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声反馈控制技术
河北衡水助听器专业验配官网-神州鸿声丨全国连锁丨衡水地区最专业助听器验配机构   2013-02-23 01:43:13 作者:衡水助听器 来源:衡水西门子、峰力助听器
声反馈是助听器验配中经常出现的一种不正常外部啸叫现象,其发生常常影响助听器的佩戴效果。据国外统计,差不多有24%助听器使用者的抱怨与助听器的声反馈有关。防止和消除声反馈,应从研究声反馈发生机理入手,针对其产生原因,探索消除声反馈方法,以达到防止、消除声反馈的目的,而如何消除声反馈是开发、生产和验配人员需要探索与研究的问题。
一、声反馈产生的原理
  助听器是一种小型的扩音器,体积很小,它的麦克风和授话器距离很近,正常情况下,助听器把从外面接受进来的声音经放大后送到授话器发声,声反馈是授话器声音能量的一部分通过声传播的方式传到麦克风,又被麦克风放大而引起的啸叫现象,产生声反馈的必备条件包括:(1)麦克风与授话器同时使用;(2)授话器放送的声音能够通过空间传到麦克风;(3)授话器发出的声音能量足够大、麦克风的拾音灵敏度足够高。
  在助听系统中,当使用麦克风拾音时,由于麦克风的拾音区域与授话器的放音区域未能完全隔离,授话器发出的声音通过空间传到麦克风,放大电路增益过高则会导致声反馈。一般在助听系统中出现反馈的主要原因是系统中某些频率的声音(信号)过强,当提升麦克风通路增益时,这些过强的频率率先到达声反馈所需要的强度条件。
二、助听器声反馈产生的原因
1.人耳的形状及其声学特性 任何一个耳道都可以被认为是一个声学共振腔体。共振会使某些频率的声音被格外加强。
2.助听器外壳或耳模问题 当助听器的外壳大小合适,配戴正常的情况下,一般是不会产生外部声反馈的。但是当助听器的增益过高,气孔过大,或外壳、耳模过小,与耳道间存在缝隙时,助听器输出的声音从气孔或耳道间的缝隙泄露出来时,助听器在耳道中所产生的声输出就会超过耳模或外壳所提供的衰减,此时助听器的声输出就会变得不稳定,助听器耳机发出的声音返回到麦克风时,外部声反馈就产生。一旦反馈回来的声音经过放大器再次放大,在几分之一秒钟的时间内,形成了一个放大回路,反馈信号就会逐渐增大并达到饱和输出状态。
3.助听器调节问题 助听器的音量过大或助听器的高频增益太大。
4.助听器自身问题 由于多方面原因,任何一只授话器都不可能保证频响曲线绝对平直,肯定会有某些频率出现尖峰的情况。于是,在授话器放音时,会出现某些频率声音过强的现象,这个过强频率的声音就有可能造成啸叫。麦克风的频响曲线也不可能保证绝对平直,所以也会发生对某些频率的拾音灵敏度过高的情况在所难免,这就是说,麦克风对于各个频率的拾音灵敏度不同,这就会造成某些频率的声音输出过强,其结果就可能在这些频率出现声反馈现象。一般来说,麦克风在高频段中的某些频率灵敏度偏高,故更容易在高频产生啸叫。

三、声反馈的危害
  声反馈现象一旦发生,轻者会造成麦克风通路音量无法调大,调大后啸叫非常严重,对助听效果造成恶劣影响,会使助听器出现严重失真,失真产生大量的高频谐波,这也会影响到助听效果,综上所述,声反馈对于助听系统来说会使声音效果不理想,造成许多不利的影响。
四、控制和消除声反馈的方法
(一)助听器结构与线路的调整
  在助听器的研究开发中,电声专家们通过研制和开发多种助听线路,总结出了许多抑制声反馈的方法,并取得了良好的效果,其主要着眼点是使授话器发出的声音不易传到麦克风中,以减少声反馈现象发生。
1.麦克风远离授话器
  这在助听器系统中较难实现,因为一般助听器本身体积都不大。但也可以尽可能做到使麦克风与授话器远离。
2.利用授话器和麦克风的指向特性
  利用授话器和麦克风的指向特性来抑制声反馈,往往会起到一定的作用。如果麦克风的使用位置不在授话器的辐射区域,授话器的声音就不容易传到麦克风中,因此可以适当调整授话器的角度,使授话器的声辐射区域尽量不覆盖麦克风的使用区域。在使用指向性麦克风时尽量避免其正对授话器。以此可降低声反馈产生。
3.降低麦克风通路的音量
  由于音量的降低有时很难达到某些听障者(尤其某些重度听障者)对助听器音量的要求,使助听效果受到影响,但有时也可采取这种降低音量的下策。
4.合理选用授话器
  授话器的指向特性和频响特性对声反馈有重要作用,其指标将决定授话器在使用时声反馈的严重程度,授话器选用得当,声反馈发生的可能性会大大减小。授话器的指向特性是指授话器对各个方向辐射声音的能力;指向角度大的授话器,授话器发出的声音容易直接送到麦克风中,声反馈的可能性增加;指向角度小的授话器减小了授话器声音直接回授地麦克风的可能性,声反馈就不大容易发生。所以,在满足听音区域声音覆盖的前提下,选择指向角度小的授话器对于减少声反馈发生来说将更为有利。
5.合理选用麦克风
  麦克风的主要作用是拾取声音信息,在拾音时应尽可能做到拾取需要的声音,避免失去不需要的声音,这不仅有利于提高拾取的声音质量,而且也可以减少声反馈的发生。助听系统中在满足所需的输出声压级的前提下,灵敏度高的麦克风相对于灵敏度低的麦克风,不需要把增益调得太大,避免了过大的增益而产生声反馈。指向性是指麦克风对不同角度声音的接收能力,从抑制声反馈的角度来看,指向角度越小越好。麦克风指向特性的选取要合理,因为指向角度太小会造成拾音区域也相应减小,所以在选择麦克风指向性时要综合考虑,不要顾此失彼。麦克风频响特性曲线出现尖峰也容易引起声反馈,由于麦克风的频率特性不平坦,麦克风输出信号肯定不会在各频率上完全一样,致使输出信号在某些频率上过强,这就为声反馈提供了条件。在挑选麦克风时应注意其频响特性不要有明显的尖峰。
6.数字技术
  数字技术在助听器的使用,使设计复杂、持续调整的过滤器就变得容易了。有效的利用过滤器的优点,可减少反馈的产生。
(1)增益-频率应答控制:对一个特定频率的反馈振动的发生,同一频率的声音从麦克风进声孔到耳道的增益比从耳道返回到麦克风的增益要大。避免反馈振动的一个方法是减少符合这些情况频率的增益。最简单的方法是使用者自己把音量开关关小直至反馈消失。但很明显,这会降低声音的响度、可听度和可懂度。对此进行改进的方法是降低反馈振动可能发生频率处的增益,这种情况最有可能发生在增益-频率响应曲线的近峰值处,或峰值处,所以降低峰值处的增益而不减少其他频率处的增益可能会好一些。
  通常情况,反馈发生在助听器的音量开关处在使用者平常使用位置以上,或者宽动态压缩助听器的低输入强度时。这种情况就有必要降低窄频范围的增益。很灵活的助听器,如数字助听器,限定了每一个频率范围内的最大增益(限制与耳模和外壳的密闭度有关)。没有反馈时,提供使用者整个频率响应。如果整体增益增加了,在频率范围内可能会引起反馈振动的增益可以被降至一个安全值。
(2)相位控制: 减少反馈振动的另一种方法是主动的改变相位响应。它的目标是针对某频率的增益过大会引起反馈振动的情况。回路中的相位响应使反馈朝负方向的比朝正方向的要多。助听器的设计者对相位控制的初步使用已经很长时间了。把与耳机的连接倒过来,在相位响应处增加180度,会有一半的时间允许获得大增益,而不发生反馈振动,这至少在部分音量控制的设置上可以实现。
(3)取消反馈路径:如果一个特定的频率,两条反馈路径有相同信号量外泄,但这些信号的相位相反,那这两个信号的相位和是零,就不会有反馈振动发生。取消反馈路径方法便是参照此原理增益第二个反馈路径,这个路径包含了能取消外部漏气路径的增益和相位。
(4)变频率来减少反馈:使漏回麦克风的信号与原始输入信号的频率不同,两种声音不可能继续保持彼此的同相,在振幅上就不会有效的叠加。这样发生反馈振动的机会就减少了。但它也有缺点:如果在无反馈振动的情况下想获得大的增益,频率的移动(指随着时间的改变相位的移动)就要求大一点。这就改变了输出声的音质和/或音调。
(二)非助听器自身问题的解决
1.佩戴问题 定制式助听器或耳模有无戴好,此类问题在助听器使用者的使用初期会经常出现,应告诫佩戴者尽快学会正确配戴助听器或耳模。
2.外壳、耳模修改或重做 判定外壳、耳模是否修改或重做的常用方法是用手指压紧定制式助听器或耳模。啸叫停止;手指一松开,啸叫又来了。若经常出现这种故障,说明外壳、耳模的制作可能存在一些问题,需要修改或重做。
3.外耳道清洁 如果病人耳道长期被耳模堵塞,容易造成耵聍累积,产生啸叫,应清洁外耳道。
4.降低音量或削减高频 在保证助听效果不受太大影响的前提下可考虑此方法。
5.自然啸叫 在摘戴助听器时,电话靠近助听器时,会有啸叫,这是正常现象,与助听器无关。当物件靠近助听器时,耳道泄漏出的声音易被麦克风接收,产生啸叫。使用者应养成摘戴助听器前关闭电源助听器的习惯。使用电话时,听筒应适当远离助听器。


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