一種聽功能測試的聲學電子儀器的製作方法

2023-05-27 01:28:11 2

本發明涉及醫療器械，具體涉及一種聽功能測試的聲學電子儀器。

背景技術：

純音聽閾測定是受檢耳對不同頻率的純音恰能聽到的最輕聲音，是判斷聽敏度的標準行為測聽法，按gb7583-87規定某人的聽閾是在規定條件下，以一規定的聲信號，在多次重複試驗中，有一半以上的次數能正確引起聽覺的最小聲壓級。同時純音測聽法是現代較為普及的一種聽力測試方法，是一種既能定性又能定量的聽力測驗法，可判斷聽力損失的程度和性質。純音聽力計是聽功能測試的聲學電子儀器，可為聽力損失的定性、定量和定位診斷提供參數依據，是近代耳病診治和聽力學研究的重要設備。現有技術中測定的頻率範圍較窄，電路搭建複雜，並不滿足現狀的使用需求。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是測定的頻率範圍較窄，電路搭建複雜，目的在於提供一種聽功能測試的聲學電子儀器，簡化電路的基礎上擴大測定頻率範圍。

本發明通過下述技術方案實現：

一種聽功能測試的聲學電子儀器，包括方波信號發生器、功率放大器、揚聲器、微控制器、上位機、顯示器，所述方波信號發生器、功率放大器、揚聲器依次連接，所述方波信號發生器、微控制器、上位機依次連接，所述顯示器與微控制器連接。

方波信號發生器產生方波信號一路送進功率放大器，一路送進微控制器，送入功放的一路信號經過功放進行功率放大，進入微控制器的一路信號通過微控制器的頻率計數，把頻率的大小數值通過顯示器顯示出來，與此同時把頻率的數值送至上位機，存儲至資料庫。

進一步地，功率放大器包括依次連接的共發射極放大電路、偏置電路、推挽發射極跟隨器。共發射極放大電路僅進行電壓放大，電路的電流較小，不會存在發熱問題，推挽發射極跟隨器進行電流放大，需要大電流，存在發熱問題，因此設置偏置電路解決發熱問題。

進一步地，共發射極放大電路包括電阻r7、電阻r9、電阻r10、電阻r11、三極體q4、電解電容c5，所述電阻r7、電阻r9串聯，其連接節點為信號輸入端，該節點還與三極體q4的基極連接；三極體q4的發射極與電阻r10連接，電阻r10連接三極體q4端的另一端與電阻r11連接，電阻r11連接電阻r10端的另一端接地；電解電容c5的正極連接在電阻r10與電阻r11連接的節點上，其負極接地。

進一步地，偏置電路包括電位器r2、電阻r1、電阻r6、三極體q2，所述三極體q2的發射極與三極體q4的集電極連接，三極體q2的集電極與電阻r1連接，電位器r2一端連接在電阻r1與三極體q2連接的線路上，其另一端與三極體q2的基極連接；電阻r1連接三極體q2端的另一端接電源；電阻r6連接三極體q2的基極。

進一步地，推挽發射極跟隨器包括電解電容c3、三極體q1、電阻r3、電阻r4、三極體q3，所述電解電容c3的正極端連接在電阻r1與三極體q2連接的線路上，其另一端連接在電阻r6連接三極體q275端的另一端；電阻r3和電阻r4串聯接入三極體q1的發射極與三極體q3的發射極之間；三極體q1的基極與電解電容c3的正極連接，其集電極接電源；三極體q3的集電極接地；電阻r3與電阻r4的節點為信號輸出端。

進一步地，方波信號發生器包括依次連接的相位比較器、低通濾波器、壓控振蕩器，所述壓控振蕩器與相位比較器連接。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：本發明採用方波信號發生器、功率放大器、揚聲器、微控制器、上位機、顯示器製成的測聽儀，在簡化電路的基礎上擴大測定頻率範圍，在低負載、低電壓的條件下頻率測定的範圍是20hz到20khz，並且失真率在1％以下。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構框圖；

圖2為本發明功率放大器結構框圖；

圖3為本發明功率放大器電路圖；。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例

如圖1所示，一種聽功能測試的聲學電子儀器，包括方波信號發生器、功率放大器、揚聲器、微控制器、上位機、顯示器，所述方波信號發生器、功率放大器、揚聲器依次連接，所述方波信號發生器、微控制器、上位機依次連接，所述顯示器與微控制器連接。

如圖2所示，功率放大器包括依次連接的共發射極放大電路、偏置電路、推挽發射極跟隨器。

如圖3所示，共發射極放大電路包括電阻r7、電阻r9、電阻r10、電阻r11、三極體q4、電解電容c5，所述電阻r7、電阻r9串聯，其連接節點為信號輸入端，該節點還與三極體q4的基極連接；三極體q4的發射極與電阻r10連接，電阻r10連接三極體q4端的另一端與電阻r11連接，電阻r11連接電阻r10端的另一端接地；電解電容c5的正極連接在電阻r10與電阻r11連接的節點上，其負極接地。

偏置電路包括電位器r2、電阻r1、電阻r6、三極體q2，所述三極體q2的發射極與三極體q4的集電極連接，三極體q2的集電極與電阻r1連接，電位器r2一端連接在電阻r1與三極體q2連接的線路上，其另一端與三極體q2的基極連接；電阻r1連接三極體q2端的另一端接電源；電阻r6連接三極體q2的基極。

推挽發射極跟隨器包括電解電容c3、三極體q1、電阻r3、電阻r4、三極體q3，所述電解電容c3的正極端連接在電阻r1與三極體q2連接的線路上，其另一端連接在電阻r6連接三極體q275端的另一端；電阻r3和電阻r4串聯接入三極體q1的發射極與三極體q3的發射極之間；三極體q1的基極與電解電容c3的正極連接，其集電極接電源；三極體q3的集電極接地；電阻r3與電阻r4的節點為信號輸出端。

功率放大電路的規格是，輸出功率0.3w(揚聲器為輸出負載，約8歐)，電壓增益20db，頻率特性20hz到20khz，失真率為1％以下。用共發射極放大電路對輸入信號進行電壓放大，在共發射極電路集電極插入的偏置電路，產生射極跟隨器的偏置電壓，用推挽發射極跟隨器進行電流放大。電源電壓由輸出功率來決定，最大輸出功率為0.3w時，輸出電壓為4.3v，負載電流為265ma。對於輸出電壓4.3v，將電源電壓vcc的值設定在電路產生的數伏損失以上，其中包括共發射極電路發射極上產生的壓降、射極跟隨器發射極電阻產生的壓降以及電晶體集電極發射極之間的飽和電壓等。

在功率放大電路中，為了設定各部分的工作電流，通常是由輸出側的電流倒推，可得出共發射極放大電路必須提供2.65ma的電流。設共發射極放大電路的集電極電流比基極電流2.65ma大的多的值，為20ma，對於三極體q4，要選擇20ma以上、集電極基極間電壓與集電極發射極間電壓為5v(電源電壓)以上的器件，這裡選定型號為9013的三極體。若三極體q1的發射極電位太高，則不能得到大的集電極振幅，而過低時，集電極電流隨溫度的變化又增大。綜合考慮，在這裡取0.8v。為了將集電極電流(＝發射極電流)設定為20ma，三極體q4的發射極與地之間的電阻r10+電阻r11的阻值取為40歐(＝0.8v/20ma)。若將三極體q4的集電極電位設定為0.2v，則能得到最大振幅。

為了使集電極電位為2.8v，在電阻r1的壓降取為4.8v(＝5v-0.2v)即可，所以電阻r1取240歐，此時，該電路的交流放大倍數為12，由於實際放大倍數要比計算值小以及射極跟隨器發射極電阻上的損失等原因，放大倍數的設置值要設定的更大一點。此時，c5對r11進行旁路，用以提高放大度的電容，r10、r11、c51形成高通濾波器，為了滿足設計規格的頻率特性，c3取值470uf。r7與r9起著穩定決定基極電位的作用，為了使發射極電位為0.6v，基極電位取1.2v，這裡設r7和r9上流動的電流為0.1ma，r7取39千歐，r9取10千歐。該電路的輸入阻抗為7.9千歐。輸入側的耦合電容c4與共發射電路的輸入阻抗形成的高通濾波器的截止頻率為20hz以下，以此來決定c4的值，在這裡c4取10uf。r8是調整輸入電平(即音量)的可變電阻，取值10千歐。為了省略耦合電容，射極跟隨器的偏置電路插在共發射極電路的三極體q4的集電極與電阻r1之間。c3對偏置電路進行旁路，是為了使由q1和q2的基極見到的阻抗相等，由於c3的插入，高頻失真率得到改善。

方波信號發生器包括依次連接的相位比較器、低通濾波器、壓控振蕩器，所述壓控振蕩器與相位比較器連接。輸入信號進入相位比較器，相位比較器輸出誤差電壓至低通濾波器，低通濾波器輸出控制電壓至壓控振蕩器，壓控振蕩器將信號輸出，同時輸出一個比較信號至相位比較器。方波信號發生器採用cd4046。顯示器採用12864顯示屏。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。