專利名稱：多通道陣列式皮膚聽聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聽聲器，特別是一種多通道陣列式皮膚聽聲器。
背景技術(shù)：
世界上有近1億聽力殘疾人，而我國就有2000萬聽力殘疾人，如何解決這些人的聽說問題，是世界上的一大難題。目前普遍使用的是助聽器，但助聽器無法從根本上解決這一難題。由于助聽器是利用麥克風(fēng)把聲音信號轉(zhuǎn)化成電流信號并放大，然后再通過揚聲器把放大后的聲音信號傳送給人的耳朵，即助聽器只起到聲音放大的作用。助聽器具有如下缺點(l)助聽器中同時用到揚聲器和麥克風(fēng)，如果放大倍數(shù)過大，這二者之間會產(chǎn)生互感(也稱為自激現(xiàn)象)，以致無法使用；(2)助聽器仍然要利用人的殘余聽力，所以助聽器對于喪失聽力比較嚴(yán)重的人不起作用。 發(fā)明人在2004年申請了發(fā)明專利"變壓式皮膚聽聲器"，并于2006年取得了中華人們共和國發(fā)明專利授權(quán)(ZL200410026265) ， 2007年制造出了世界上第一批"皮膚聽聲器"，使得人類通過皮膚聽聲成為了現(xiàn)實。但上述發(fā)明"變壓式皮膚聽聲器"中并沒有解決辨析語音的問題。語音是由很多種頻率單純的聲音疊加而成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用多通道帶通濾波及功率放大電路連接升壓陣列裝置驅(qū)動平面電極陣列剌激皮膚不同位置的方式，使皮膚具備分辨語音能力的多通道陣列式皮膚聽聲器。 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括麥克風(fēng)以及與麥克風(fēng)的信號輸出端相連接的音頻放大電路，音頻放大電路的輸出端與音頻多通道帶通濾波及功率放大電路的輸入端相連，音頻放大電路和音頻多通道帶通濾波及功率放大電路上還連接有電源，音頻多通道帶通濾波及功率放大電路將聲音信號分解為若干個頻率相對單一的聲音信號并對每個通道進行功率放大，然后分別由各個輸出通道輸出后分別連接至升壓陣列裝置的對應(yīng)輸入端，升壓陣列裝置的輸出端又與平面電極陣列的輸入端相連接，升壓陣列裝置將音頻多通道帶通濾波及功率放大電路輸出的聲音信號升壓止5V以上，平面電極陣列用來剌激皮膚將聲音信號通過皮膚傳到大腦。 本發(fā)明的平面電極陣列通過接插器件與升壓陣列裝置相連；音頻多通道帶通濾波
及功率放大電路的各個通道的中心頻率采用可重定義的形式；音頻放大電路或音頻放大電
路與音頻多通道帶通濾波及功率放大電路之間安裝有用以控制音量的音量調(diào)節(jié)器。 本發(fā)明通過平面電極陣列剌激皮膚的不同位置實現(xiàn)辨析語音，將電流的振蕩信號
通過皮膚傳給大腦，不依賴于人體的任何殘余聽力，從根本上解決了聾鵬人的語音辨析問
題。即是將復(fù)雜的語音再還原為多路相對單純的音頻信號，再通過不同頻率信號剌激人體
不同位置的方式實現(xiàn)辨析語音的目的。 本發(fā)明利用麥克風(fēng)把外部的聲音信號轉(zhuǎn)化成電流信號，音頻放大電路負(fù)責(zé)提供用來實現(xiàn)音頻多通道帶通濾波及功率放大電路的電流信號，音頻多通道帶通濾波及功率放大 電路用來分辨聲音信號中所包含的各種頻率成分，并對每個通道進行功率放大。多通道帶 通濾波電路中每個通道的中心頻率可以根據(jù)語言的種類進行設(shè)置，如可將4通道的頻率中 心分別設(shè)為500Hz、 lOOOHz、2000Hz、4000Hz等。每個通道能輸出具有足夠電壓的音頻電流 信號供升壓陣列裝置驅(qū)動平面電極陣列。平面電極陣列用來剌激皮膚不同位置實現(xiàn)皮膚辨 析聲音。隨著通道數(shù)的增加，以及各帶通濾波中心頻率分布的不斷優(yōu)化，多通道陣列式皮膚 聽聲器的聽聲效果將會不斷得到改進。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進一步詳細(xì)說明。
參見圖l，本發(fā)明包括麥克風(fēng)1以及與麥克風(fēng)1的信號輸出端相連接的音頻放大電 路2，音頻放大電路2上還可以安裝音量調(diào)節(jié)器6，在音頻放大電路2輸出端連接音頻多通 道帶通濾波及功率放大電路3，音頻多通道帶通濾波及功率放大電路3的各個輸出端分別 連接的升壓陣列裝置4的對應(yīng)輸入端，升壓陣列裝置4的輸出端連接平面電極陣列5。
其中麥克風(fēng)l用于將外部聲音信號轉(zhuǎn)化為電流脈沖信號，音頻放大電路2用于將 音頻信號放大，音頻多通道帶通濾波及功率放大電路3將一般聲音分解為若干道頻率相對 單純的聲音并對每個通道進行功率放大，升壓陣列裝置4用來將對應(yīng)通道的音頻信號升 壓，平面電極陣列5用于剌激人體皮膚特定的不同位置，音量調(diào)節(jié)器6用來調(diào)節(jié)音頻放大電 路2的輸出音量，電源7用于為音頻放大電路2和多通道帶通濾波及功率放大電路3提供 工作電源。而其中的升壓陣列裝置4使用的是普通的脈沖變壓器。麥克風(fēng)l獲取外界聲音 信號，并將聲音信號轉(zhuǎn)化為電流信號輸入到音頻放大器電路2，音頻放大電路2將麥克風(fēng)1 送來的聲音電流信號放大，供音頻多通道帶通濾波及功率放大電路3進行分解聲音信號使 用，音頻多通道帶通濾波及功率放大電路3的各通道也具備功率放大作用。
升壓陣列裝置4將音頻多通道帶通濾波及功率放大電路3輸出的各通道聲音電流 信號轉(zhuǎn)化為交流聲音電流信號，并升壓至5V以上，以克服皮膚的電阻。音量調(diào)節(jié)器6是安 裝于音頻放大電路2之上的可變電阻器，音量調(diào)節(jié)器6也可以安裝在音頻放大電路2與音 頻多通道帶通濾波及功率放大電路3之間，用來控制輸出功率。但音量調(diào)節(jié)器6是可選的。 具體制作時也可以使用不同規(guī)格電阻替代，以適應(yīng)不同的使用者。 由于聲音電流信號也可以由收音機、電腦的等電子設(shè)備的音頻輸出端口得到，所 以多通道陣列式皮膚聽聲器的實質(zhì)就是音頻多通道帶通濾波及功率放大電路3，升壓陣 列裝置4、平面電極陣列5和電源7這四大部分。正常的人使用后也可以不通過揚聲器和耳 朵獲得聲音信息。 本發(fā)明中沒有一步是通過人體的聽覺系統(tǒng)來完成的，也就是說它不依賴于人體的 任何殘余聽力，所以它從根本上解決了聾啞人的聽覺問題。該儀器在供電充足的條件下， 只要電極貼在耳朵附近的皮膚上，無需任何手術(shù)，便可獲得對于一般聲音，特別是語音的聽 覺。如果對于聾人進行語音培訓(xùn)則可獲得更佳的使用效果。該儀器功耗低， 一般不超過0. 5W便可使用。該儀器中的麥克風(fēng)1可以塞進耳孔，可以把音頻處理部分和電源放在衣袋里以 便攜帶。 使用時的注意事項(l)需要一段適應(yīng)的階段，對于聽力喪失嚴(yán)重的人來說由于 他們從來沒有感覺過聲音，聲音對于他們來說是一種新的信號；(2)長期使用可能會引起 電極接觸處皮膚不適，最好在晚上睡覺時停止使用，以便讓電極接觸處的皮膚得到恢復(fù)； (3)要調(diào)節(jié)到合適的音量，音量太小會引不起皮膚聽覺，音量太大若遇到大聲則電極會剌痛 皮膚；(4)長期使用后，由于人體神經(jīng)系統(tǒng)的自然調(diào)節(jié)，聽覺效果將會越來越好；(5)若要能 辨析人的語音則需要數(shù)月以后，因為要形成語言條件反射需要相當(dāng)長的時間。根據(jù)巴甫洛 夫的理論，人對于語言的理解是在語言條件反射的建立過程中形成的。所以，聾啞人使用多 通道陣列式皮膚聽聲器時需要一段時間的語音訓(xùn)練。但這種訓(xùn)練不需要特殊環(huán)境，而是參 與人們的正常活動，使得自己對于由多通道陣列式皮膚聽聲器所取得的語音信號形成條件 反射。對于語音信號形成條件反射所需要的時間會因人而異，一般來說年齡小的和智商高 的人適應(yīng)的更快。 佩帶皮膚聽聲器時用于剌激皮膚的平面電極陣列5的接觸位置一般是耳朵附近 比較光滑的皮膚。多通道陣列式皮膚聽聲器所消耗的功率要比助聽器大，可以把電源7和 音頻處理部分封裝在一起與其它器件用較長的導(dǎo)線聯(lián)接，以便將電源等裝在衣服的口袋 里。在制作工藝允許的條件下，還可以將升壓陣列裝置4與平面電極陣列5制作在一起。
相對于助聽器來說，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(l)接收聲音不依賴于人體的任何殘 余聽力，適用于聽力損失非常嚴(yán)重的人使用；(2)靈敏度比較高，與人的耳朵的聽覺范圍基 本一致，所以可獲得對于語音及常遇到的聲音的聽覺；(3)增加音量時不會出現(xiàn)象助聽器 那樣的雜音；(4)不會象助聽器那樣因為麥克風(fēng)離揚聲器太近而互感(自激)，導(dǎo)致無法使 用； 相對于電子耳蝸來說，本發(fā)明作為皮膚聽聲器使用時具有如下優(yōu)點(l)接收聲 音不依賴于人體的任何殘余聽力，聽覺神經(jīng)損壞者仍可使用；(2)靈敏度比較高，與人的耳 朵的聽覺范圍基本一致；(3)不需要任何手術(shù)，副作用幾乎沒有。 相對于發(fā)明人原來的"變壓式皮膚聽聲器"，本發(fā)明中的多通道陣列式皮膚聽聲器 具備明顯的對于語音的分辨能力。
權(quán)利要求
一種多通道陣列式皮膚聽聲器，包括麥克風(fēng)(1)以及與麥克風(fēng)(1)的信號輸出端相連接的音頻放大電路(2)，其特征在于音頻放大電路(2)的輸出端與音頻多通道帶通濾波及功率放大電路(3)的輸入端相連，音頻放大電路(2)和音頻多通道帶通濾波及功率放大電路(3)上還連接有電源(7)，音頻多通道帶通濾波及功率放大電路(3)將聲音信號分解為若干個頻率相對單一的聲音信號并對每個通道進行功率放大，然后分別由各個輸出通道輸出后分別連接至升壓陣列裝置(4)的對應(yīng)輸入端，升壓陣列裝置(4)的輸出端又與平面電極陣列(5)的輸入端相連接，升壓陣列裝置(4)將音頻多通道帶通濾波及功率放大電路(3)輸出的聲音信號升壓止5V以上，平面電極陣列(5)用來刺激皮膚將聲音信號通過皮膚傳到大腦。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道陣列式皮膚聽聲器，其特征在于所說的平面電極陣 列(5)通過接插器件與升壓陣列裝置(4)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道陣列式皮膚聽聲器，其特征在于所說的音頻多通道 帶通濾波及功率放大電路(3)的各個通道的中心頻率采用可重定義的形式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道陣列式皮膚聽聲器，其特征在于所說的音頻放大電 路(2)或音頻放大電路(2)與音頻多通道帶通濾波及功率放大電路(3)之間安裝有用以控 制音量的音量調(diào)節(jié)器(6)。
全文摘要
一種多通道陣列式皮膚聽聲器，包括麥克風(fēng)以及與麥克風(fēng)的信號輸出端相連接的音頻放大電路，音頻放大電路的輸出端與音頻多通道帶通濾波及功率放大電路的輸入端相連，音頻多通道帶通濾波及功率放大電路將聲音信號分解為若干個頻率相對單一的聲音信號并對每個通道進行功率放大，然后分別由各個輸出通道輸出后分別連接至升壓陣列裝置的對應(yīng)輸入端，升壓陣列裝置的輸出端又與平面電極陣列的輸入端相連接，升壓陣列裝置將音頻多通道帶通濾波及功率放大電路輸出的聲音信號升壓止5V以上，平面電極陣列用來刺激皮膚將聲音信號通過皮膚傳到大腦。不依賴于人體的任何殘余聽力，從根本上解決了聾啞人的語音辨析問題。
文檔編號A61F11/04GK101703436SQ200910219078
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者李建文 申請人:陜西科技大學(xué)