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助听器放大器失真的问题

2016-04-21 12:01:42 湖北海之声助听器官网 阅读

1.谐波失真

当削峰发生时,由于输出信号已不再是正弦波,它包含了输入信号中所没有的频谱成分,从而产生了失真。当输入信号是频率为f的正弦波时,它的频谱为一根单一垂线(基频)。当该信号被削峰时,输出信号中除基频成分外,还有2f成分(二次谐波)、3f成分(三次谐波)……nf成分(n次谐波)。这种失真称为谐波失真,这些谐波成分成为失真产物。如果削峰是对称的(输出的正反向峰值均被削去),失真产物仅发生在输入频率的奇数谐波。如果削峰是不对称的(只削去输出的正向峰值),失真产物还发生在偶数谐波。

所有谐波成分能量和与总能量之比的平方根乘以百分之百,称为总谐波失真。由于谐波成分的主要能量集中在二次谐波和三次谐波上,因此常以二次谐波和三次谐波所产生的失真之和代替总谐波失真。

2.互调失真

当一个更复杂的信号被削峰时,失真产物发生在所有输入信号频率的谐波上,以及与输入信号相结合的频率上。如果输入两个音调,频率f1和频率f2,失真成分会发生在2f1,3f1,2f2,3f2,f2-f1,f1+f2,2f2-f1,2f1-f2等。由于失真产物来自所有输入成分的调制,这种失真称为互调失真,虽然引起失真的机制与谐波失真完全一样。

由于互调失真在助听器中表现不明显,因而一般不作测量。虽然谐波失真和互调失真主要由削峰产生,但也会由压缩放大引起,不过产生的失真较小。

3.失真对言语质量的影响 

    谐波失真进一步降低了信噪比,导致了言语可懂度的下降。

    总谐波失真是衡量助听器音质的重要指标。助听器厂家一般规定总谐波失真不大于15%,小于3%是助听器的理想目标。3%的失真相当于二次谐波分量的能量比基波小30dB,即使是听力正常人也较难分辨;10%的失真相当于二次谐波分量比信号声压级小20dB,听力损失较重者就难以分辨。

    由于规定的测量声压级为70dB,因而此时测得的失真数值较小,并不代表助听器在大输入声压极时失真也小。因为当输入信号在中等及中等以下时,放大器线性放大,这时无失真产生。当输入信号不太大时,信号被削峰较少,产生的谐波失真并不大,对言语的理解能力也影响不大。但当输入信号较大时,由于削峰程度加大,谐波失真会很大,对言语的理解能力也大为下降。规定的测量声压级为70dB主要是基于言语交流时听到的声强一般为60~70dB。但是助听器用户听自己的声音特别是打电话时,由于声源距离麦克风较近,助听器的输入声强可能有80~90dB,这时助听器的失真就有可能较大。经常有助听器虽然测出的失真很小,但听起来却声音沙哑,就是这个原因。因此衡量助听器的音质好坏,不能只看输入70dB声压级时的失真。

    最后,尽管削峰是在放大器的性能中讨论的,但助听器授话器也可以对信号产生削峰。这主要是由于受到授话器功率的限制。