數(shù)字聽診器的系統(tǒng)功能及設(shè)計考慮

　　摘要：本應(yīng)用筆記探討關(guān)于數(shù)字聽診器的基本操作和設(shè)計考慮，介紹了數(shù)字聽診器和老一代聲學(xué)聽診器的類似之處。本文還簡要介紹了數(shù)字設(shè)計的最新技術(shù)，包括錄音和回放功能。在討論數(shù)字聽診器的設(shè)計考慮時，詳細(xì)介紹了音頻信號回路的重要功能，給出了音頻編解碼器的設(shè)計要點以及心臟、肺部音頻信號的頻率要求。本文還描述了系統(tǒng)的子功能，包括數(shù)據(jù)存儲和傳輸、顯示與背光、電源管理和電池管理等。

　　概述

　　無論是聲學(xué)聽診器，還是數(shù)字聽診器，主要功能都是作為心臟和肺部的輔助診斷工具，通過傾聽聲音信號進行診斷。聲學(xué)聽診器的使用已經(jīng)有大約200年的歷史，而電子數(shù)字聽診器則是近期開發(fā)出來的新型設(shè)備。

　　數(shù)字聽診器的基本目標(biāo)是保持聲學(xué)聽診器的外觀和感覺，但提高了聲音信號的檢測能力。另外，高端數(shù)字聽診器還提供了一些新功能，例如：錄音和回放，也可以提供直觀的數(shù)據(jù)顯示結(jié)果，并顯示在外設(shè)顯示器，如計算機監(jiān)視器。先進的功能增強了醫(yī)師的診斷能力。數(shù)字聽診器在改進性能的同時，還要求維持現(xiàn)有聲學(xué)聽診器的外形(相同的外觀和感覺)，這就需要使用小尺寸、低功耗的解決方案。

　　音頻信號通道

　　數(shù)字聽診器的主要單元是聲傳感器、音頻編解碼器和揚聲器。聲傳感器將聲音轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，這是信號鏈路的關(guān)鍵。它決定了數(shù)字聽診器的診斷質(zhì)量，而確保用戶獲得與聲學(xué)聽診器相同的體驗。

　　需要對模擬電壓進行調(diào)理，并通過音頻模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)或音頻編解碼器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。有些數(shù)字聽診器帶有消噪聲功能，需要另一個聲傳感器或麥克風(fēng)記錄環(huán)境噪聲，然后經(jīng)過數(shù)字輸出消除噪聲。這種方案中，需要使用兩個音頻ADC。

　　數(shù)字聽診器原理框圖。