protetyk_sluchu_322[17].Z2.01

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1 Podstawowe elementy elektroniczne

4.1.1 Materiał nauczania

4.1.2 Pytania sprawdzające

4.1.3 Ćwiczenia

4.1.4 Sprawdzian postępów

4.2 Aparaty analogowe

4.2.1 Materiał nauczania

4.2.2 Pytania sprawdzające

4.2.3 Ćwiczenia

4.2.4 Sprawdzian postępów

4.3 Układy regulujące

4.3.1 Materiał nauczania

4.3.2 Pytania sprawdzające

4.3.3 Ćwiczenia

4.3.4 Sprawdzian postępów

4.4 Układy automatycznej regulacji wzmocnienia

4.4.1 Materiał nauczania

4.4.2 Pytania sprawdzające

4.4.3 Ćwiczenia

4.4.4 Sprawdzian postępów

4.5 Aparaty cyfrowe

4.5.1 Materiał nauczania

4.5.2 Pytania sprawdzające

4.5.3 Ćwiczenia

4.5.4 Sprawdzian postępów

4.6 Dane techniczne i normy aparatów słuchowych

4.6.1 Materiał nauczania

4.6.2 Pytania sprawdzające

4.6.3 Ćwiczenia

4.6.4 Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o budowie i działaniu aparatów

słuchowych.  Ta  wiedza  ułatwi  Ci  pracę  z  pacjentem  i  pozwoli  maksymalnie  wykorzystać
dostępne  pomoce.  Musisz  jednak  mieć  świadomość,  że  protetyka  słuchu  jest  dziedziną
wysoce  praktyczną,  co  oznacza,  że  posiadanie  samej  tylko  wiedzy  nie  zapewni  Ci  sukcesu
w  pracy  zawodowej.  Dlatego  też  Twoja  wiedza  teoretyczna  musi  być  uzupełniona
umiejętnościami praktycznymi.

W poradniku znajdziesz:

−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do osiągnięcia założonych celów
kształcenia i opanowania umiejętności zawartych w jednostce modułowej,

−

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

−

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian postępów, który wykaże jakie osiągnąłeś postępy w trakcie pracy
z przewodnikiem,

−

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

−

literaturę.

Schemat układu jednostek modułowych

322[17].Z2

Aparaty s

łuchowe

i urz

ądzenia

wspomagaj

ące słyszenie

322[17].Z2.01

Charakteryzowanie

budowy i dzia

łania

aparatów s

łuchowych

322[17].Z2.02

Dobieranie i programowanie

aparatów s

łuchowych oraz

urz

ądzeń wspomagających

łyszenie

322[17].Z2.03

Wykonywanie wk

ładek

usznych i obudowy

aparatów wewn

ątrzusznych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

rozpoznać różne rodzaje aparatów słuchowych,

−

wyjaśniać podstawowe pojęcia z zakresu elektroniki,

−

wyjaśniać podstawowe pojęcia z zakresu akustyki,

−

wyjaśniać podstawowe elementy aparatu słuchowego,

−

określić podstawowe parametry charakteryzujące aparaty słuchowe,

−

interpretować dane techniczne aparatów słuchowych,

−

obsługiwać urządzenia pomiarowe służące do pomiarów parametrów akustycznych
aparatów słuchowych,

−

obsługiwać komputer.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

wskazać podstawowe elementy i podzespoły układu wzmacniacza,

−

wyjaśnić działanie diody i tranzystora,

−

scharakteryzować funkcje różnego rodzaju wzmacniaczy,

−

wyjaśnić działanie układu kompresji i ekspansji,

−

wyjaśnić budowę i zasadę działania układu różniczkującego i całkującego,

−

scharakteryzować układy z automatyczną regulacją wzmocnienia,

−

scharakteryzować proces przetwarzania analogowo-cyfrowego,

−

wyjaśnić działanie procesora sygnałowego,

−

wskazać podstawowe elementy składowe aparatu słuchowego,

−

wyjaśnić budowę i zasady działania podstawowych elementów aparatu słuchowego,

−

rozpoznać typ aparatu słuchowego,

−

rozpoznać rodzaje układów regulujących oraz wyjaśnić zasady ich działania,

−

określić podstawowe parametry charakteryzujące aparaty słuchowe,

−

porównać właściwości aparatów cyfrowych i analogowych,

−

zinterpretować dane techniczne aparatów słuchowych różnych producentów,

−

zmierzyć w komorze pomiarowej podstawowe parametry różnych modeli aparatów
słuchowych,

−

skorzystać z norm dotyczących aparatów słuchowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podstawowe elementy elektroniczne

4.1.1. Materiał nauczania

Złącze p-n

Złącze p-n to element składający się z dwóch półprzewodników typu N i P i jest on

podstawą diod półprzewodnikowych. Półprzewodnik typu N zawiera elektrony (ładunki
ujemne), zaś półprzewodnik typu P dziury (ładunki dodatnie).

W zależności od sposobu przyłączenia napięcia, wytworzone przez nie pole elektryczne może
polaryzować  złącze  albo  zaporowo  (nie  przewodzi prądu)  albo  przewodzeniowo  (przewodzi
prąd).  Działa  tu  zasada  wzajemnego  przyciągania  ładunków  różnoimiennych  i  odpychania
ładunków  jednoimiennych.  Biegun  dodatni  źródła  odciąga  elektrony  obszaru  N  od  złącza,
biegun  ujemny  odciąga  dziury  obszaru  P  od  złącza.  W  wyniku  odciągnięcia  ładunków
w strefie  złącza  jest  bardzo  mało  nośników  ładunku  elektrycznego,  pozostają  tylko  jony  nie
przenoszące  ładunku.  Przy  tym  połączeniu złącze działa  zaporowo.  W  kierunku  zaporowym
może  płynąć  minimalny  prąd,  zwany  prądem  wstecznym.  Jeśli  napięcie  w  kierunku
zaporowym  będzie  wystarczająco  duże,  może  dojść  do  pokonania  bariery  potencjału
i w efekcie przebicia złącza. Przebicie złącza oznacza jego zniszczenie.

W  odwrotnym  podłączeniu  półprzewodników,  tj  typu  P  z  dodatnim,  a  typu  N  z  ujemnym
zaciskiem źródła napięcia, pole wytworzone przez źródło napięcia jest skierowane przeciwnie
do  pola  warstwy  zaporowej.  Bariera  potencjału  zostanie  obniżona,  co  ułatwia  dyfuzję
(przenikanie ładunków). Elektrony półprzewodnika typu P są odpychane przez biegun ujemny
źródła  w  kierunku  warstwy  zaporowej,  co  ułatwia  im  przekroczenie  bariery  potencjału.
Analogicznie  jest  z  dziurami  półprzewodnika  typu  N.  Szerokość  warstwy  jonów  ulega
zmniejszeniu, a przepływ prądu jest niezakłócony.

Rys. 1. Budowa złącza p–n - polaryzacja w kierunku przewodzenia (z lewej) i (zaporowym z prawej)

Typowe złącze p-n to dioda. Symbole na końcach oznaczają rodzaj wyprowadzenia (A–anoda,
K–katoda), zaś grot strzałki wskazuje kierunek przewodzenia.

Rys. 2. Symbol diody

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Najprostszym  zadaniem  diody  jest  „prostowanie”  prądu  zmiennego.  Prąd  zmienny  płynie
naprzemiennie  (obrazowo  ma  wygląd  sinusoidy)  –  raz  w  jedną  raz  w  drugą  stronę.  Układ
czterech  diod  połączonych  w  odpowiedni  sposób  powoduje,  że  prąd  płynie  tylko  w  jednym
kierunku, czyli ma charakter stały.

Tranzystor bipolarny

Tranzystor jest elementem czynnym, wykonanym z dwóch złącz p-n – ścislej z dwóch

półprzewodników  typ  N  (lub  P)  i  jednego  półprzewodnika  typu  P  (lub  N).  Tranzystor  jako
element  nie  działa  „sam  z  siebie”,  nie  jest  żadnym  urządzeniem.  Dopiero  włączenie  go
w odpowiedni sposób w określony układ powoduje wymagane działanie tranzystora, np. jako
wzmacniacz  lub  jako  przełącznik. Na  rysunku  przedstawione  są  symbole  graficzne
tranzystorów npn i pnp oraz ich diodowe odpowiedniki (modele zastępcze)

Rys. 3. Schemat modelowy tranzystora

Jak widać na rysunku, tranzystor składa się z dwóch połączonych ze sobą diod ze wspólnym
półprzewodnikiem  N  lub  P.  Dołączona  niego  elektroda  to  baza  B.  Pozostałe  elektrody
tranzystora  bipolarnego  to  kolektor  C, i  emiter  E. Oprócz tego  na tranzystorach  oznacza  się
napięcia. Napięcie na elektrodach tranzystora mierzone względem masy oznaczane jest literą
U  i pojedynczym  indeksem  w  postaci  dużej  litery  oznaczającej  elektrodę,  na  przykład  U

oznacza napięcie emitera. Napięcie między dwoma elektrodami oznacza się podwójnym
indeksem, np. napięcie między bazą, a emiterem oznacza się jako U

BE.

. Diodowy model

zastępczy  ma  za  zadanie  zobrazować  układ  napięć  między  elektrodami.  Nie  objaśnia  on
zasady  działania  tranzystora.  Można  powiedzieć,  że  w  tranzystorze  złącze  baza-emiter
i kolektor-baza  zachowują  się  jak  diody.  Aby  tranzystor  znajdował  się  w  stanie  normalnej
pracy, muszą być spełnione następujące warunki:

−

dla tranzystora npn potencjał kolektora musi być wyższy od potencjału emitera,

−

dla tranzystora pnp potencjał kolektora musi być niższy od potencjału emitera,

−

„dioda” baza-emiter musi być spolaryzowana w kierunku przewodzenia, a „dioda”
kolektor-baza w kierunku zaporowym,

−

nie mogą zostać przekroczone maksymalne wartości I

, I

, U

, moc wydzielana na

kolektorze I

· U

, temperatura pracy czy też napięcie U

Tranzystora jest wykorzystywany głównie jako element wzmacniający rysunek przedstawia
tranzystor w układzie wzmacniacza. Dla ułatwienia tranzystor został przedstawiony w postaci
warstw N-P-N.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 4. tranzystor jako wzmacniacz w obwodzie elektrycznym (z lewej) i rozpływ prądów wewnątrz tranzystora

(z prawej).

Złącze kolektor-baza jest spolaryzowane zaporowo (bateria E

), zaś złącze baza-emiter

w kierunku przewodzenia (bateria E

). Rysunek z lewej pokazuje przepływ prądu przez

tranzystor. Ponieważ złącze baza-emiter zostało spolaryzowane w kierunku przewodzenia,
wystąpił przepływ dziur z obszaru P do obszaru N oraz przepływ elektronów z obszaru N do
obszaru P. Elektrony wprowadzane z emitera do bazy stają się tam nośnikami
mniejszościowymi i drogą dyfuzji oddalają się od złącza emiterowego. Część tych elektronów

łączy się z dziurami, których w bazie jest bardzo dużo (obszar P). Wszystkie elektrony, które
dotrą  w  pobliże  złącza  kolektor-baza,  zostają  przeniesione  do  obszaru  kolektora.  Ponieważ
obszar P (baza)  ma  małą szerokość, praktycznie  wszystkie elektrony wstrzykiwane do niego
przez  emiter  dotrą  do  kolektora.  W  tym  procesie  istotne  jest,  by  strata  elektronów  w  bazie
była  możliwie  minimalna.  Miarą  stosunku  prądu  kolektora  do  prądu  emitera  jest
współczynnik

nazywany współczynnikiem wzmocnienia prądowego, definiowany jako:

α=(I

-I

)/I

gdzie I

jest prądem złącza kolektorowego spolaryzowanego zaporowo przy

=0. W tranzystorach krzemowych wartość prądu I

(zależąca od temperatury) jest rzędu

0,001pA do 0,01pA i można go spokojnie pominąć. Dla większości tranzystorów wartość

zawiera się w granicach od 0,95 do 0,99 czyli praktycznie 1. Jak widać na rysunku z prawej,
prąd bazy I

składa się z prądu płynącego od bazy do emitera i z prądu wynikającego

z rekombinacji dziur w obszarze bazy. Tranzystory wykonywane są z założeniem, by prądy te
były jak najmniejsze.Wynika z tego, że mały prąd wejściowy bazy I

steruje znacznie

większym prądem wyjściowym kolektora I

, czyli następuje efekt wzmocnienia. Aby znaleźć

zależność między I

oraz I

należy przeprowadzić kilka wyliczeń. Z rysunku z lewej wynika,

że I

Po wykorzystaniu wartości I

podstawieniu jej do wzoru na współczynnik

α oraz

po odpowiednich przekształceniach da następujący wzór:

Ostatnim wymagającym zdefiniowania wzorem jest wzór na wzmocnienie prądowe β:

Po przekształceniu wzór przyjmuje postać:

=(1+

β)·I

β·I

Prąd I

jest znacznie mniejszy od prądu I

i wobec tego współczynnik wzmocnienia dla

prądu stałego wynosi

W literaturze można się spotkać z określeniami wzmocnienia stałoprądowego h

i małosygnałowego h

. Nie są one zwykle rozróżniane i mają tą samą nazwę

(beta),

ponieważ są sobie praktycznie równe. Tranzystor NPN i PNP pracuje tak samo – różnica
wynika ze zmiany biegunowości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Co to jest półprzewodnik?
2.  Jak jest zbudowane złącze p-n?
3.  Jaka jest zasada działania złącza p-n?
4.  Jakie elementy elektroniczne zbudowane są na bazie złącza p-n?
5.  Jak jest zbudowany tranzystor?
6.  Jaka jest zasada działania tranzystora?
7.  Czy tranzystor jest urządzeniem?
8.  Jakie są najważniejsze parametry tranzystora?
9.  Jakie czynniki mają wpływ na wrażliwość  tranzystora?
10.  Jakie znasz rodzaje tranzystorów?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Do wykonania ćwiczenia będzie Ci potrzebna dioda świecąca LED i zwykła żarówka

umieszczone  na  płytce  uniwersalnej  w  oddzielnych  obwodach  oraz  bateria  (lub  zasilacz)
o napięciu 3V. Podłącz źródło zasilania do końcówek zasilania żarówki na płytce, raz zgodnie
z  oznaczeniami  biegunów  (tj.  plus  do  plusa,  minus  do  minusa),  raz  odwrotnie.  Następnie
wykonaj tą samą czynność dla obwodu z diodą LED. Jakie są twoje spostrzeżenia i wnioski?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  przygotować sprzęt /dioda świecąca LED, żarówka, płytka uniwersalna, bateria 3V/,
3)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią zadania,
4)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schematy połączeń,

−

płytka uniwersalna z oddzielnymi obwodami zasilania dla diody LED i żarówki,

−

bateria 3V lub zasilacz prądu stałego o napięciu 3V,

−

arkusz ćwiczeń,

−

arkusz papieru formatu A4, flamastry,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Do wykonania ćwiczenia potrzebny Ci będzie generator prądu zmiennego, dioda

prostownicza na płytce uniwersalnej oraz oscyloskop. Ćwiczenie składa się z dwóch etapów.
Etap  I:  Zapoznaj  się  ze  schematem  blokowym  układu  bez  diody  prostowniczej  i  połącz
wszystkie  elementy  obwodu  zgodnie  z  instrukcją.  Poproś  nauczyciela  o  skontrolowanie
połączeń  i  uruchomienie  podłączonego  obwodu.  Obejrzyj  na  ekranie  oscyloskopu  przebieg
prądu  zmiennego.  Następnie  obserwuj  przebieg  prądu  zmieniając  na  generatorze  wartość
napięcia i częstotliwość prądu.
Etap  II:  Zapoznaj  się  ze  schematem  blokowym  układu  z  diodą  prostowniczą  i  połącz
wszystkie  elementy  obwodu  zgodnie  z  instrukcją.  Poproś  nauczyciela  o  skontrolowanie
połączeń  i  uruchomienie  podłączonego  obwodu.  Obejrzyj  na  ekranie  oscyloskopu  przebieg

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

prądu zmiennego. Następnie obserwuj przebieg prądu zmieniając na generatorze wartość
napięcia i częstotliwość prądu.
Porównaj otrzymane na oscyloskopie obrazy przebiegu prądu. Jakie wyciągasz wnioski
i spostrzeżenia z tego porównania?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować schematy połączeń,
2)  zapoznać się ze schematem blokowym  z diodą,
3)  zapoznać się ze schematem blokowym  bez diody,
4)  przygotować sprzęt /generator napięcia zmiennego, płytka drukowana z obwodem diody

prostowniczej, oscyloskop/,

5) zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schematy połączeń,

−

generator napięcia zmiennego,

−

płytka drukowana z obwodem diody prostowniczej,

−

oscyloskop,

−

arkusz papieru formatu A4, flamastry,

−

arkusz do ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Do wykonania ćwiczenia potrzebny Ci będzie tranzystor umieszczony na płytce

uniwersalnej z różnymi możliwościami przyłączenia:

−

jako źródło prądowe,

−

jako przełącznik.

Połącz obwód zgodnie ze schematem dla pierwszej możliwości połączenia. Następnie poproś
nauczyciela  o  skontrolowanie  połączenia  i  uruchomienie  układu.  Zmieniając  wartość  prądu
bazy  przy  pomocy  potencjometru  obserwuj  wskazania  miernika  włączonego  w  obwód
kolektor–emiter. Jakie zauważasz właściwości tranzystora?
Połącz  obwód  zgodnie  ze  schematem  dla  drugiej  możliwości  połączenia.  Następnie  poproś
nauczyciela  o  skontrolowanie  połączenia  i  uruchomienie  układu.  Następnie  podając
i odejmując na wejściu napięcie dodatnie obserwuj, co dzieje się z napięciem na jego wyjściu.
Jakie masz spostrzeżenia odnośnie pracy tranzystora w tym układzie?

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  przeanalizować schematy połączeń,
3)  przygotować niezbędny sprzęt /tranzystor, płytka uniwersalna z różnymi przyłączeniami/,
4)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią,
5)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schematy połączeń,

−

zasilacz,

−

płytka drukowana z obwodem tranzystora,

−

multimetr,

−

arkusz papieru formatu A4, flamastry,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) opisać element półprzewodnikowy?



2) narysować i opisać złącze p-n?



3) objaśnić zasadę działania złącza p-n?



4) wymienić elementy, które powstały w wyniku zastosowania złącz p-n?



5) objaśnić budowę tranzystora?



6) omówić zasadę działania tranzystora?



7) wyjaśnić, czym jest tranzystor?



8) wymienić najważniejsze parametry tranzystora?



9) wymienić czynniki, jakie wpływają na pracę tranzystora?



10) omówić rodzaje tranzystorów?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Aparaty analogowe

4.2.1. Materiał nauczania

Aparaty słuchowe zostały opracowane i wdrożone do produkcji kilkadziesiąt lat temu.

W tym  czasie  uległy  wielu  poważnym  modyfikacjom,  m.in.:  dopracowano  technologię
produkcji,  zmniejszono  gabaryty,  awaryjność  i  pobór  prądu,  a  nieustanny  postęp  przyczynił
się  do obniżenia  kosztów  produkcji  i  tym  samym  ich ceny.  Pomimo  znaczących  zmian  idea
aparatu  pozostała  ta  sama  –  jego  zadaniem  jest  umożliwić  rozumienie  mowy.  Zasada
działania  również  się  nie  zmieniła  –  nadal  przetwarza  on  analogowo  dźwięk  i  po
wzmocnieniu przez wzmacniacz liniowy oraz po odpowiednich modyfikacjach przekazuje do
ucha. Aparaty analogowe są proste w budowie i działaniu, zaś rozwój na przestrzeni wielu lat
sprawił,  że  niektóre  z  nich  mają  całkiem  spore  możliwości.  Stosowane  są  w  ubytkach  od
lekkich do resztek słuchowych.

Aparaty słuchowe mają jeden ogólny podział, który jest niezależny od rodzaju zastosowanych
rozwiązań w jego wnętrzu. Jest to podział ze względu na budowę. Obecnie na rynku jest pięć
grupy aparatów słuchowych:

−

aparaty zauszne BTE,

−

aparaty wewnątrzuszne ITE,

−

aparaty RITE – zauszne, ze słuchawka umieszczaną w przewodzie słuchowym,

−

aparaty okularowe,

−

aparaty pudełkowe.

schemat blokowy

Rys. 5. Schemat blokowy aparatu analogowego

Mikrofon aparatu odbiera sygnał akustyczny z otoczenia. Sygnał ten jest przez niego
przetwarzany na odpowiadający mu sygnał elektryczny. Ponieważ sygnał ten jest dość słaby,
mikrofon aparatu jest wyposażony we własny wzmacniacz. Odpowiednio wzmocniony sygnał
elektryczny trafia do wzmacniacza. Tam ulega on dalszej obróbce i ponownemu
wzmocnieniu. Sygnał może dochodzić do wzmacniacza z kilku źródeł:

−

z mikrofonu – aparat „zbiera” wtedy dźwięki z otoczenia,

−

z cewki telefonicznej – odbiór dźwięków jest realizowany poprzez odbieranie zmiennego
pola magnetycznego, wytwarzanego przez np. słuchawkę dynamiczną telefonu.
Wytwarzane przez słuchawkę pole magnetyczne indukuje przepływ zmiennego prądy
przez cewkę telefoniczną,

−

z wejścia audio (DAI – Direct Audio Input) – do tego wejścia może być podłączone przy
pomocy specjalnego przewodu urządzenie nadające dźwięk lub odbiornik systemu
wspomagającego,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

w niektórych aparatach jest możliwość ustawienia aparatu w tryb odbioru z dwóch źródeł
np. z cewki i mikrofonu.

Wzmacniacz  aparatu  może  się  składać  z  kilku  mniejszych  wzmacniaczy,  które  na
poszczególnych etapach dokonują wymaganych wzmocnień (przedwzmacniacz, wzmacniacz,
wzmacniacz końcowy).
Odpowiednio  wzmocniony  sygnał  trafia  do  układów  regulujących,  które  dokonują  jego
finalnej obróbki. Te układy regulujące to filtry, które przepuszczają sygnały o odpowiednich
częstotliwościach,  ograniczniki  nadmiernie  wzmocnionego  sygnału  i  układu  automatycznej
regulacji  wzmocnienia.  Ilość  dostępnych  regulatorów  jest  uzależniona  od  wyposażenia
danego  modelu  aparatu.  Tak  dostrojony  sygnał  trafia  do  słuchawki  aparatu,  która  zamienia
sygnał  elektryczny  na  sygnał  akustyczny  i  wypromieniowuje  go  na  zewnątrz  do  ucha
pacjenta.

Mikrofon

Mikrofon odbiera sygnały dźwiękowe docierające w pobliże ucha, które są następnie

wzmacniane  przez  odpowiednio  czuły  wzmacniacz  liniowy.    Na  wyjściu  wzmacniacza
znajduje  się  słuchawka,  której  zadaniem  jest  wytworzenie  fali  dźwiękowej  o  amplitudzie
przekraczającej  próg  słyszalności  chorego.  Mikrofon  jest  tu  przetwornikiem,  którego
zadaniem  jest  zamiana  sygnału  akustycznego  (fali  mechanicznej)  na  sygnał  elektryczny.
Z racji  niewielkich  rozmiarów  mikrofony  mają  wbudowane  wzmacniacze  sygnału
elektrycznego,  który  następnie  przesyłany  jest  do  wzmacniacza  aparatu  słuchowego.
Wzmacniacz,  korzystając  z  napięcia  zasilania,  zwiększa  amplitudę  sygnału  do  żądanej
wielkości. Ponieważ sygnał pochodzący z mikrofonu jest zmienny, a napięcie zasilania stałe,
konieczne  jest  zastosowanie  kondensatora  (za  mikrofonem),  który  eliminuje  powstające
zakłócenia). „Zwiększony” sygnał elektryczny ulega dalszej obróbce przez układy regulujące.
Układy te to np. regulator wzmocnienia, regulator barwy (czyli  filtr dolno-, górno zaporowy
np.  NH,  NL),  ogranicznik  sygnału  wyjściowego  (PC)  czy  układ  kompresji  (AGC).
Odpowiednio  obrobiony  i  przekształcony  sygnał  trafia  do  wzmacniacza  końcowego,  który
następnie  przekazuje  sygnał  do  słuchawki.  Słuchawka,

będąca przetwornikiem

elektromechanicznym, wypromieniowuje dźwięk do ucha pacjenta.

a. rodzaje mikrofonów.

Mikrofon jest przetwornikiem elektroakustycznym przetwarzającym sygnał akustyczny
w sygnał elektryczny. W zależności od sposobu przetwarzania sygnałów akustycznych,
rozróżnia się mikrofony:

−

elektretowe,

−

magnetyczne,

−

piezoelektryczne,

−

stykowe.

b.  parametry mikrofonu.
Każdy  mikrofon  składa  się  z  membrany  odbierającej  falę  dźwiękową  i  przetwornika  drgań
mechanicznych  membrany  na  wielkości  elektryczne,  np.  rezystancji,  pojemności,  napięcia.
Najważniejszymi parametrami mikrofonów są:

−

zakres przetwarzanych częstotliwości,

−

czułość (inaczej: skuteczność) wyrażana w mV/

bar, gdzie 1

bar = 0,1 Pa (Pascala),

−

charakterystyka kierunkowości.

Zakres  przetwarzanych  częstotliwości  to  parametr,  który  mówi,  jakie  częstotliwości  może
odbierać mikrofon.
Czułość  mikrofonu  informuje,  w  jakim  zakresie  ciśnień  pracuje  dany  mikrofon.
Charakterystyka kierunkowości wskazuje, z jakich kierunków mikrofon będzie zbierał sygnał
akustyczny  najlepiej,  a  z  jakich  najgorzej.  Kierunkowość  może  być  realizowana  przez  sam

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

mikrofon  lub  przez  układy  do  niego  dołączone.  W  niektórych  przypadkach  stosuje  się
technikę  wielomikrofonową  (MMT  Many  Microphone  Technology),  co  przy  odpowiednich
mikrofonach  i  zaawansowanych  aparatach umożliwia  np.  „śledzenie”  hałasu.  Na  poniższych
rysunkach  przedstawione  zostały  trzy  charakterystyki  kierunkowości  mikrofonów.
Charakterystyki te należy odczytywać następująco:
Badany  mikrofon ustawiony  jest na początku biegunowego układu współrzędnych, a wejście
dźwięku  znajduje  się  w  osi  na  wprost  wartości  0°.  Odległość  charakterystyki  w  danym
kierunku od początku układu współrzędnych określa względną skuteczność mikrofonu w tym
kierunku.

Rys. 6. Mikrofon gradientowy, dwukierunkowy z lewej (charakterystyka ósemkowa) i mikrofon ciśnieniowy,

jednokierunkowy, (charakterystyka nerkowa) z prawej.

Mikrofon  o  charakterystyce  ósemkowej  (rys.1)  ma  największą  skuteczność  w  dwóch
kierunkach: 0° i 180°, a zerową – w kierunkach: 90° i 270°.
Mikrofon  o  charakterystyce  nerkowej  (rys.  2)  ma  największą  skuteczność  w  kierunku  0°,
zerową – w kierunku 180° i skuteczność 0,5 – w kierunkach 90° i 270°.
Mikrofon  o  charakterystyce  silnie  kierunkowej  (nerkowa,  silnie  zawężona)  –  najbardziej
skuteczny,  jeśli  dźwięk  dochodzi  z  kierunku  0°,  ale  już  przy  kierunkach  |

≥

30° jego

skuteczność jest zerowa.
c.  budowa mikrofonu.
Membranę  mikrofonu  stanowi  (w  zależności  od  konstrukcji)  cienka  płytka,  folia  plastikowa
lub  wstążka  z  folii  metalowej.  Mikrofony  magnetyczne,  pojemnościowe  spolaryzowane
i  piezoelektryczne  przetwarzają  sygnał  akustyczny  (drgania  mechaniczne)  w  sygnał
elektryczny  napięciowy.  Mikrofony  stykowe  zmieniają  rezystancję  obwodu,  w  który  są
włączone,  z  kolei  mikrofony  pojemnościowe  nie  spolaryzowane zmieniają  pojemność,
wpływając na parametry obwodu, w którym się znajdują.

Rys. 7. Mikrofon elektretowy

Mikrofon  pojemnościowy  ma  najmniejsze  wymiary,  prostą  budowę  i  małą  wrażliwość  na
wstrząsy. Mikrofon  pojemnościowy,  jako przetwornik  fali  akustycznej  na  napięcie, wymaga
spolaryzowania  membrany.  Z  przyczyn  technicznych  najczęściej  stosuje  się  mikrofony

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

pojemnościowe  z  polaryzacją  wewnętrzną,  tzw.  mikrofony elektretowe.  Membrana  1
w  mikrofonach  elektretowych  jest  wykonana  z  folii  elektretowej  G  pokrytej  od  strony
zewnętrznej  warstewką  metalu  6.  Naprzeciw  niej  jest  umocowana  płytka  3.
W rzeczywistości te dwie płytki to okładziny kondensatora, z których jedna jest ruchoma. Ta
ruchomość powoduje, że zmienia się jego pojemność.
Mikrofon  pojemnościowy  ma  bardzo  dużą  impedancję,  co  sprawia,  że  nie  można  go
bezpośrednio  podłączyć  do  układu  (dopasowanie  impedancji  jest  bardo  trudne).  Dlatego też
mikrofon  pojemnościowy  zazwyczaj  jest  zintegrowany  ze  wzmacniaczem  mikrofonowym.
Jego  rolą  jest  dopasowanie  impedancji  wkładki  mikrofonu  do  małej  impedancji  przewodów
i  następnego  wzmacniacza.  W  obecnie  produkowanych  aparatach  słuchowych  niemal
wyłącznie  stosowane  są  mikrofony  pojemnościowe  –  głównie  z  powodu  małych  rozmiarów
i małych  szumów  własnych.  Pewną  wadą  mikrofonów  elektretowych  jest  podatność  na
starzenie się. Wraz z upływem czasu ubywa ładunków na okładzinie mikrofonu, co powoduje
pogarszanie się jego parametrów. Zwykle mikrofon ten wytrzymuje kilka lat eksploatacji.

Wśród mikrofonów jest jeszcze jeden podział:
Mikrofony  ciśnieniowe  –  czyli  mikrofony,  w  których  fala  akustyczna  pada  tylko  z  jednej
strony  (np.  mikrofon  dynamiczny).  Mikrofony  te  mają  charakterystykę  od  dookolnej  do
kierunkowej,
Mikrofony gradientowe –  inaczej  mikrofony, w których dźwięk pada z obu stron  membrany
(np. mikrofon piezoelektryczny). Mikrofon taki ma charakterystykę ósemkową.

Wzmacniacz

Podstawowym elementem aparatu słuchowego jest wzmacniacz. Jego zadaniem jest

uzyskanie  odpowiednio  silnego  sygnału  akustycznego  przy  pomocy  napięcia  zasilania.
Wzmocnienie  sygnału  zmiennego  odbywa  się  kosztem  stałego  napięcia  zasilania,  co
powoduje,  że  układ  aparatu  wpada  w drgania,  objawiające  się  dźwiękiem  przypominającym
silnik  łodzi.  Aby  temu  zapobiec,  montuje  się przed  wzmacniaczem dodatkowy kondensator.
Wzmacniacze aparatów oparte są na tranzystorach. W zależności od połączenia tranzystorów
można  uzyskać  różne  klasy  wzmacniaczy.  W  aparatach  słuchowych  stosowane  są
wzmacniacze klasy A, B i D.
Klasy wzmacniaczy

Klasa wzmacniacza jest informacją o tym, jak zachowuje się jego stopień końcowy w

stanie  spoczynku.  Fachowo  określane  jest  to  punktem  pracy  stopnia  końcowego.  Jeżeli  w
spoczynku przez oba tranzystory  mocy stopnia końcowego płynie duży prąd, porównywalny
z maksymalnym prądem dostarczonym do obciążenia, to wzmacniacz ten pracuje w klasie A.
Pojawiający się sygnał zmienny powoduje na przemian zatykanie się jednego z tranzystorów,
i  otwieranie  drugiego  tranzystora.  Prąd  spoczynkowy  jest  tak  duży,  że  nawet  przy
maksymalnym wysterowaniu, żaden z tranzystorów nigdy się całkowicie nie zatka. Wynikiem
tego  jest  jedna  z  największych  wad  tego  wzmacniacza  –  duże  straty  mocy,  kilkukrotnie
większe  niż  uzyskiwana  użyteczna  moc  wyjściowa.  Równocześnie  z  powodu  niemożności
całkowitego zatkania  się  jednego z tranzystorów, wzmacniacze te charakteryzują się  małymi
zniekształceniami. Ich sprawność  jest mała, nie przekracza 50 %, głównie  z powodu dużego
zużycia prądu.

Rys. 8. Charakterystyka pracy wzmacniacza

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SingleEnded, klasa A.
Cały  sygnał  jest wzmacniany przez pojedynczy element – tranzystor  lub  lampę. Punkt pracy
jest  tak  dobrany,  aby  cały  wzmocniony  sygnał  mieścił  się  na  prostoliniowej  części
charakterystyki.  Ponieważ  przez  tranzystor  przez  cały  czas  płynie  prąd  stały,  nie  można
bezpośrednio  podłączyć  głośników.  Należy  zastosować  transformator,  a  w  przypadku
tranzystora  specjalny  układ,  w  którym  tranzystor  mocy  ma  aktywne  obciążenie  w  postaci
wydajnego  źródła  prądowego.  W  tym  wzmacniaczu  (rysunek  niżej)  tranzystorem  mocy  jest
T1,  natomiast  źródłem  prądowym  jest  tranzystor  T2.  Zaletą  układu  single-ended  są  bardzo
małe zniekształcenia i doskonała jakość detali w słuchanym dźwięku. Wadą niska sprawność.
Push-pull, klasa A.
Różni  się  od  klasy  A  Single  Ended  tym, że na  wejścia tranzystorów  podawane są  oddzielne
sygnały,  przesunięte  w  fazie.  Odpowiednia  polaryzacja  elementów  wzmacniających
powoduje,  że   płynie  przez  nie  znaczny  prąd  spoczynkowy.  Gdy  stopień  mocy  nie  jest
wysterowany,  prądy  wyjściowe  obu  tranzystorów  (lamp)  znoszą  się  i  napięcie  na  wyjściu
wzmacniacza  (w  głośniku)  jest  równe  zero.  Gdy  sygnał  pojawi  się,  stan  równowagi  ulegnie
zmianie.  Mimo,  że  przebiegi  sygnału  na  obu  wejściach  tranzystorów  są  jednakowe,  prąd
w jednym tranzystorze  wzrasta,  a  w  drugim  maleje.  W efekcie  pojawia  się  prąd  wyjściowy,
który  przepływa  przez  obciążenie  –  czyli  steruje  głośnikami.  We  wzmacniaczu  klasy  A,
sygnał użyteczny wzmacniany jest  na prostoliniowym odcinku charakterystyki. Daje to małe
zniekształcenia,  szczególnie  małych  sygnałów,  a  zniekształcenia  harmoniczne  ulegają
redukcji.  We  wzmacniaczach  tranzystorowych  ważnym  jest,  aby  tranzystory  były  bardzo
dobrej  jakości  i  miały  dobrą  stabilizację  termiczną.  Niska  sprawność  rzędu  25  %  wymaga
wydajnego  zasilacza  i  bardzo  dużych  radiatorów.  Jeżeli  sygnał  nie  jest  podawany,
wzmacniacz zużywa energię na ciepło.
Klasa B.
Układ  jest  prawie  taki  sam.  jak  w  klasie  A  push-pull.  Różni  się  tylko  tym,  że  polaryzacja
układu  jest  tak  dobrana,  aby  tranzystory  w  stanie  spoczynku  nie  przewodziły  prądu.  Dzięki
temu  nie  ma strat energii  na ciepło, a sprawność  wzmacniaczy w tej klasie  jest wysoka – do
78%.  Każdy  tranzystor  wyjściowy  wzmacnia  odpowiednio  tylko  jedną  połówkę  –  albo
dodatnią,  albo  ujemną.  Na  wyjściu  połówki  są sumowane,  dając  pełny,  wzmocniony  sygnał.
Dokładne  zsumowanie obu połówek wymaga doskonałej jakości elementów i dokładnego ich
zestrojenia. Największym problemem wzmacniaczy tej klasy są tzw. zniekształcenia skrośne.
Ponieważ tranzystor jest elementem nieliniowym, a małe sygnały są wzmacniane na  najmniej
liniowej  części  charakterystyki,  po  złożeniu  obu  połówek  sygnał  wyjściowy  różni  się  od
podanego  na  wejście  wzmacniacza.  Największe  zniekształcenia  powstają  przy  przejściu
sygnału przez zero.

Klasa AB.
Z uwagi na dość istotne wady i zalety wzmacniaczy klas A i B, zaprojektowano wzmacniacz,
który  łączy  obie  klasy  tak,  by  uzyskać  jak  największe  korzyści  przy  możliwie  małych
stratach.  Większość  współczesnych  wzmacniaczy  pracuje  w  klasie  mieszanej  –  AB.
Tranzystory  są  spolaryzowane  tak,  aby  w  stanie  spoczynku   przepływał  przez  nie  niewielki
prąd. Przy słabych sygnałach wzmacniacz pracuje w klasie A, a przy większych – w klasie B.
Wzmacniacze klasy  AB łączą zalety klas  A  i B:  mają   nieduże zniekształcenia  i  stosunkowo
dużą  sprawność,  rzędu  50–70  %.  W  zależności  od  wartości  prądu  spoczynkowego  mówimy
o płytszej  lub  głębszej  klasie  AB.  Czym  większy  prąd  spoczynkowy,  tym  mniejsza
sprawność, ale i mniejsze zniekształcenia.
Klasa D.
W  tym  wzmacniaczu  charakterystyczne  są  dwa  stany  pracy    tranzystor  albo  w  pełni
przewodzi, albo  jest zatkany. Pracuje  on  impulsowo, przy czym  nie występuje w  nim żaden
prąd  spoczynkowy.  Wzmacniacz  klasy  D  ma  znacznie  większą  sprawność  niż  klasa  A  i  B.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W  klasie  D  wzmacniacz  jest  sterowany  przebiegiem  prostokątnym  o  bardzo  dużej
częstotliwości  zamiast  przebiegiem  o  częstotliwości  akustycznej.  W  celu  „odzyskania”
przebiegu  sygnału  akustycznego  o  małej  częstotliwości  ze  zmodulowanego  przebiegu
prostokątnego  konieczne  jest  zastosowanie  na  wyjściu  filtru  LC.  Zniekształcenia  nieliniowe
i intermodulacyjne  są  mniejsze  są  bardzo  małe,  a  sam  wzmacniacz,  z  uwagi  na  charakter
pracy, zużywa niewiele prądu.
A-Kamp.
Jest  to  wzmacniacz,  który  powstał  w  oparciu  o  klasę  D.  W  odróżnieniu  od  wymienionych
wzmacniaczy  potrafi  opracować  nieliniowo,  tzn.  przyrost  sygnału  na  wyjściu  nie  jest
proporcjonalny do przyrostu sygnału na wejściu. Sygnał akustyczny do pewnego poziomu jest
wzmacniany liniowo, zaś po przekroczeniu pewnej wartości sygnału wzmocnienie zmniejsza
się,  a  nawet  w  miarę  przyrostu  ulega  tłumieniu.  Tłumiony  sygnał  nie  jest  zniekształcany,
ponieważ wzmacniacz nie „obcina” sygnału, lecz zmniejsza jego wzmocnienie. Jednocześnie
zachowane  zostaje  wzmocnienie  dla  dźwięków  cichych.  Inaczej  mówiąc  wzmacniacz  ten
pracuje  jak  układ  automatycznej  regulacji  wzmocnienia  na  wejściu  (AGCi).  Jego  parametry
są takie jak wzmacniacza klasy D.

Rys. 9. Klasy wzmacniaczy od lewej A, B i D

Słuchawka

Słuchawka aparatu słuchowego to przetwornik elektroakustyczny, którego zadaniem jest

zamiana sygnału elektrycznego na akustyczny. Zasada działania słuchawki jest odwrotna do
zasady działania odpowiadającego jej mikrofonu.
Dla słuchawek wyróżnia się dwa ważne parametry:

−

impedancję,

−

pasmo transmisji.

Impedancja  –  parametr,  który  ma  wpływ  na  oddawaną  przez  słuchawkę  moc  –  im  jest  ona
mniejsza  tym  większą  moc  odda  słuchawka.  Impedancja  słuchawki  jest  uzależniona  od  jej
budowy i wielkości. Słuchawki małych rozmiarów, stosowane w aparatach wewnątrzusznych
mają  impedancję  rzędu  kilkudziesięciu  – kilkuset omów.  Aby  układ  wzmacniacz-słuchawka
pracował  najbardziej  efektywnie,  musi  być  zachowane  tzw.  dopasowanie  impedancyjnie.
Zastosowanie  słuchawki  o  innych,  nieodpowiednich  parametrach  wpływa  niekorzystnie  na
oddawany przez nią sygnał – zbyt mała impedancja skutkuje m.in. zniekształceniem dźwięku,
zbyt duża z kolei powoduje jego tłumienie. Słuchawki stosowane w aparatach analogowych to
przeważnie  słuchawki dynamiczne, choć jej rodzaj jest uzależniony od wymagań stawianych
aparatowi.
Pasmo transmisji –  jest uzależnione od rodzaju słuchawki,  budowy  jej wyjścia dźwięku, zaś
w dalszej części aparatu może być zmieniane przez filtry w rożkach, oraz przez dźwiękowód
i  otwory  wentylacyjne  wkładki.  Parametr  ten  mówi  o  zakresie  częstotliwości,  jakie  jest  ona
w stanie przenieść.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Słuchawki ze względu na budowę można podzielić:

−

elektromagnetyczne,

−

piezoelektryczne,

−

elektretytowe,

ze względu na impedancję:

−

niskoomowe,

−

średnioomowe,

−

wysokoomowe,

oraz ze względu na transmisję sygnału:

−

superszerokopasmowa,

−

szerokopasmowa,

−

podbite niskie tony,

−

niskotonowa,

−

wysokotonowa.

W  aparatach  słuchowych  można  spotkać  też  słuchawki  kostne,  które  są  w  rzeczywistości
wibratorami. Wibrator ten poprzez odpowiednie zakończenie ramion aparatu okularowego lub
specjalnego  pałąka  zostaje  przyciśnięty  do  kości  czaszki  pacjenta.  Sygnał  elektryczny  jest
odbierany  przez  wibrator,  a  ten  z  kolei  jest  wprawiany  w  ruch  przez  przetwornik
elektromagnetyczny.  Wibracje  są  zgodne  z  transmitowanym  dźwiękiem,  co  umożliwia
pacjentowi słyszenie.
Słuchawki  aparatów  są  wyjątkowo  delikatnymi  elementami.  Z  uwagi  na  niemożność
całkowitego  odizolowania  od  otoczenia  są  bardzo  wrażliwe  na  wilgoć  i  zanieczyszczenia,
szczególnie w aparatach wewnątrzusznych,  oraz  na wstrząsy (zwłaszcza słuchawki kostne).
Zanieczyszczenia  na  ogół  zatykają  ujście  dźwięku  słuchawki,  zaś  jej  budowa  uniemożliwia
rozebranie  i  oczyszczenie.  Z  kolei  upadek  aparatu  włączonego  z  większej  wysokości  na
twardą  powierzchnię  skutkuje  przeważnie  zniszczeniem  słuchawki  –  przyczyną  jest  niemal
jednoczesne  skrajne  wychylenie  membrany  spowodowane  dźwiękiem  upadku  połączone
z silnym wstrząsem.

Dodatkowe elementy składowe aparatu słuchowego

Aparat słuchowy jest wyposażony w dodatkowe elementy składowe, które mają za

zadanie  zabezpieczyć  aparat  przed  różnymi  czynnikami  mogącymi  niekorzystnie  na  niego
wpłynąć. Najważniejsze z nich to dźwiękowody i izolatory.
Dźwiękowody  –  zadaniem  tych  elementów  jest  zapewnienie  niezakłóconego  i  izolowanego
przepływu dźwięków do przetwornika i z przetwornika elektroakustycznego.
Izolatory  – są  dwa  rodzaje  izolatorów stosowanych  w  aparatach  słuchowych.  Pierwsze  mają
za zadanie zapewnić izolację elektryczną elementów aparatów słuchowych. Są one spotykane
albo w postaci płytek lub folii albo jako specjalne silikony lub lakiery. Izolacje płytkowe lub
foliowe  zabezpieczają  tylko  przed  zwarciem,  nie  chronią  natomiast  np.  przed  wilgocią.
Dlatego też częściej spotyka się izolacje silikonowe lub lakierowe, które spełniają obie te role.
Izolatory  drugiego  rodzaju  to  zwykłe  gumki,  które  pełnią  zwykle  rolę  amortyzatora  drgań.
Niwelują  drgania  wewnętrzne,  pochodzące  od  przetworników  elektroakustycznych  mogące
prowadzić do sprzężeń aparatu.

Aparat programowalny

Aparat programowalny różni się od aparatu analogowego nieprogramowalnego

zastosowaniem cyfrowego układu regulacji transmitowanego sygnału. To rozwiązanie
pozwoliło znacznie rozszerzyć możliwości aparatu analogowego:

−

pojawiła się możliwość stworzenia dodatkowych programów akustycznych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

zwiększyły się możliwości regulacji (duża liczba dostępnych regulatorów),

−

możliwe było wprowadzenie techniki wielokanałowej,

−

aparat przy znacznie większych możliwościach regulacyjnych zyskał na estetyce – ilość
regulatorów nie wymuszała konieczności zwiększenia obudowy,

−

zmniejszyła się awaryjność aparatów.

Rys. 10. Aparat programowalny trzy kanałowy – schemat blokowy

Aparat programowalny realizuje analogowy tor przetwarzania dźwięku, na który wpływa przy
pomocy  również  analogowych  regulatorów.  Sterowanie  tych  regulatorów  odbywa  się  drogą
cyfrową.  W  aparacie  znajduje  się  dodatkowy  układ  –  pamięć  RAM,  w  której  zapisane  są
odpowiednie  algorytmy.  Na  ich  podstawie  realizowane  są  poszczególne  ustawienia  aparatu
stosownie  do  sytuacji  akustycznej,  Układ  próbkujący  sprawdza,  jaki  jest  sygnał  na  wejściu
aparatu  i  stosownie  do  jego  parametrów  reguluje  ustawienia  aparatu. Ponieważ  jest to  nadal
aparat analogowy, nie są dostępne bardziej zaawansowane opcje np. detekcja sygnału mowy.
Aparaty  programowalne  są  kolejnym  krokiem  na  etapie  rozwoju  aparatów  analogowych.
Szybki  postęp  w  dziedzinie  elektroniki  sprawił,  że  pojawił  się  w  niedługim  czasie  aparat
cyfrowy. Mógł on zrealizować znacznie więcej funkcji niż aparat programowalny. Siłą rzeczy
aparat  programowalny  stał  się  pewnego  rodzaju  etapem  przejściowym  między  aparatem
analogowym  a  aparatem  cyfrowym.  Obecnie  aparaty  programowalne  są  wypierane  przez
coraz tańsze aparaty cyfrowe.

Zasilanie
Aparaty słuchowe zasilane są obecnie przy pomocy baterii lub (sporadycznie) akumulatorów.
Baterie  stosowane  w  aparatach  słuchowych  to  baterie  cynkowo-powietrzne  (ZINC-AIR),
o napięciu 1.4 V.
Bateria  jest zbudowana z kilku ogniw połączonych  szeregowo, składających się z: elektrody
dodatniej  –  katoda,  ujemnej  –  anoda  oraz  elektrolitu,  w  którym  są  zanurzone.  W  bateriach
Zinc-Air katodą  jest tlenek cynku, anodą cynk zaś elektrolit to tlenek potasu. Reakcja, która
polega  na  procesie  zamiany  energii  chemicznej  w  elektryczną  inicjowana  jest  przez
dostarczenie  powietrza  do  baterii.  W  tych  bateriach  polega  to  na  oderwaniu  naklejki
zabezpieczającej,  która  jest  jednocześnie  kolorowym  znacznikiem  typu  baterii.  Naklejka  ta
zasłania  małe  otworki  doprowadzające  tlen  z  otoczenia.  Czas  przechowywania
zabezpieczonej baterii to ok. 3 lata, w ciągu tego czasu bateria powinna zachować wymagane
parametry. Po tym czasie nastąpi samorozładowanie.
Jeśli zabezpieczenie zostanie zdjęte, reakcja chemiczna zostanie uruchomiona i nie można jej
już  zatrzymać.  Nawet,  jeśli  bateria  będzie  nieużywana,  i  tak  ulegnie  rozładowaniu,  tyle  że

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w dłuższym okresie zależnym od pojemności. Bateria jest źródłem jednokrotnego użytku i nie
polega regeneracji.
Podstawowym  parametrem  baterii,  oprócz  napięcia  jest  pojemność  elektryczna.  Jest  ona
wyrażana  jako  iloczyn  natężenia  pobieranego  prądu  i  czasu,  w  którym  ten  pobór  następuje
A*h  –  (Amper*godzina).  W  przypadku  małych  baterii  stosuje  się  jednostkę  1  mAh
(miliamperogodzina  –  0,001  Ah).  Jeśli  będziemy  znać  pobór  prądu  przez  aparat  słuchowy
oraz pojemność baterii, łatwo obliczymy jej żywotność.
Baterie, pod względem pojemności, sklasyfikowane następująco (od najmniejszej):

−

typ „5”, kolor czerwony, pojemność 35 mAh, stosuje się ją do aparatów CIC. Bardzo
rzadko spotykana, ponieważ tak małe aparaty nie są popularne. Wystarcza na kilka,
kilkanaście godzin pracy,

−

typ „10”, kolor żółty, pojemność 110 mAh, typowo spotykana w aparatach typu CIC.
Rozwój elektroniki i układów oszczędzających energię spowodował, że można ją też
spotkać w aparatach typu ITC, a nawet BTE,

−

typ „312”, kolor naklejki brązowy, pojemność 180 mAh, spotykana najczęściej
w aparatach typu ITC, trochę rzadziej w ITE i rzadko w BTE,

−

typ „13”, kolor naklejki pomarańczowy, pojemność 310 mAh, spotykana najczęściej
w aparatach ITE, i BTE. Rozwój elektroniki spowodował, że ten typ baterii stał się
kompromisem pomiędzy pojemnością a wielkością, szczególnie w aparatach zausznych,

−

typ  „675”,  kolor  naklejki  niebieski,  pojemność  640  mAh,  niegdyś  stosowana
wszechobecnie  w  aparatach  BTE,  ze  względu  na  długą  żywotność.  Obecnie  wypierana
przez baterię „13” głównie z powodu rozmiaru, stosowana jest w przeważnie w aparatach
analogowych  lub  w  aparatach  cyfrowych  dużej  mocy.  Istnieje  wzmocniona  wersja  tej
baterii, która jest przeznaczona do implantów ślimakowych.

Oprócz  w/w  baterii,  w  aparatach  można  spotkać  baterie  alkaliczne  w  rozmiarach  AA,  AAA
lub mniejsze. Stosuje się je do aparatów pudełkowych. Poza tym wyjątkiem w aparatach NIE
WOLNO  stosować  baterii  alkalicznych.  Baterie  alkaliczne,  oprócz  większego  napięcia
(1.5 V) mają właściwość zwiększania swojej objętości wraz z postępem rozładowania (mówi
się,  że  bateria  „puchnie”).  Może  to  spowodować  w  najlepszym  przypadku  niemożność
wyjęcia  baterii z aparatu. W gorszej sytuacji aparat może ulec  mechanicznemu uszkodzeniu.
Wyższe napięcie może spowodować, że aparat słuchowy (cyfrowy) nie zadziała.
Alternatywnym  źródłem  zasilania  dla  baterii  jest  akumulator.  W  przypadku  aparatów
słuchowych  ten  rodzaj  zasilania  jest  coraz  mniej  popularny.  Podstawową  przyczyną  jest
specyfika pracy. Akumulator, w przeciwieństwie do baterii jest odnawialnym źródłem energii.
Ma  też  krótszą  żywotność,  która  dodatkowo  maleje  wraz  ze  starzeniem  się  akumulatora,  tj.
wraz  z  rosnącą  liczbą  cykli  ładowanie-rozładowanie.  Czas  pracy:  od  kilku  dni  do  kilku
godzin,  zależnie  od  sposobu  użytkowania.  Nie  bez  znaczenia  jest  też  napięcie  nominalne,
które  ma  wartość  1.2  V.  Taka  wartość  napięcia  powoduje,  że  aparat  ma  mniejszą  moc
(różnica  zaledwie  0,2  V  potrafi  dać  wzmocnienie  mniejsze  na  wyjściu  o  2–3  dB),  zaś  na
wyjściu  aparatu  mogą  pojawić  się  zniekształcenia sygnału.  Także  szybkie  opadanie krzywej
rozładowania  powoduje, że  osoba  korzystająca  z  aparatu zasilanego  baterią  musi  sobie  dość
często  rekompensować  ściszanie  aparatu  potencjometrem  głośności.  W  przypadku
nowoczesnych  aparatów  słuchowych  może  się  okazać,  że  aparat  pomimo  włożenia
naładowanego  akumulatora  będzie  sygnalizował  od  razu  lub w  krótkim  czasie  rozładowanie

źródła zasilania.
W  aparatach  stosowane  są  akumulatory  niklowo-kadmowe  (Ni–Cad).  Występują  one
w  dwóch  rozmiarach  odpowiadających  bateriom  Zinc-air  oraz  jako  odpowiedniki  baterii
alkalicznych typu AA lub AAA.
Przeciętna pojemność nowego akumulatora Ni-Cad to ok. 500 mAh i jest ona uzależniona od
jego rozmiarów.
Obecnie  jedynymi  atutami  akumulatora  są:  różnica  w  kosztach  eksploatacji  –  jeden
akumulator  wytrzymuje  ok.  1000  cykli  ładowanie-rozładowanie,  co  potrafi  przynieść
wymierne korzyści oraz ekologia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.2. Pytania sprawdzające

       Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.  Jakie są podstawowe elementy składowe aparatu analogowego?
2.  Jaką rolę w aparacie pełni mikrofon?
3.  Jakie charakterystyki pracy może mieć mikrofon?
4.  Jakie rodzaje wzmacniaczy są stosowane w aparacie słuchowym?
5.  Jaka jest różnica pomiędzy poszczególnymi klasami wzmacniaczy?
6.  Jakie rodzaje regulatorów są stosowane w aparacie słuchowym?
7.  Jaką rolę pełni słuchawka w aparacie słuchowym?
8.  Jakie rodzaje słuchawek są stosowane w aparatach słuchowych?
9.  Jak przebiega tor transmisji sygnału w aparacie programowalnym?
10.  Jakie źródła zasilania mogą być stosowane w aparacie?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Korzystając z instrukcji obsługi i odpowiednich narzędzi rozkręć ostrożnie aparat

słuchowy  analogowy.  Nazwij  i  omów  widoczne  elementy  aparatu  słuchowego  (rodzaj
słuchawki, mikrofonu, klasa wzmacniacza).

       Sposób wykonania ćwiczenia

       Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią zadania,
3)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski.

       Wyposażenie stanowiska pracy:

−

aparat słuchowy analogowy,

−

instrukcja serwisowa danego aparatu,

−

śrubokręt,

−

mikroskop,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Spośród różnych modeli aparatów słuchowych analogowych wybierz model wyposażony

w kilka regulatorów. Następnie, na podstawie instrukcji aparatu, określ jakie to są regulatory.
Na podstawie dostępnych opisów i charakterystyki aparatu opisz wpływ poszczególnych
regulatorów na sygnał transmitowany przez aparat.

Sposób wykonania ćwiczenia

       Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować dane techniczne różnych aparatów słuchowych analogowych,
2)  dokonać analizy instrukcji serwisowej danego aparatu,
3)  określić jakie występują regulatory,
4)  opisać wpływ poszczególnych regulatorów na sygnał transmitowany przez aparat.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw różnych aparatów słuchowych,

−

instrukcja danego aparatu,

−

arkusz ćwiczeń,

−

arkusz papieru formatu A4, flamastry,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Spośród różnych elementów aparatów słuchowych analogowych wybierz, te które nie

mają bezpośredniego wpływu na transmisję sygnału akustycznego. Omów rolę tych
elementów w aparacie słuchowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

       Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  wybrać elementy mające wpływ na transmisję danych,
2)  omówić ich rolę w aparacie słuchowym,
3)  sformułować i zapisać wnioski.

      Wyposażenie stanowiska pracy:

−

instrukcja serwisowa danego aparatu,

−

dane techniczne aparatu,

−

zestaw różnych aparatów słuchowych,

−

arkusz papieru formatu A4,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 4

Spośród dostępnych aparatów wybierz dwa modele: analogowy ustawiany ręcznie

i analogowy programowalny. Rozkręć te aparaty i porównaj ich elementy składowe. Jakie
różnice są najbardziej widoczne? Spróbuj wskazać wady i zalety tych różnic, zarówno pod
kątem obsługowym jak i technicznym.

Sposób wykonania ćwiczenia

      Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  przygotować odpowiedni sprzęt,
3)  dokonać porównania elementów składowych aparatów analogowych,
4)  wykazać wady i zalety aparatów analogowych ustawianych ręcznie i programowalnych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

instrukcja serwisowa danego aparatu,

−

dane techniczne aparatu,

−

aparat słuchowy analogowy,

−

aparat słuchowy programowalny,

−

śrubokręt,

−

arkusz papieru formatu A4, flamastry,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić podstawowe elementy aparatu słuchowego?



2) opisać zasadę działania mikrofonu?



3) opisać rodzaje charakterystyk kierunkowych mikrofonu?



4) wymienić rodzaje wzmacniaczy stosowanych w aparatach słuchowych?



5) porównać wzmacniacze różnych klas stosowanych w aparatach słuchowych?



6) wyjaśnić wpływ regulatorów na sygnał przenoszony przez aparat?



7) omówić zasadę działania słuchawki aparatu słuchowego?



8) wymienić rodzaje słuchawek stosowanych w aparacie słuchowym?



9) opisać zasadę działania aparatu słuchowego programowalny?



10) omówić źródła zasilania aparatu słuchowego?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Układy regulujące

4.3.1. Materiał nauczania

Filtry
Układ różniczkujący

Rys. 11. Układ różniczkujący

Zadaniem układu różniczkującego jest „wyostrzenie” przebiegu sygnału. Usunięte zostają
małe częstotliwości, zaś duże są przenoszone przez układ. Różniczkowanie polega na
„wybieraniu” najszybciej zmieniających się wartości.

Układ całkujący

Rys. 12. Układ całkujący

Zadaniem  tego  układu  jest  „wygładzenie”  przebiegu  sygnału  poprzez  usunięcie  dużych
częstotliwości, małe częstotliwości są przenoszone

Regulatory
a)  Regulatory  aparatu  słuchowego  mają  różne  oznaczenia  (nazewnictwo,  kolor)  w  różnych
aparatach.  Zwykle  jeden  rodzaj  oznaczeń  jest  typowy  dla  danego  producenta  aparatów.
Oprócz  tego  różne  są  kierunki  regulacji  –  w  jednym  aparacie  obrócenie  regulatora  np.
w prawo powoduje zwiększenie wpływu na sygnał w innym odwrotnie.
b) Regulatory spotykane w aparatach słuchowych:
Ogranicznik  wyjściowego  poziomu  sygnału  akustycznego  –  oznaczany  jest:  MPO,  SSPL,
kolor z reguły czerwony. Ogranicznik ten wpływa na poziom sygnału wyjściowego w całym
zakresie częstotliwości i nie zniekształca charakterystyki częstotliwościowej.
Regulator  wzmocnienia  –  oznaczany:  G,  GC,  zwykle  kolor  biały  lub  żółty.  Zmienia  on
wzmocnienie aparatu słuchowego.
c)  Regulator  barwy  –  TC,  NH,  NL,  HL,  L,  H,  kolory:  biały,  zielony,  niebieski,  żółty.  –  Te
regulatory  to  filtry,  które  zmieniają  sygnał  wyjściowy  aparatu  w  funkcji  częstotliwości.
W  zależności  od  tego,  jak  jest  ustawiony  filtr  sygnały  o  określonych  częstotliwościach  są
przepuszczane lub nie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Układ odcięcia  nadmiernego sygnału na wyjściu  – oznaczany: PC, kolor najczęściej zielony.
Jest to zabezpieczenie przed przepuszczeniem sygnału o zbyt wysokim poziomie na wyjściu.
Układ ten działa bardzo szybko i pewnie, wprowadza jednak duże zakłócenia.
Układ  kompresji  sygnału  –  oznaczany  AGC,  AGCo,  AGCi,  kolor  na  ogół  czerwony.  Jest  to
układ,  który  kompresuje  sygnał  do  określonej  wartości,  jeśli  jego  poziom  jest  zbyt  wysoki.
Układ ten zabezpiecza jednocześnie przed podaniem zbyt głośnego sygnału do ucha pacjenta.

Podane powyżej oznaczenia nie są wiążące. Przed jakąkolwiek regulacją należy zapoznać się
z  danymi  technicznymi  aparatu  słuchowego.  W  danych  technicznych  znajdują  się  opisy
poszczególnych  regulatorów,  oraz  rysunki  charakterystyk  aparatu  z  włączonymi
poszczególnymi regulatorami. W sytuacji, gdy brak takiego opisu, pomocny będzie analizator
aparatu słuchowego. Należy wówczas ustalić metodą prób, jaki jest wpływ danego regulatora
na  sygnał.  Jeśli  jest  konieczność  skorzystania  z  analizatora  należy  najpierw  ustawić  aparat
tak, by jego pasmo przenoszenia i maksymalny poziom wyjściowy były możliwie największe.
Dopiero  po  takim  wyjściowym  ustawieniu  można  pojedynczo  sprawdzać  wpływ
poszczególnych regulatorów na sygnał aparatu.
Regulacji  dokonuje  się  przy  pomocy  specjalnych  śrubokrętów,  które  powinny  możliwie
dokładnie pasować do pokręteł. Jest to wskazane, ponieważ użycie niewłaściwych rozmiarów
narzędzi  może  spowodować  uszkodzenie  regulatora  i  w  konsekwencji  uniemożliwić  zmianę
parametrów  aparatu.  Oprócz  narzędzi  potrzebna  jest  też  sprawność  manualna  i  wyczucie.
Niewielkie  rozmiary  sprawiają,  że  regulator  jest  bardzo  delikatny  –  nie  należy  używać
nadmiernej siły, ponieważ przełamanie ogranicznika lub wciśniecie regulatora do wnętrza jest
bardzo  łatwe.  Wszelkie  regulacje  w  aparacie  powinny  być  wykonywane  wyłącznie  przez
wykwalifikowaną osobę.

4.3.2. Pytania sprawdzające

       Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.  Jaką rolę pełni układ całkujący?
2.  Jak na sygnał wpływa układ różniczkujący?
3.  Na czym polega działanie regulatorów barwy?
4.  Jakie znasz regulatory?
5.  Jakiego parametru dotyczy regulator AGC?
6.  Co należy zrobić przed zmianą ustawień regulatorów?
7.  Jakie są oznaczenia regulatorów?
8.  Które regulatory odpowiadają za poziom wyjściowy sygnału aparatu słuchowego?
9.  Które regulatory wpływają na charakterystykę częstotliwościową aparatu?
10.  Kto może dokonywać zmian w ustawieniu regulatorów aparatu słuchowego?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Do wykonania ćwiczenia potrzebny Ci jest aparat słuchowy z regulatorem PC. Pomiar

powinien zostać wykonany na analizatorze wyposażonym w sprzęgacz 2 cm

. Pozostałe

regulatory powinny być ustawione w pozycji najmniejszego wpływu na sygnał. Zmierz
charakterystykę OSPL90 danego aparatu dla następujących pozycji regulatora PC:

−

PC w pozycji maksymalnej (maksymalny wpływ na sygnał),

−

PC w pozycji minimalnej (minimalny wpływ na sygnał).

Zanotuj wyniki i spostrzeżenia z przeprowadzonego ćwiczenia i porównaj je z danymi
technicznymi aparatu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

       Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  przygotować odpowiedni sprzęt,
3)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią zadania,
4)  opisać zaobserwowane zjawisko,
5)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski.

       Wyposażenie stanowiska pracy:

−

aparat słuchowy z regulatorem PC wraz z danymi technicznymi,

−

analizator aparatu słuchowego,

−

mały śrubokręt do dokonywania regulacji,

−

arkusz papieru formatu A4, flamastry,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Do wykonania ćwiczenia potrzebny Ci jest aparat słuchowy z regulatorem barwy. Pomiar

powinien zostać wykonany na analizatorze wyposażonym w sprzęgacz 2 cm

. Pozostałe

regulatory powinny być ustawione w pozycji najmniejszego wpływu na sygnał. Zmierz
charakterystykę OSPL90 danego aparatu dla następujących pozycji regulatora barwy:

−

regulator w pozycji maksymalnej (maksymalny wpływ na sygnał),

−

regulator w pozycji środkowej (średni wpływ na sygnał),

−

regulator w pozycji minimalnej (minimalny wpływ na sygnał).

Zanotuj  wyniki  i  spostrzeżenia  z  przeprowadzonego  ćwiczenia  i  porównaj  je  z  danymi
technicznymi aparatu.

      Sposób wykonania ćwiczenia

      Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  przygotować odpowiedni sprzęt,
3)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią zadania,
4)  opisać zaobserwowane zjawisko,
5)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski.

       Wyposażenie stanowiska pracy:

−

aparat słuchowy wraz z danymi technicznymi,

−

analizator aparatu słuchowego,

−

mały śrubokręt do dokonywania regulacji,

−

arkusz papieru formatu A4, flamastry,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Na podstawie dostępnych danych technicznych aparatów, mających różne regulatory,

przeprowadź analizę wpływu poszczególnych regulatorów na sygnał i porównaj je ze sobą.
Zrób zestawienie regulatorów z podziałem na rodzaj wpływu na transmitowany przez aparat
sygnał. Uzasadnij ich znaczenie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

       Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią zadania,
3)  dokonać analizy wpływu regulatorów na sygnał,
4)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski.

       Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dane techniczne aparatów słuchowych,

−

arkusz papieru formatu A4,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 4.

Na podstawie dostępnych danych technicznych aparatów, wybierz regulatory, które mają:

−

znaczenie dla bezpieczeństwa użytkownika,

−

znaczenie dla komfortu słyszenia.

Uzasadnij przeprowadzony przez siebie wybór.

Sposób wykonania ćwiczenia

       Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią zadania,
3)  dokonać wyboru regulatorów bezpiecznych i komfortowych,
4)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski.

       Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dane techniczne aparatów,

−

arkusz papieru formatu A4,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 5

Porównaj charakterystyki różnych aparatów słuchowych. Spośród nich wybierz aparat,

którego ilość regulatorów jest wystarczająca do protezowania ucha. Wyjaśnij, czy ilość
dostępnych regulacji jest czynnikiem determinującym wybór aparatu słuchowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

      Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią zadania,
3)  uzasadnij wpływ ilości dostępnych regulacji na wybór aparatu słuchowego,
4)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski.

      Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw różnych aparatów słuchowych,

−

arkusz papieru formatu A4, flamastry,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 6

Do wykonania ćwiczenia potrzebny będzie aparat z wieloma regulatorami. Podłącz aparat

do  stetoklipu  i  posłuchaj  dźwięków  otoczenia,  rozmów  przy  różnych  ustawieniach
regulatorów aparatu.
UWAGA:  Ćwiczenie  należy  przeprowadzić  z  aparatami  małej  mocy,  pod  okiem
doświadczonego  protetyka.  Zbyt  głośne  ustawienie  aparatu  może  spowodować  uraz
akustyczny!
Po  przeprowadzonym  odsłuchu  spróbuj  odpowiedzieć  na  pytanie:  Jakie  jest  znaczenie
regulatorów z punktu widzenia użytkownika aparatów?

Sposób wykonania ćwiczenia

       Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią zadania,
3)  dokonać wyboru aparatu z odpowiednim ustawieniem regulatorów,
4)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski.

       Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dane techniczne aparatów,

−

zestaw aparatów słuchowych z wieloma regulatorami,

−

stetoklip,

−

arkusz papieru formatu A4, flamastry,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić rodzaje regulatorów stosowane w aparatach słuchowych?



2) powiedzieć, jaką rolę pełni układ całkujący?



3) powiedzieć, jaką rolę pełni układ różniczkujący?



4) wymienić układy mające za zadanie zabezpieczyć ucho pacjenta przed zbyt

głośnym dźwiękiem?



5) powiedzieć, jak należy przygotować do pomiarów?



6) opisać oznaczenie i jego prawdziwość w przypadku regulatorów aparatów

słuchowych?



7) wskazać sposób, w jaki można zmienić nastawy regulatorów?



8) powiedzieć, co jest potrzebne do zmiany nastawów regulatorów w aparacie

słuchowym?



9) wskazać, kto może zmieniać nastawy regulatorów w aparacie słuchowym?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Układy automatycznej regulacji wzmocnienia

4.4.1. Materiał nauczania

Układ automatycznej regulacji wzmocnienia ARW (AGC – Automatic Gain Control)

Zadaniem tego układu jest regulowanie wzmocnienia sygnału w zależności od poziomu

sygnału  wejściowego  lub  innego  parametru.  Regulacja  ta  odbywa  się  przez  zmniejszenie
dynamiki  sygnału  wyjściowego  (czyli  skompresowanie)  przy  zachowaniu  jego  obwiedni.
Inaczej  mówiąc,  układ  ARW  jest  pewnego  rodzaju  nieliniowym  wzmacniaczem,  który
wzmacnia bardziej sygnały o małych poziomach niż sygnały o dużych poziomach. Układ ten
wprowadza  znacznie  mniejsze  zniekształcenia  niż  PC,  ale  w  zamian  działa  z  pewnym
opóźnieniem, które m.in. zależy od jego realizacji technicznej.

Parametry układu ARW (AGC)
Próg zadziałania układu ARW (AGC) – jest określany jako poziom ciśnienia akustycznego na
wejściu lub wyjściu (odpowiednio AGCi lub AGCo), przy którym poziom wyjściowy jest o 2
+/- 0,5dB mniejszy od poziomu w liniowym zakresie działania aparatu.
Dla  dźwięków  o  poziomach  niższych  od  progu  zadziałania,  wzmocnienie  układu  jest
niezależne od poziomu sygnału, co oznacza, że układ pracuje liniowo.
Współczynnik  kompresji  –  jest  to  stosunek  różnicy  poziomów  wejściowych  do  różnicy
odpowiadających im poziomów wyjściowych. Określa on, jaka zmiana poziomu sygnału jest
potrzebna  do  osiągnięcia  wzrostu  poziomu  sygnału  wyjściowego  o  1dB  (powyżej  progu
zadziałania układu).

∆

Rys. 13. Wykres zadziałania układu kompresji

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 14. Charakterystyki liniowości wejściowo-wyjściowe

Kompresja może być liniowa lub nieliniowa:
Kompresja  liniowa  –  jest  to  kompresja,  która  charakteryzuje  się  stałym  współczynnikiem
kompresji w określonym zakresie zmian sygnału wejściowego, zmienia się natomiast próg jej
zadziałania.
Kompresja  nieliniowa  (krzywoliniowa)  –  jest  to  kompresja,  która  charakteryzuje  się
zmiennym współczynnikiem  kompresji  w określonym  zakresie  zmian sygnału  wejściowego,
nie  zmienia  się  natomiast  próg  jej  zadziałania.  Kompresja  ta,  w  porównaniu  do  kompresji
liniowej, zapewnia większe wzmocnienie w zakresie średnich częstotliwości.

Rys. 15. Charakterystyka rodzajów kompresji

Układy automatycznej regulacji wzmocnienia – układ wyjściowy

Układ ten działa na podstawie poziomu sygnału wyjściowego. Jest wolniejszy od układu

PC, ale szybszy od układu AGCi. Wolniejsze działanie jest spowodowane tym, że układ ten
nie  jest  stricte  ogranicznikiem,  a  jedynie  kompresorem  sygnału.  Układ  sprawdza  sygnał  na
wyjściu  aparatu  i  stosownie  do  zadanego  poziomu  wyjściowego  zmienia  parametry  sygnału
przetwarzanego przez aparat. Układ ten zaczyna działać od ok. 95 dB poziomu wyjściowego
(w niektórych aparatach nawet od 65 dB poziomu sygnału wyjściowego) i stosuje się go do
ubytków o małej dynamice.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 16. Układ AGCo – schemat

Układy automatycznej regulacji wzmocnienia – układ wejściowy

Układ  ten  jest  wolniejszy  od  układu  AGCo,  ponieważ  ma  on  nieco  utrudnione  zadanie  –
sprawdza  sygnał  wejściowy  („próbkuje”),  i  stosownie  do  zadanego  poziomu  zmienia  jego
parametry.  Zaczyna  on  działać  od  poziomu  ok.  45  dB  sygnału  wejściowego.  Układ  AGCi
stosowany jest do ubytków o bardzo małej dynamice. Rozwinięciem układów  AGC w dobie
aparatów cyfrowych jest układ WDRC i FDRC.
WDRC – Wide Dynamic Range Compression – kompresja w szerokim paśmie dynamiki.
FDRC – Full Dynamic Range Compression – kompresja w pełnym zakresie dynamiki.

Rys. 17. Układ AGCi – schemat

4.4.2. Pytania sprawdzające

       Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.  Jaka jest rola układu ARW?
2.  Jakie są różnice między układem kompresji wejściowym i wyjściowym?
3.  Wyjaśnij pojęcie próg zadziałania kompresji.
4.  Wyjaśnij, co opisuje współczynnik kompresji?
5.  Wyjaśnij pojęcia: liniowość, kompresja, ekspansja?
6.  Czym się charakteryzuje kompresja liniowa?
7.  Co to jest kompresja krzywoliniowa?
8.  Opisz działanie układu AGCi.
9.  Opisz działanie układu AGCo.
10.  Wymień zalety i wady układu kompresji.

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

W danym aparacie próg zadziałania kompresji ustawiony jest dla wartości 60 dB na

wejściu. Do aparatu dociera sygnał o wartości 90 dB. Określ jaki będzie poziom sygnału
wyjściowego aparatu, jeśli kompresja sygnału jest jak 3:1?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

−

aparat słuchowy,

−

arkusz papieru formatu A4, pisaki,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Do przeprowadzenia ćwiczenia potrzebny będzie aparat wyposażony w układy kompresji

AGCi  i  ograniczania  PC  oraz  stetoklip.  Korzystając  z  danych  technicznych  aparatu  ustaw
regulatory kolejno w położeniach:
a.  wszystkie  regulatory  w  pozycji  najmniejszego  wpływu  na  sygnał,  regulator  AGCi

w pozycji maksymalnej kompresji,

b. wszystkie regulatory w pozycji najmniejszego wpływu na sygnał, regulator PC w pozycji

maksymalnego ograniczania sygnału.

Następnie  skorzystaj  ze  sprzętu  audio,  z  którego  będzie  podawana  mowa  o  regulowanych,
skalibrowanych poziomach głośności.
Ustaw  aparat  najpierw  tak,  jak  opisuje  to  punkt  a.  Następnie  uruchom  sygnał  mowy
z  głośnika  i  posłuchaj  go  przez  aparat  przy  coraz  większych  poziomach  głośności
(w granicach bezpieczeństwa).
W  następnym  etapie  ustaw  aparat  zgodnie  z  punktem  b.  Ponownie  uruchom  sygnał  mowy
i  posłuchaj  przez  stetoklip,  jak  pracuje  aparat  dla  coraz  większych  poziomów  głośności
(w granicach bezpieczeństwa).
Zanotuj swoje spostrzeżenia i wnioski. Który z układów jest wg Ciebie bardziej komfortowy?
Uzasadnij swoją odpowiedź.
UWAGA!  Podczas  wykonywania  ćwiczenia  mogą  być  osiągane  duże  poziomy  dźwięku,
dlatego też niezbędna jest kontrola przeprowadzanych działań przez specjalistę.

Sposób wykonania ćwiczenia

      Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  przygotować odpowiedni sprzęt /aparat wyposażony w układy kompresji AGCi/,
3)  wykonać ćwiczenie zgodnie z treścią zadania,
4)  opisać zaobserwowane zjawisko,
5)  zapisać spostrzeżenia i sformułować wnioski.

       Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dane techniczne aparatów,

−

aparat słuchowy z regulatorami PC i AGCi,

−

stetoklip,

−

sprzęt audio,

−

arkusz ćwiczeń,

−

arkusz papieru formatu A4, pisaki,

−

poradnik dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić rolę układu AGC?



2) wskazać różnice pomiędzy kompresją wejściową a wyjściową ?



3) wyjaśnić, czym jest próg zadziałania kompresji?



4) wyjaśnić pojęcie współczynnik kompresji?



5) wyjaśnić czym jest kompresja, liniowość i ekspansja?



6) opisać i przedstawić działanie kompresji liniowej?



7) opisać i przedstawić działanie kompresji nieliniowej?



8) opisać zasadę działania układu AGCi?



9) omówić układ AGCo?



10) przedstawić wady i zalety układu kompresji?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Aparaty cyfrowe

4.5.1. Materiał nauczania

Klasyczne aparaty słuchowe, mimo wielu zalet, mają też wady, które w różnym stopniu

wpływają  na  skuteczność protezowania i akceptację przez pacjenta. Podstawową przeszkodą
w  protezowaniu  tymi  aparatami  jest  najczęściej:  wzmocnienie  liniowe,  brak  rozróżniania
przez nie dźwięków głośnych  i cichych,  niemożność eksponowania sygnału mowy. Pewnym
postępem w aparatach klasycznych było opracowanie aparatów programowalnych, w których
regulacje były dokonywane cyfrowo. Polepszyło to możliwości aparatów, lecz brak cyfrowej
obróbki samego sygnału nadal znacznie je ograniczał. Prawdziwym kamieniem milowym stał
się aparat cyfrowy. Jego możliwości obliczeniowe (układ cyfrowy aparatu jest porównywalny
z  procesorem  Pentium  i  wykonuje  ok.  40  megainstrukcji  na  sekundę  (40MIPS))  i  niemal
nieograniczone  możliwości  ustawień  różnych  znacznie  ułatwiają  pracę  protetyka.
Miniaturyzacja  jest  tu  pewnego  rodzaju  bonusem  -  pacjent  dostaje  urządzenie  estetycznie,
które czasem nawet nie wygląda jak aparat.

Schemat blokowy

Sygnał dźwiękowy, odbierany przez kierunkowy mikrofon, zamieniany jest na postać

cyfrową  w  sumacyjno−różnicowym  przetworniku  A/C.  Wejściowa  częstotliwość
próbkowania  sygnału  wynosi  nawet  1  MHz.  Na  wyjściu  przetwornika  sygnał  pojawia  się
z częstotliwością  32  kHz  w  formie  32−bitowych  słów  maszynowych.  Odpowiednio  duża
częstotliwość  próbkowania  pozwala  systemowi  aparatu  rozpoznać  rodzaj  sygnału,  a  nawet
„przewidzieć”  jego  charakter.  Tak  zapisana  informacja  trafia  do  procesora  aparatu  i  od  tej
pory  jest  poddawana  obróbce  według  odpowiedniego  algorytmu.  Algorytm  jest  ustalany
indywidualnie dla każdego pacjenta, na podstawie danych wprowadzonych z komputera.

Rys. 14. Aparat cyfrowy – schemat blokowy

Przetwornik A/C (A/D)

Dźwięk dochodzący do aparatu słuchowego odbierany jest przez mikrofon/y, a następnie

przetwarzany  jest  na  sygnał  elektryczny.  Sygnał  ten  jest  niezrozumiały  dla  układów
logicznych,  dlatego  też  potrzebny  jest  przetwornik  sumacyjno-różnicowy  A/C,  który
przetworzy  sygnał  analogowy  na  cyfrowy.  Proces  ten  polega  na  próbkowaniu  sygnału
analogowego,  zaś  wynikiem  próbkowania  jest  uzyskanie  ciągu  chwilowych  (dyskretnych)
wartości  sygnału  ciągłego.  Kolejnym  etapem  jest  przypisanie  każdej  z  tych  wartości
chwilowych  odpowiadających  im  wartości  cyfrowych.  Takie  próbkowanie  nazywane  jest
kwantowaniem.  Najważniejszym  parametrem  tego  procesu  jest  tzw.  częstotliwość

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

próbkowania. Powinna ona  być  co najmniej dwa razy większa od największej częstotliwości
przetwarzanej  w  układzie  (wg  Nyquista).  Typowy  aparat  słuchowy  przenosi  sygnały
o częstotliwości maksymalnie 7–8 kHz, co wskazuje, że częstotliwość próbkowania powinna
zawierać  się  w  zakresie  min.  14–16  kHz.  Im  ta  częstotliwość  jest  większa  tym  lepsze
odwzorowanie sygnału, dlatego też często przetworniki próbkują sygnał ze znacznie większą
częstotliwością  –  wg  obowiązujących  norm  można  stosować  częstotliwości  próbkowania
rzędu 32 kHz, 44,1 kHz i 48 kHz. Dodatkowym atutem dużej częstotliwości próbkowania jest
możliwość  „przewidzenia”  parametrów  sygnału  (np.  stały  czy  zmienny).  Tak  spróbkowany
sygnał trafia do procesora aparatu słuchowego i jest w nim poddawany właściwej obróbce.

Rys. 15. Próbkowanie sygnału analogowego

Układ cyfrowy

Digital Signal Processer to nazwa układów realizujących obróbkę dźwięku. Pod tą krótką

nazwą kryje się bardzo złożony i zaawansowany proces. Ilość programowalnych parametrów
wynosi  przeciętnie  od  kilkudziesięciu  do  znacznie  powyżej  stu.  Sam  procesor  musi  mieć
odpowiednią  moc  obliczeniową,  ponieważ  pracuje  w  czasie  niemal  rzeczywistym.  Czas
obróbki skraca się,  jeśli aparat pracuje w tzw. otwartym dopasowaniu i powinien on  być  nie
większy  niż  5–15  ms  (wg  różnych  źródeł),  przy  czym  jest  to  czas  dla  całego  toru
przetwarzania  sygnału.  W  procesie  obliczeniowym  brane  są  pod  uwagę  parametry  dźwięku
(natężenie,  częstotliwość)  oraz  wprowadzone  do  procesora  dane  dotyczące  wymagań
słuchowych pacjenta. Na podstawie danych i zgodnych z nimi obliczeń dźwięk docierający do
ucha pacjenta jest wzmacniany tylko wtedy, gdy jest to konieczne, i o taką wartość, jaka jest
wskazana  dla  danego  chwilowego  poziomu  natężenia  na  wejściu  aparatu  słuchowego.
W zakresie  częstotliwości  jest  możliwe  podzielenie pasma  przenoszenia  aparatu  słuchowego
na  kanały.  Podział  na  kanały  to  inaczej  podzielenie  jednego  toru  przetwarzania  dźwięku  na
kilka równoległych, niezależnie od siebie działających torów. W każdym kanale jest możliwy
podział  na  regulowane  pasma,  które  pozwalają  na  bardziej  precyzyjne  dostrojenie  aparatu.
W zakresie kanału  jest  również  możliwe  ustawienie kompresji  sygnału,  jeśli  jest  wymagana,
co  pozwala  układowi  precyzyjnie  „przeliczyć”  zakres  dynamiki  otoczenia  do  resztkowego
pola  słuchowego  pacjenta.  Oczywiście  całkowite  przeliczenie  nie  jest  możliwe  i  zależy  od
szerokości  dynamiki  resztkowej.  Im  mniejsza,  tym  skomprymowanie  trudniejsze.  Ponieważ
priorytetowym zadaniem dla aparatu jest przeniesienie sygnału mowy, przenoszone są przede
wszystkim sygnały mowy.
Procesory  sygnałowe  realizują  jednocześnie  różne  zadania.  Oprócz  wymienionych  już
możliwości  układ  potrafi  odróżnić  sygnał  mowy  od  sygnału  szumu  (w  praktyce  dla  aparatu
cyfrowego  mowa  również  jest  szumem,  który  zawiera  charakterystyczne  składowe),  dzięki
czemu  może  wyeksponować  mowę  jednocześnie  obniżając  poziom  szumu,  co  poprawia  jej
rozumienie.  Innym  układem  czuwającym  nad  całym  procesem  obróbki  dźwięku  jest
automatyczna  kontrola  sprzężeń.  W  mniej  zaawansowanych  aparatach  redukcja  sprzężeń
odbywa  się  przez  zmniejszenie  wzmocnienia  w  zakresie  częstotliwości,  w  której  występuje
sprzężenie. Bardziej zaawansowane układy kontrolują, czy pojawia się sprzężenie i reagują na
nie  poprzez  wysyłanie  sygnału  w  przeciwfazie.  Ten  układ  działa  w  bardzo  zaawansowany
sposób:  wzmocnienie  aparatu  regulowane  jest  dla  każdego  kanału  oddzielnie.  W  każdym
z nich  układ  antysprzężenowy  ocenia,  jak  duże  wzmocnienie  jest  dopuszczalne  w  danej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

chwili.  Jeśli  wzmocnienie  osiąga  wartość,  przy  której  pojawia  się  sprzężenie,  to  układ
rozpoznaje jego częstotliwość i powoduje wygenerowanie sygnału o takiej samej amplitudzie
i częstotliwości, ale odwróconego w fazie. Zgodnie z prawami akustyki następuje wygaszenie
sygnału  i  równocześnie  brak  wzmocnienia.  To  wygaszenie  następuje  tylko  w  tej  i  blisko
sąsiadującej  częstotliwości,  w  której  wystąpiło  sprzężenie.  Dodatkowo,  w  razie  potrzeby
wzmocnienie  może  być  automatycznie  zmniejszane  tylko  w  kanale,  w  którym  doszło  do
sprzężenia,  żeby  zawsze  zachować  możliwie  największy  zakres  słyszanych  tonów.  Innym,
równie  zaawansowany  układem,  jaki  występuje  w  aparatach  cyfrowych  jest  stabilizator
dźwięku.  Ten  stabilizator  to  znany  już  układ  WDRC  lub  FDRC.  Oba  układy  to  układy
wejściowe  o  niskim  progu  zadziałania  –  już  od  35  dB  sygnału  wejściowego.  Mogą  one
działać w osobnych kanałach niezależnie od siebie, co w znaczący sposób poprawia słyszenie
i  rozumienie  mowy.  Najczęściej  realizują  funkcję  dostrajania  czasu  regulacji  wzmocnienia
w zależności  od  relacji  intensywności  sygnałów  wejściowych.  Analiza  relacji  sygnałów
pozwala  zmieniać  czas  regulacji  zwykle  w  zakresie  200−300  ms  dla  dźwięków  takich  jak
mowa,  dzięki  czemu  zachowane  są  ważne  dla  prawidłowego  rozumienia,  dynamiczne
i czasowe  sygnały  pobudzające.  Efektem  jest  bardzo  łagodne,  naturalne  brzmienie  słyszanej
mowy.  Jednak  długi  czas  regulacji  wzmocnienia  może  być  niewskazany  np.  w  sytuacji,  gdy
po  dłuższej  sekwencji  dźwięków  głośnych  następuje  dźwięk  zdecydowanie  cichy.  Układ
wiedząc,  jaka  jest  tendencja  sygnału  skraca  wtedy  czas  regulacji  wzmocnienia  do
pojedynczych milisekund i nadal zapewnia dobrą słyszalność. Innym układem, wspomnianym
wcześniej jest układ intensyfikacji mowy. Zapewnia on polepszenie słyszalności mowy na tle
hałasu.  Analizując  informacje  o  docierającym  do  aparatu  sygnale  dźwiękowym,  system
potrafi  odróżnić  szum  tła  od  mowy  (szum  najczęściej  ma  mniejszą  amplitudę  od  sygnału
użytecznego,  niewiele  zmieniającą  się  częstotliwość  i  dynamikę)  i  automatycznie  zwiększa
wzmocnienie  tych  częstotliwości,  które  są  najważniejsze  dla  polepszenia  zrozumiałości
mowy.  Układy  te  również  mogą  działać  w  osobnych  kanałach,  niezależnie  od  siebie.
Te i wiele innych operacji dokonuje się automatycznie, niezauważalnie dla użytkownika.
Niemal  cały  proces  obróbki  dźwięku  odbywa  się  w  procesorze,  który  wykonany  został
w  technologii  0,4  mikrometra  i  ma  wymiary  3x4  mm.  Objętość  kompletnego  układu
elektronicznego  wynosi  7  mm

i jest to standardowy rozmiar kompletnego wzmacniacza

w aparatach typu CIC. Średni pobór prądu wynosi ok. 0,55–1 mA.

Błędy obróbki cyfrowej
a) błędy próbkowania sygnału.
Błędy próbkowania sygnału powstają w wyniku zbyt małej częstotliwości próbkowania. Jeśli
ta częstotliwość jest mniejsza niż 2 f

max

, to występuje zjawisko nazywane aliasingiem. Po

prawidłowym  próbkowaniu,  z  zapisu  cyfrowego  powinien  dać  się  odtworzyć  sygnał
analogowy. Jeśli wystąpi aliasing to okaże się, że widma sygnałów zostały nałożone na siebie
i  doszło  do  interferencji  sygnału  próbkującego  z  sygnałem  próbkowanym.  Wynikiem
aliasingu jest sygnał o zupełnie innym kształcie niż oczekiwany.
Zapewnienie    wymaganej  częstotliwości  próbkowania  realizuje  się  fizycznie  przez
zastosowanie na wejściu układu próbkującego filtru dolnoprzepustowego charakteryzującego
się  stromą  charakterystyką  przepuszczania  i  o  zdefiniowanej  górnej  wartości  częstotliwości
pasma przepuszczania.
Błąd  próbkowania  może  wystąpić  także  w  funkcji  czasu.  Jego  efektem  jest  tzw.  szum
aliasingu.  Występowanie  tego  błędu  można  zobrazować  następująco.  Dany  sygnał
podlegający próbkowaniu ma określony okres. W tej samej wartości okresu, można zmieścić
teoretycznie  nieskończoną  liczbę  okresów.  Wykres  sygnału  uzyskany  po  błędnym
spróbkowaniu  wykaże,  że  sygnał  większą  częstotliwość  od  sygnału  próbkowanego,  przy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

czym miejsca próbkowania okresu pokryją się. Aby zapobiec temu zjawisku należy zapewnić
możliwość próbkowania jednego okresu sygnału więcej niż dwiema próbkami.
b)  błędy kwantyzacji.
Po  próbkowaniu  sygnału  następuje  przypisanie  odpowiednim  wartościom  sygnału
analogowego  wartości  binarnej.  Można  powiedzieć,  że  wartość  binarna  klasyfikuje  sygnał
analogowy  do  przedziałów  o  określonych  wartościach.  Przy  założeniu,  że  kwantyzacja  jest
1 bitowa,  wartością  graniczną  jest  pewna  określona  wartość  amplitudy.  Wartości  uzyskane
z sygnału  próbkowanego  są  dzielone  na  0  i  1  (przebieg  prostokątny).  Te  wartości  próbek,
których  amplituda  jest  mniejsza  niż  wartość  graniczna,  zostaną  przeszeregowane  do  tzw.
stanu  0  (niskiego),  zaś  te,  których  amplituda  jest  większa  do  tzw.  stanu  1  (wysokiego).
Efektem  jest  odwzorowanie  sygnału  sinusoidalnego  za  pomocą  sygnału  prostokątnego.
Intuicyjnie  widać,  że  takie  1  bitowe  uproszczenie  może  wprowadzać  duże  błędy.  Aby  im
zapobiec  stosuje  się  kwantyzację  co  najmniej  kilkubitową,  co  sprawia,  że  liczba  wartości
granicznych  jest  proporcjonalnie  większa.  Występujące  błędy  są również  znacznie  mniejsze.
Ilość  poziomów  granicznych  jest  proporcjonalna  do  liczby  bitów  jak  2

, gdzie 2 oznacza

liczbę stanów, a n odpowiada liczbie bitów.

Błąd kwantyzacji nie może przekroczyć

Błąd  kwantyzacji  jest  zauważany  jako  szum  i  nosi  nazwę  szumu  kwantyzacji. Szum  ten  ma
bardzo  istotny  wpływ  na  dynamikę  sygnału.  Im  jest on  mniejszy  (im  większa  liczba  bitów)
tym  większa  jest  dynamika  słyszenia  (odległość  między  maksymalnym  poziomem  sygnału
a  poziomem  szumu).  Szacunkowo  na  jeden  bit  przypada  6  dB  dynamiki.  Aby  wyliczyć
dynamikę  dla  danego  przetwornika  wystarczy  pomnożyć  liczbę  bitów  razy  6  dB  i  od
uzyskanej wartości odjąć szum kwantyzacji.

Rys. 16. Sygnał analogowy po zamianie na logiczny

c)  zniekształcenia fazowe.
Jednym  z  najważniejszych  parametrów  sygnału  jest  jego  faza.  Parametr  ten  ulega  zmianie
podczas  transmisji  sygnału  przez  układ.  Przyczyną  zmiany  jest  czas  transmisji  (pomijając
inne  czynniki).  W  warunkach  idealnych  czas transmisji  sygnału  powinien  być  równy zeru  –
nie  wystąpią  wtedy  żadne  przesunięcia.  Niestety,  w  warunkach  rzeczywistych  jest  to  wynik
niemożliwy  do  uzyskania,  ponieważ  każde  przetworzenie  sygnału  wymaga  jakiegoś  czasu.
Proces  transmisji  jest  bardziej  złożony,  jeśli  przenoszony  sygnał  zawiera  wiele  składowych,
ponieważ  przesuniecie  fazowe  jest  funkcją  czasu  t  i  częstotliwości  sygnału

ω . Każda ze

składowych  sygnału  może  zostać  przetransmitowana  w  różnym  czasie.  Różnice  w  relacjach
czasowych  pomiędzy  składowymi  sygnałów  na  wyjściu  i  na  wejściu  aparatu  są  nazywane
zniekształceniami  fazowymi.  W  aparacie  słuchowym  za  zniekształcenia  fazowe
odpowiedzialne  są  elementy  bierne  układu:  pojemnościowe  i  indukcyjne.  Ich  obecność  jest
istotna,  jeśli  w  aparacie  słuchowym (cyfrowym) są zrealizowane analogowo filtry o stromej
charakterystyce  (np.  filtr  antyaliasingowy).  Jeśli  aparat  nie  ma  układów  realizowanych  na

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wymienionych  elementach  to  przyczyną  opóźnień  są  mikrofon  i  słuchawka.  Jednak
wprowadzane przez  nie zniekształcenia są  bardzo małe. Zniekształcenia te  można sprawdzić
w aparacie jedynie podczas mierzenia sygnałem złożonym. Dla osoby korzystającej z aparatu
zniekształcenia  fazowe  są  postrzegane,  jeśli  różnica  pomiędzy  sygnałem  wyjściowym
i wejściowym  osiąga  wartość  2  ms  dla  częstotliwości  2  kHz.  Dla  sygnału  mowy,  który  jest
sygnałem dość złożonym, małe zniekształcenia fazowe nie są postrzegane, głównie z powodu
efektu maskowania zachodzącego w uchu.
d)  zniekształcenia obwiedni czasowej.
Jednym z efektów niemożności odtworzenia przez układ obwiedni czasowej z wejścia jest jej
deformacja na wyjściu. Ta niemożność pojawia się wtedy, gdy układy aparatu nie nadążają za
gwałtownie  zmieniającymi  się  poziomami  na  jego  wejściu.  Zniekształcenia  te  noszą  nazwę
zniekształceń  transjentowych,  i  są  szczególnie  zauważalne  dla  częstotliwości,  w  których
w  charakterystyce  przenoszenia  aparatu  słuchowego  pojawiają  się  tzw.  Piki.  Oprócz  tego
przyczyną pojawiania się tych zniekształceń są układy kompresji sygnału obecne w aparatach
nieliniowych. Zniekształcenia są w tym przypadku powodowane przez załączanie i wyłącznie
układu kompresji, które odbywa się w określonym czasie. Czas włączenia jest bardzo krótki,
zaś czas wyłączenia układu jest dłuższy. Istnieje możliwość regulacji tych czasów, przy czym
większe znaczenie ma czas wyłączania układów. Jeśli będzie on zbyt krótki, układ będzie się
permanentnie wyłączał i włączał co wprowadzi dużo dodatkowych zniekształceń.
Zniekształcenia obwiedni występują zarówno w aparatach liniowych, jak i nieliniowych.
e)  zniekształcenia nasycenia.
Za  powstawanie  zniekształceń  nasycenia  odpowiedzialne  są  układy,  które  powodują
obcinanie szczytowych wartości sygnału. Występują one dla dużych poziomów wyjściowych,
dzielą się na dwa rodzaje:

−

harmoniczne THD Total Harmonic Distortion,

−

intermodulacyjne IMD Intermodulation Distortion.

Zniekształcenia  THD  –  pojawiają  się  po  przekroczeniu  przez  pojedynczą  składową  poziomu
nasycenia  aparatu,  ich  skutkiem  są  składowe  o  częstotliwościach  harmonicznych
(tzn. o częstotliwościach  będących  całkowitą  wielokrotnością  częstotliwości  na  wejściu
aparatu). Są one akceptowalne jeśli ich wartość nie przekracza 6 %.
Zniekształcenia  IMD  –  pojawiają  się  gdy  co  najmniej  dwie  składowe  sygnału  wejściowego
przekraczają poziom nasycenia aparatu słuchowego. Skutkiem tych zniekształceń są składowe
o  częstotliwościach  będących  sumą  i/lub  różnicą  składowych  wejściowych.  Nie  są
postrzegane, jeśli nie przekraczają wartości 6–12 %.
Zniekształcenia te występują w  aparatach analogowych  i  cyfrowych, przy czym  w aparatach
analogowych są one rzędu ok.10 %, zaś w aparatach cyfrowych rzadko przekraczają wartość
1%.  (jeśli  już,  to  dla  dużych  wzmocnień  w  wyższych  częstotliwościach).  Zniekształceniom
tym można zapobiec poprzez podwyższenie poziomu nasycenia aparatu słuchowego.

Przetwornik C/A (D/A)

Przetwornik ten ma za zadanie zamienić sygnał cyfrowy na sygnał elektryczny

analogowy, który zostanie następnie przetworzony przez słuchawkę aparatu.
Z  pracą  tego  przetwornika  wiąże  się  powstawanie  pewnych  zniekształceń  wywołanych
prostokątnym  kształtem  przetwarzanego  sygnału.  Te  zniekształcenia  noszą  nazwę  imaging
terror. W celu zapobieżenia  tym  zniekształceniom  stosuje się  filtry dolnoprzepustowe, które
wygładzają sygnał.
Przetworniki  muszą  być  bardzo  szybkie,  (przykładowy  8  bitowy  przetwornik  przetwarza
sygnał  w  czasie  0,1  ms),  i  powinny  wprowadzać  możliwie  małe  szumy.  Typowe  wartości
maksymalne  szumów  dla  10–12  bitowych  przetworników  oscylują  w  granicach  9

-10

–12

-12

(przy zastosowaniu 16 bitowego DSPs).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.2. Pytania sprawdzające

       Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1.  Jakie są główne elementy aparatu cyfrowego?
2.  Jaka jest rola przetwornika A/C?
3.  Jaka jest zasada działania przetwornika A/C?
4.  Co to jest układ cyfrowy aparatu?
5.  Jak działa układ cyfrowy aparatu?
6.  Na czym polega redukcja sprzężenia w przeciwfazie?
7.  Jakie dodatkowe funkcje może realizować aparat programowalny?
8.  Jakie zniekształcenia powstają w cyfrowym aparacie słuchowym?
9.  Jakie jest zadanie przetwornika C/A?
10.  Jakie  są  niedoskonałości  aparatu  cyfrowego  wynikające  z  jego  sposobu  przetwarzania

dźwięku?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Do wykonania ćwiczenia potrzebne są dwa aparaty do lekkich ubytków słuchu:

analogowy  i  cyfrowy.  Podłącz  aparat  do  stetoklipu  i  posłuchaj,  jak  brzmi  otoczenie
w  aparacie  cyfrowym  i  w  aparacie  analogowym  (rozmowy,  głosy,  dźwięki).  Jakie  słyszysz
różnice?  Zapisz  swoje  spostrzeżenia  i  spróbuj  odpowiedzieć  na  pytanie,  który  aparat  jest
bardziej komfortowy w brzmieniu. Odpowiedź uzasadnij.

      Sposób wykonania ćwiczenia

      Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  wybrać potrzebne aparaty słuchowe,
3)  podłączyć aparat do stetoklipu,
4)  wypróbować działanie aparatu,
5)  zanotować spostrzeżenia i wnioski.

       Wyposażenie stanowiska pracy:

−

aparaty słuchowe analogowy i cyfrowy,

−

stetoklip,

−

arkusz papieru formatu A4, pisaki,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Do wykonania ćwiczenia potrzebne Ci będą dane techniczne aparatów słuchowych:

analogowego,  analogowego  programowalnego  i  cyfrowego.  Przeczytaj  uważnie  opis
i  dostępne  funkcje  w  każdym  z  aparatów,  następnie  porównaj  je  ze  sobą.  Który  z  aparatów
jest  wg  Ciebie  najlepszy,  zarówno  pod  kątem  osoby  ustawiającej  jak  i  pod  kątem
ewentualnego użytkownika? Odpowiedź uzasadnij.

      Sposób wykonania ćwiczenia

      Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  zapoznać się z danymi technicznymi aparatów słuchowych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3)  na podstawie opisu i dostępnych funkcji  porównać aparaty słuchowe,
4)  zanotować spostrzeżenia i wnioski.

      Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw różnych aparatów słuchowych,

−

instrukcja serwisowa danego aparatu,

−

arkusz papieru formatu A4,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Mając do dyspozycji dwa aparaty: analogowy i cyfrowy, wykaż ich wady i zalety

z  punktu  widzenia  użytkownika.  Weź  pod  uwagę  kilka  wariantów,  np:  różny  wiek
użytkowników,  różne  możliwości  psychoruchowe,  itp.  Na  podstawie  dotychczas  zebranej
wiedzy  spróbuj  wybrać  odpowiedni  aparat  dla  każdego  z  przedstawicieli  danej  grupy
użytkowników aparatów. Uzasadnij swój wybór.

      Sposób wykonania ćwiczenia

      Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  zapoznać się z instrukcją obsługi,
3)  zanotować spostrzeżenia i wnioski.

      Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw różnych aparatów słuchowych,

−

instrukcja serwisowa danego aparatu,

−

arkusz papieru formatu A4, pisaki,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić główne elementy aparatu cyfrowego?



2) opisać zadanie przetwornika A/C?



3) wyjaśnić, jak działa przetwornik A/C?



4) wyjaśnić termin: „układ cyfrowy aparatu”?



5) opisać działanie układu cyfrowego aparatu?



6) opisać proces redukcji sprzężenia w przeciwfazie?



7) wymienić dodatkowe funkcje, jakie może wykonywać aparat

programowalny?



8) wymienić rodzaje zniekształceń powstających w cyfrowym aparacie

słuchowym?



9) opisać, jakie jest zadanie przetwornika C/A?



10) wymienić niedoskonałości aparatu cyfrowego wynikające z jego

sposobu przetwarzania dźwięku?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Dane techniczne i normy aparatów słuchowych

4.6.1. Materiał nauczania

Żadna  z  norm  dotyczących  aparatów  słuchowych  nie  zawiera  wymagań  dotyczących  ich
parametrów.  Normy,  które  dotyczą  aparatów  stosuje  się  jedynie  do  kontroli  jakości  dostaw.
Ponadto  normy  dotyczą  aparatów  słuchowych  na  przewodnictwo  powietrzne.  W  Polsce
stosowane  są  polskie  normy  PN-92/T-04704/07  i  PN-92/T-04701,  które  są  identyczne  dla
norm  europejskich  odpowiednio  IEC  118-7  (dla  sprzęgacza  2  cm

) i IEC 118-0

(dla symulatora  ucha).  Nie  obowiązują  natomiast  normy  DIN  (niemiecka)  i  ANSI
(amerykańska),  choć  są  często  podawane  w  informatorach  produktowych.  Przy
porównywaniu  parametrów  aparatów  słuchowych  należy  pamiętać  o  ich  zgodności  wg
odpowiedniej  normy.  W  przeciwnym  wypadku  wystąpią  rozbieżności  uniemożliwiające
rzetelne porównanie parametrów aparatów.
Pomiary parametrów technicznych aparatów słuchowych  wykonywane są w warunkach pola
swobodnego,  tzn.  pola,  w  którym  poziom  natężenia  dźwięku  spada  o  6  dB  przy  każdym
podwojeniu  odległości  od  źródła.  Ocena  parametrów  aparatu  słuchowego  przeprowadzona
jestz wykorzystaniem odpowiedniej aparatury (tzw.analizatora) i procedury pomiarowej ujętej
w  normach.  Oprócz  odpowiedniego  sprzętu  i  norm  ważne  są  tez  warunki,  w  których
przeprowadza się pomiary. Najbardziej precyzyjne pomiary (testowanie prototypów aparatów
słuchowych) wykonuje się w kabinach bezechowych.

Podstawowe parametry aparatów słuchowych

−

charakterystyka częstotliwościowa OSPL90 – Output Sound Pressure Level 90 – Poziom
sygnału wyjściowego aparatu dla poziomu wejściowego równego 90 dB SPL. Służy ona
do  zobrazowania  przenoszonych  przez  aparat  dźwięków  w  funkcji  częstotliwości.  Na
podstawie  tej  charakterystyki  widać,  jakie  częstotliwości  przenosi  aparat  słuchowy
w  skrajnych  możliwościach  pracy,  tj.  przy  maksymalnym  wzmocnieniu,  wysokim
poziomie  sygnału wejściowego oraz wyłączonych układach, które  mogłyby wpływać  na
sygnał  aparatu.  Charakterystyka  częstotliwościowa  OSPL  90  jest  wyznaczana  zgodnie
z normą  IEC  118-7  (1983),  która  jest  identyczna  z  polską  normą  PN-92/T-04704/07.
Obrazuje

ona,

jaki

charakter

aparat

słuchowy

(szerokopasmowy

czy

wysokoczęstotliwościowy) i jest wyrażana w dB SPL,

−

charakterystyka

częstotliwościowa

całkowitego

wzmocnienia

akustycznego.

Charakterystyka  ta  przedstawia  zależność  wzmocnienia  aparatu  słuchowego  od
częstotliwości  dla  poziomu  wejściowego  sygnału  równego  50  lub  60  dB,  przy
maksymalnym  ustawieniu  regulatorów  wzmocnienia  i  wyłączonych  układach
ograniczających  sygnał  wyjściowy  aparatu.  Charakterystykę  tę  wyznacza  się  zgodnie
z  normą  IEC  118-7  (1983),  która  jest  zgodna  z  polską  normą  PN-92/T-04704/07,
jednostki wyrażane są w dB,

−

podstawowa  charakterystyka  ciśnienia  akustycznego  Ta  charakterystyka  obrazuje
zależność  wyjściowego  poziomu  ciśnienia  akustycznego  od  częstotliwości  dla
wejściowego  poziomu  ciśnienia  akustycznego  równego  60  dB.  Regulator    wzmocnienia
jest  ustawiony  w  położeniu  odpowiadającemu  wzmocnieniu  pomiarowemu  odniesienia,
zaś wszelkie regulatory ustawiane są tak, by nie wpływały na sygnał Charakterystyka ta
wyznaczana  jest  zgodnie  z  normą  IEC  118-7  (1983),  która  jest  zgodna  z  polską  normą
PN-92/T-04704/07, jednostki to dB,

−

wartość szumu własnego aparatu słuchowego Jest to istotny parametr, który mówi o tym
jak głośno pracuje aparat słuchowy. Szumy powstające w aparacie słuchowym są

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

generowane przez mikrofon(y) aparatu i przez układy elektroniczne. Tego rodzaju hałasu
nie da  się  zupełnie  wyeliminować,  ale powinien  on być  możliwie  najmniejszy.  Wartość
szumów własnych aparatu świadczy o jego jakości – im aparat jest lepszy tzn. wykonany
z  lepszych  elementów,  tym  szumy  te  są  mniejsze.  Wartość  tego  szumu  zawiera  się
zwykle w zakresie ok. 10–20 dB. Może ona być większa  w aparatach analogowych  lub
w  aparatach  dużej  mocy.  Pomiar  tego  parametru wyznaczany  jest  zgodnie  z  normą IEC
118-7 (1983), która jest zgodna z polską normą PN-92/T-04704/07.
Zniekształcenia  harmoniczne  i  intermodulacyjne.  Charakterystyki  częstotliwościowe
aparatów  słuchowych  nigdy  nie  mają  kształtu  prostych  równoległych  do  osi
częstotliwości,  choć  intuicyjnie  powinny  je  mieć.  Kształt  krzywych  jest    dość
nieregularny,  a  nieregularność  ta  jest  dość  dobrym  wykładnikiem  jakości  aparatu  –  im
lepszy  aparat tym krzywa  mniej  nieregularna. Za  taki kształt krzywej odpowiedzialne są
elektroniczne  elementy  aparatu,  mikrofon,  słuchawka,  a  także  przez  dodatkowe  układy
aparatu, np. filtry, PC, Źródłem zniekształceń może być nawet zasilanie aparatu – bateria
w miarę zużywania zwiększa swoją rezystancję wewnętrzną, co w sytuacji zwiększonego
zapotrzebowania  na  energię  wywołuje  spadki  napięć.  Podstawowym  efektem  układów
nieliniowych  jest  pojawianie  się  w sygnale wyjściowym składowych  widmowych,  które
nie  występowały  w  sygnale  wejściowym.  Wyróżnia  się  trzy  rodzaje  zniekształceń:
harmoniczne,  inetrmodulacyjne  i  przejściowe.  Pomiar  zniekształceń  dokonywany  jest
zgodnie  z  normą  IEC  118-0  (1983),  identyczną  z  polską  normą  PN-92/T-04701,  zaś
wynik wyrażany jest w procentach. Typowe wartości dla aparatów słuchowych to ok. 5–7 %,
Skuteczność  maksymalna  aparatu  z  cewką  wejściową  jako  czujnikiem  indukcyjnym
w  polu  magnetycznym  o  częstotliwości  akustycznej.  Aparaty  słuchowe  mogą  być
wyposażone dodatkowo w cewkę telefoniczną czyli przetwornik indukcyjny. Przetwornik
ten  może  pracować,  w  zależności  od  rodzaju  rozwiązania,  albo  sam  albo  wraz
z mikrofonem. Cewka telefoniczna różni się od  mikrofonu  jedynie  sposobem pracy.  Cel
jest  ten  sam  –  dostarczyć  sygnał  do  wzmacniacza  aparatu.  Z  uwagi  na  charakter  pracy
cewkę  indukcyjną  charakteryzuje  kierunkowość  pracy.  Przetwornik  ten  ma  największą
skuteczność wtedy, gdy linie pola magnetycznego przebiegają wzdłuż jego rdzenia. Stąd
istotne  jest  ustawienie  aparatu  względem  źródła  sygnału  (np.  słuchawki  telefonicznej).
Pomiar skuteczności przeprowadzany  jest zgodnie z normą IEC 118-7 (1983), która jest
zgodna  z  polską  normą  PN-92/T-04704/07.  Skuteczność  cewki  telefonicznej  jest
wyrażana  w  mA/m,  wyjściowe  parametry  dynamiczne  aparatu  –  czas  narastania
i powrotu.  Aparaty  słuchowe  mogą  być  wyposażone  w  układy  automatycznej  regulacji
wzmocnienia (AGC). Układy te wprowadzają w skończonym czasie stany nieustalone do
sygnału  wyjściowego  aparatu.  Przedziały  czasu,  którym  odpowiadają  stany  ustalone  są
zdefiniowane przez odpowiednie normy: IEC 118-2 (1983) i zgodną z nią polską normą
PN-92/T-04704/02. Czas włączenia się układów powinien być możliwie krótki, by aparat
jak  najszybciej  zareagował  na  nadmierny  wzrost sygnału, zaś czas wyłączenia powinien
być z kolei odpowiednio opóźniony (zależnie od wymaganych parametrów), pobór prądu
przez  aparat  słuchowy  zasilany  jest  baterią  lub  (rzadko)  akumulatorem.  Cechuje  go
określony  pobór  prądu,  który  jest  uzależniony  od  rodzaju  aparatu  i  jego  parametrów
elektroakustycznych  (np.  wzmocnienie,  pasmo  przenoszenia).  Parametr  ten  jest
podawany  na  podstawie  pomiarów  przeprowadzonych  w  odpowiednich  warunkach,
wymaganych  normą  IEC  118-7  (1983),  która  jest  zgodna  z  polską  normą  PN-92/T-
04704/07.  Prąd  mierzony  jest  w  mA,  zaś  podana  wartość  zużycia  prądu  jest  średnią
wartością dla danego aparatu, mierzoną w określonym przedziale czasu. Typowo zużycie
wacha się w zakresie 0.6–2 mA.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Co to jest charakterystyka OSPL 90?
2.  O czym mówi charakterystyka wzmocnienia aparatu w funkcji częstotliwości?
3.  Co jest określane mianem „szum własny aparatu słuchowego”?
4.  Jakie znasz rodzaje zniekształceń mogących wystąpić w sygnale wyjściowym aparatu?
5.  O czym informuje parametr dotyczący skuteczności przetwornika indukcyjnego?
6.  Co to jest wyjściowy parametr dynamiczny sygnału?
7.  Jak wyznaczana jest wartość poboru prądu przez aparat?
8.  W jakich jednostkach wyraża się poszczególne parametry aparatu słuchowego?
9.  Według  jakich  norm,  obowiązujących  w  Polsce,  przedstawia  się  parametry  aparatów

słuchowych?

10. Jakie należy zachować zasady podczas porównywania parametrów różnych aparatów?

4.6.3.Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Porównaj parametry aparatów słuchowych na podstawie danych technicznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

      Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  zapoznać się z danymi technicznymi różnych aparatów,
3)  określić, według jakich norm zostały przedstawione dane,
4)  odczytać dane wyznaczające parametry akustyczne aparatów słuchowych,
5)  dokonać wyboru aparatów na podstawie wytycznych zadania,
6)  zapisać wnioski.

      Wyposażenie stanowiska pracy:

−

katalog danych technicznych aparatów słuchowych,

−

arkusz papieru formatu A4,

−

poradnik dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Wybierz parametry aparatów słuchowych, które mogą mieć znaczenie dla pacjenta.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treść zadania,
2)  zapoznać się z danymi technicznymi aparatów,
3)  wybrać parametry aparatów, które mogą mieć znaczenie dla pacjenta,
4)  uzasadnić znaczenie wybranych parametrów.

       Wyposażenie stanowiska pracy:

−

katalog danych technicznych aparatów,

−

arkusz ćwiczeń,

−

poradnik dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Porównaj parametry aparatów słuchowych na podstawie różnych norm.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować treść ćwiczenia,
2)  wybrać dane techniczne opisujące te same parametry aparatu wg różnych norm,
3)  zapisać spostrzeżenia i wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

katalog danych technicznych aparatów wg różnych norm,

−

arkusz papieru formatu A4, pisaki,

−

poradnik dla ucznia.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) objaśnić znaczenie charakterystyki OSPL90?



2) wskazać znaczenie parametru wzmocnienia aparatu słuchowego?



3) przedstawić przyczynę i znaczenie zniekształceń aparatu słuchowego?



4) wyjaśnić czym jest szum własny aparatu słuchowego?



5) przedstawić parametr, który określa cewkę telefoniczną aparatu?



6) wyjaśnić czym jest wyjściowy parametr dynamiczny sygnału?



7) wyjaśnić, jakie znaczenie ma parametr dotyczący zużycia prądu przez

aparat?



8) rozpoznać jednostki opisujące poszczególne parametry aparatu

słuchowego?



9) wskazać polskie normy, charakteryzujące parametry aparatów

słuchowych?



10) wyjaśnić zasady porównań aparatów i ich znaczenie?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20

zadań. Każde zadanie ma cztery możliwości odpowiedzi. Tylko jedna

odpowiedź jest prawidłowa.

5. Wybraną odpowiedź zaznacz na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej

rubryce krzyżyk.

6. W przypadku pomyłki zakreśl błędną odpowiedź kółkiem, a następnie zakreśl odpowiedź

prawidłową.

7. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Tranzystor to

a) inaczej wzmacniacz aparatu słuchowego.
b) element elektroniczny, mogący w przy odpowiednim podłączeniu wzmocnić sygnał

elektryczny.

c) element elektroniczny, odpowiadający za barwę dźwięku.
d) element układu całkującego.

2. Główne elementy budowy aparatu słuchowego to

a)  słuchawka, mikrofon, tranzystor.
b)  wkładka, słuchawka, wzmacniacz, wzmacniacz mikrofonowy.
c)  mikrofon, wzmacniacz, słuchawka, zasilanie.
d)  mikrofon, wzmacniacz, słuchawka, bateria.

3. Aparat cyfrowy to aparat z

a)  analogowym mikrofonem, cyfrowym wzmacniaczem i cyfrową słuchawką.
b)  cyfrowym mikrofonem, cyfrowym wzmacniaczem i cyfrową słuchawką.
c)  analogowym mikrofonem, cyfrowym wzmacniaczem i analogową słuchawką.
d)  analogowym  mikrofonem,  analogowym wzmacniaczem,  cyfrowym programowaniem

i analogową słuchawką.

4. Układ ograniczający (od najszybszego) według szybkości zadziałania to

a)  AGCi, PC, AGCo.
b)  AGCo, AGCi, PC.
c)  PC, AGCi, AGCo.
d)  PC, AGCo, AGCi.

5. Zadaniem słuchawki w aparacie słuchowym jest

a)  zamiana sygnału elektrycznego na akustyczny.
b)  zamiana sygnału akustycznego w falę mechaniczną.
c)  wzmocnienie sygnału akustycznego.
d)  zamiana sygnału akustycznego w sygnał elektryczny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Wzmacniacze jakie spotykamy w aparacie słuchowym to

a)  tylko analogowe.
b)  klasy A, B, C, D.
c)  klasy A, A-kamp, B, D, procesory sygnałowe.
d)  tylko klasy D i procesory sygnałowe.

7. Wzmacniacz A-KAMP to wzmacniacz klasy

a)  D.
b)  to inaczej procesor sygnałowy.
c)  B.
d)  A.

8. Określenie „aparat wielokanałowy”

a)  oznacza aparat o wielu programach słyszenia.
b)  oznacza aparat o wielu pasmach słyszenia (szerokim paśmie  przenoszenia).
c)  oznacza  aparat,  którego  charakterystyka częstotliwościowa  jest podzielona  na  wiele

osobno regulowanych (dostrajanych) części.

d) oznacza aparat z szybko działającym filtrem, którego charakterystyka zmienia się

w zależności od ustawień aparatu.

9. Układ PC w aparacie słuchowym

a)  zmniejsza amplitudę sygnału, tak by nie przekraczał on zadanej wartości.
b)  obcina te wartości szczytowe sygnału, które przekraczają zadany poziom.
c)  ogranicza sygnały, których częstotliwość jest większa niż zadana.
d)  jest taki sam jak układ AGC, jest tylko jego starszą wersją.

10. W aparatach słuchowych stosuje się

a)  wszystkie typy baterii, których napięcie nie przekracza wartości 1.4 V.
b)  tylko baterie alkaliczne, o napięciu 1.4 V.
c)  tylko cynkowo-powietrzne 1.4 V.
d)  baterie alkaliczne i cynkowo-powietrzne, jeśli tylko ich rozmiar jest odpowiedni.

11. Zastosowanie akumulatora zamiast baterii w aparacie słuchowym

a)  powoduje zwiększenie wzmocnienia aparatu słuchowego.
b)  powoduje zmniejszenie wzmocnienia aparatu słuchowego.
c)  powoduje dłuższą pracę aparatu.
d)  nie ma znaczenia dla aparatu.

12. Układ AGCi

a) jest układem zwiększającym wzmocnienie objętości pod wpływem zmian

temperatury.

b) działa na sygnał na początku toru przetwarzania sygnału (przed wzmacniaczem

końcowym).

c) działa na sygnał na końcu toru przetwarzania sygnału (za wzmacniaczem

końcowym).

d) jest szybszy od układu AGCo.

13. Mikrofon gradientowy to mikrofon o charakterystyce

a)  ósemkowej.
b)  wszechkierunkowej.
c)  kierunkowej.
d)  silnie kierunkowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14. Jeśli aparat jest liniowy, to sygnał wyjściowy aparatu słuchowego

a)  wzrasta wprost proporcjonalnie do sygnału wejściowego aparatu.
b)  wzrasta wprost proporcjonalnie do sygnału wyjściowego aparatu.
c)  wzrasta odwrotnie proporcjonalnie do sygnału wejściowego aparatu.
d)  wzrasta odwrotnie proporcjonalnie do sygnału wejściowego aparatu.

15. Liniowa praca aparatu słuchowego

a)  jest możliwa tylko w aparacie analogowym.
b)  jest możliwa tylko w aparacie cyfrowym.
c)  jest  niezależna  od  rodzaju  aparatu  i  jest  ograniczona  jedynie  wielkością  sygnału

wejściowego.

d) jest niezależna od rodzaju aparatu i zależy od jego możliwości technicznych.

16. Normy dotyczące aparatów słuchowych, obowiązujące w Polsce to

a)  ANSI.
b)  DIN.
c)  IEC.
d)  PN.

17. Normy określające parametry aparatów słuchowych

a)  nie mają większego znaczenia.
b)  mogą być pomocne są obowiązujące dla dowolnego aparatu słuchowego.
c)  nie są potrzebne do porównania aparatów słuchowych.
d)  są  podstawą  w  odczytywaniu  i  porównywaniu  między  sobą  parametrów  aparatów

słuchowych.

18. Charakterystyka OSPL90 służy do

a) określenia, jakie wzmocnienie daje aparat w funkcji częstotliwości.
b) określenia, jakie wzmocnienie daje aparat w funkcji częstotliwości dla sygnału

wejściowego równego 90 dB SPL.

c) zobrazowania, jaki jest maksymalny poziom wyjściowy sygnału wyjściowego dla

sygnału wyjściowego równego 90 dB SPL.

d) przedstawienia charakterystyki maksymalnego poziomu wyjściowego aparatu

słuchowego dla sygnału wejściowego równego 90 dB SPL.

19. Dane techniczne aparatów słuchowych odnoszą się do

a)  średniej pomiarów dla określonej grupy aparatów słuchowych.
b)  powstały w wyniku przeprowadzenia pomiarów zgodnie z odpowiednimi normami.
c)  norm ANSI lub DIN obowiązujących w Polsce.
d)  sposobu użytkowania aparatu słuchowego.

20 Określenie „kompresja liniowa” oznacza, że

a)  zmienia się współczynnik kompresji w zależności od poziomu sygnału wejściowego.
b)  aparat z tym układem pracuje liniowo.
c)  współczynnik kompresji jest stały.
d)  stały jest próg zadziałania kompresji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko.................................................................................................................

...............

Charakterystyka budowy i działania aparatów słuchowych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem: