Строение слуховых аппаратов

Микрофоны преобразовывают электроакустические волны в электрические колебания, усилитель по уникальному алгоритму усиливает входящий сигнал, а телефон преобразовывает выходной сигнал усилителя обратно в акустический.

Поступающий извне звуковой сигнал улавливается слуховым аппаратом с помощью микрофона. Микрофон - это устройство, преобразующее поступающие на него звуковые волны в электрические сигналы, которые затем поступают в усилитель для дальнейшей обработки. Производители слуховых аппаратов применяют два типа микрофонов: разнонаправленные - улавливающие все окружающие звуки и подходящие для спокойной обстановки, и направленные, принимающие звуки, приходящие лишь из определенного направления и позволяющие эффективно общаться с конкретным собеседником в сложной акустической ситуации.

Способов преобразования акустических колебаний в электрический сигнал, а следовательно и конструкций микрофонов, существует достаточно много. Рассмотрим некоторые из них. Те, которые вероятней всего можно встретить в повседневном обиходе. Во времена не столь отдаленные самым распространенным из микрофонов был угольный. Такой микрофон состоял из металлического корпуса, мембраны, в центре которой был укреплен подвижный электрод, неподвижного электрода, угольного порошка, изготовляемого из лучших сортов каменного угля (антрацита) и шелкового кружка, предотвращавшего высыпание угольного порошка.

При воздействии звукового давления на подвижную мембрану, она прогибалась, уплотняя угольный порошок. Сопротивление его при этом падало, и ток в цепи увеличивался. При уменьшении звукового давления подвижная мембрана распрямлялась, сопротивление угольного порошка увеличивалось и ток в цепи, соответственно, уменьшался. Таким образом, колебания тока в цепи с определенной степенью точности отображали колебания звукового давления и, индуцируя во вторичной обмотке согласующего трансформатора соответствующее напряжение, могли быть записаны на магнитофон или переданы в сеть связи. Однако, угольные микрофоны никогда не отличались высокими техническими параметрами (низкая чувствительность, высокий уровень собственных шумов, узкий диапазон частот и т.п.), поэтому к настоящему времени сохранились лишь в старых моделях телефонных аппаратов.
В профессиональной же звукозаписи наибольшее распространение получили электродинамические и конденсаторные микрофоны, которые обладают гораздо лучшими техническими характеристиками.

Устройство электродинамического (катушечного) микрофона. Оно напоминает устройство динамического громкоговорителя, поэтому последние часто используются в качестве микрофона — в переговорных устройствах, рациях — там, где качество сигнала не имеет решающего значения. Электродинамический микрофон имеет сильный постоянный магнит, напоминающий толстостенный стакан с круглым сердечником — керном в середине. К стороне, противоположной «дну» стакана прикреплен фланец — стальная накладка с круглым отверстием посередине. Между фланцем и керном магнита — узкий воздушный кольцевой зазор, в котором создается сильное магнитное поле. В этом кольцевом магнитном поле, не касаясь ни керна ни фланца, находится звуковая катушка из изолированного провода. Катушка скреплена с подвижной мембраной,0 сделанной из алюминиевой фольги или специального пластика. Края мембраны гофрированы, благодаря чему она и скрепленная с ней звуковая катушка обладают подвижностью в осевом направлении.

Когда на мембрану воздействуют упругие колебания воздуха, вызванные акустическим сигналом, она начинает колебаться, увлекая за собой катушку. При этом провода катушки начинают пересекать силовые линии существующего в зазоре мощного магнитного поля, и в катушке индуцируется переменное напряжение той же частоты, что и у звуковых колебаний. Чем выше тон звука, тем выше частота колебаний напряжения. Чем громче звук, тем больше амплитуда электрических колебаний звуковой частоты.

Усилитель слухового аппарата - это миниатюрное электронное устройство, преобразующее электрический сигнал и увеличивающее его мощность. Были определены основные требования к усилителю для слухового аппарата:

1.   усиление сигнала от микрофона до уровня не менее 0,5-1 В на нагрузке сопротивлением 80-100 Ом;
2.   наличие АРУ (желательно);
3.   минимальные объем, масса, стоимость;
4.   работа от гальванического элемента с напряжением не более 3 В (желательно) при минимальном потребляемом токе.

Функция телефона прямо противоположна функции микрофона. Задача телефона – преобразование усиленных и обработанных усилителем электрических сигналов в звуковые волны. Телефон - это маленький, но мощный источник звука. Звуковое давление, оказываемое телефоном мощного слухового аппарата на барабанную перепонку, сравнимо с давлением звука, возникающего вблизи работающего двигателя реактивного самолета.