至新的助听器是数字可编程的，这意味着固然它们有模拟旌旗处理功能，但由听力学家可调节的数字参数来掌握处理。在设计数字助听器时，工程师将会碰到哪些挑战？他们应该若何应对？本文将为你一一解读。
设计挑战
助听器的设计人员有着严厉的手艺要求。助听器必需充沛小以便放入人体的耳内或耳后，运行功率必需超低，而且没有噪声或失真。为知足这些要求，现有的助听设备消费的功率要低于1mA，工作电压为1V，行使的芯单方面积少于10mm2，这平日意味着两个或三个设备互相叠放。典型的模拟助听器由具有非线性输入/输出功能和频率相关增益的放大器构成。但此模拟处理依靠于自界说电路，与数字处理比拟，缺乏可编程性且成本更高。至新的数字设备与其对应的模拟设备比拟，降低了设备成本，削减了功率消费。数字设备至大的优势在于其提高的处理能力和可编程性，许可定制助听器以适用于特定的听力伤害和情况。代之以简洁的声音放大和可调节的频率赔偿，可获得更复杂的处理策略来提高供应给受损耳朵的声音质量。但此类策略需要DSP可供应的极端复杂的处理功能。
一样而言，听力损失分为两类：传导性听力损失和神经性听力损失(SNHL)。当经由病人的外耳或中耳的声音传导非常时会发生传导性听力损失，而当耳蜗中的感受细胞或听觉系统中较高的神经机制显现问题时会发生神经性听力损失。
若是是传导性听力损失，则无法正常地经由中耳或外耳传输声音。因为声音首要由传导性损失衰减，是以只需放高声音就可恢复接近正常的听力。不需要任何特别的旌旗处理，传统的模拟助听器即可精巧地工作。然则，只有5%蒙受某些听力损失的人归因于传导性损失。
另一种听力损失是SNHL。它包罗与年数变老有关的听力损失，以及噪声引起的听力损失和服用了对听觉系统有害的药物导致的听力损失。大多数SNHL是由耳蜗故障所导致。SNHL被认为是由对内毛细胞和外毛细胞或二者的损害所导致。然则，底层的生理学极其复杂。分歧的人有分歧的病理，这意味着听力争沟通的病人纷歧定有沟通类型的听力损失。并且，病人甚至在分歧的频率局限内伤害水平纷歧。
SNHL的究竟平日导致：1)在某些频率通道没有输入，2)缺乏敏感度，以及3)听觉滤波器扩大。反过来这些究竟在很大水平上伤害了听众的声觉。与听力正常的听众比拟，患SNHL的听众除了另外难题之外，至常碰到响度重振(与正常的比拟，舒适的听力水平局限被压缩)和频率差别率损失。声觉中的这些转变显著地影响了听众懂得语音的能力。
因为SNHL不光仅是声音传输的问题这么简洁，而实际上是声音处理的问题，经由简洁的放大不克治疗这种损失-使恍惚不清的声音更大不克使它们更清楚。是以，匡助SNHL病人的一个或者有效的体式是经由预处理旌旗来增加复杂的声调模式，以赔偿听力损失。
经由沟通的至佳治疗弗成能治愈SNHL的各类示意。处理声音可使语音更轻易懂得。然则，至佳处理算法因个别而异，甚至在分歧的听力前提下(如恬静的房间与热闹的体育场)为个体人而有所改变。适应这些差别的要害在于助听器的天真性。
传统上，助听器一向是装在适合至终用户的定制耳模中的放大器。
助听系统包含一个麦克风、一个放大器、一节锌空气电池和一个领受器/扬声器。大多数放大器都采用了某种压缩功能，实际上是非线性输入/输出关系，用于赔偿响度重振。还能够调节分歧频带中的增益，频带的数量也有所分歧，但平日是两个或三个频带。很多至新的助听器是数字可编程的，这意味着固然它们有模拟旌旗处理功能，但由听力学家可调节的数字参数来掌握处理。此外，一些模拟助听器对于分歧的听力情况具有多个“法式”，或参数集。
市场上一些数字助听器是带有可编程系数的ASIC。这些ASIC供应一些算法集和多个频带，这是典型模拟设备弗成能具有的。例如，数字助听器具有以下功能组合：2到14个具有可调节交叉频率的频带、一个麦克风、定向测听的双麦克风、配景噪音降低、主动增益掌握(AGC)、语音增加、反馈消减和噪声珍爱。总之，可完成的处理量令人赞叹，稀奇是与模拟助听器中的传统处理功能比拟，更是如斯。
设计示例
基于DSP的助听器可扩展软件掌握的功能，以包罗频率成形、反馈消减、噪声降低、双耳处理、耳壳与耳道过滤、混响消弭以及供应从数字德律、电视或另外音频设备的直接数字输入。可编程
DSP还意味着助听算法/功能可定制或在不改变硬件的情形下改变。助听专业人员几乎可在实时的前提下经济地采用可用的算法。甚至还能够将用户可选择的法式用于切换到听力难的情形下经由高度处理的声音，或返回恬静情况中的传统、失真较少的声音。
基于DSP的数字助听器的首要元素。典型的数字助听器由三个互相叠放的半导体裸芯片构成：EEPROM或非易失性存储器、一个数字设备和一个模拟设备。至新进展许可将这些模块集成到两个甚至一个半导体裸芯片中。因为电池电压的局限是1.35V到0.9V，这些设备旨在以0.9V的电压把持。有些实施使用电源治理来看管电池电压，并警告用户何时电池电量不足，当电压降得
太低时，适时地封闭系统。模拟设备平日包罗Σ-Δ模数转换器、具有压缩输入限制功能的麦克风前置放大器、遥控数据解码器、时钟振荡器和电压稳压器。Σ-ΔA/D的频率局限平日20kHz，差别率为16位(14位线性)。数字设备包罗DSP、逻辑支撑功能、编程接口和输出级。输出级平日为全数字，使用行使扬声器阻抗的脉宽调制(PWM)输出与D类放大器执行模数转换。
总之，当前的模拟和数字助听器的功耗大略相等。模拟设备的总电流功耗大约为0.7mA至1.0mA，而数字设备消费0.5mA至 0.7mA。一节大约供应30mAh至65mAh与50uA自放电电流的锌空气电池为此系统供电。寿命完结电压大约为0.9V。因为数字助听器中的处理量增加，直接对比数字和模拟助听器的功耗并不完全平正。与模拟助听器等效的具有处理功能的数字助听器消费的功率甚至更低。
