Ed. G.M. Tereshchuk, K.M. Tereshchuk, S.A. Sedo-va.-K.: Vishcha school, 1981.