基于DSP的數(shù)字助聽器開拓

　　3.2 基于DSP的數(shù)字助聽器組成與功能

　　基于DSP的助聽器能夠?qū)崿F(xiàn)軟件控制功能的擴(kuò)展，從而包括頻率整形、反饋抑制、噪聲抑制、雙耳處理、耳廓和耳道濾波、混響抑制并備有用于接收來自數(shù)字電話、電視機(jī)或其他音頻設(shè)備的直接數(shù)字輸入的接口。 

　　可編程DSP還意味著無需改變硬件即可對助聽器的算法及特性進(jìn)行客戶化設(shè)計(jì)或變更。助聽器從業(yè)人員可以采用可行的算法來進(jìn)行近乎實(shí)時(shí)的成本效益型試驗(yàn)。甚至還有可能具備可由用戶選擇的程序，以便在惡劣的聆聽場合切換到精細(xì)處理的聲音，或在安靜環(huán)境下切換回傳統(tǒng)的、失真較低的聲音。  
　　
　　3.3 DSP的數(shù)字助聽器組成與技術(shù)支持  

　　　　圖1 基于DSP的數(shù)字助聽器組成框圖

　　DSP的數(shù)字助聽器組成方框如圖1所示,它顯示出基于DSP的數(shù)字助聽器的組成要素。一個(gè)典型的數(shù)字助聽器由三個(gè)彼此堆疊的半導(dǎo)體硅片所組成：即EEPROM或非易失性存儲(chǔ)器、數(shù)字器件和模擬器件。近期技術(shù)的發(fā)展使得這些模塊可被集成到兩塊甚至一塊半導(dǎo)體硅片中。由于電池電壓的范圍在7.35V-0.9V之間，因此這些器件的工作電壓被設(shè)計(jì)為0.9V。有些實(shí)現(xiàn)方案采用了電源管理來對電池電壓實(shí)施監(jiān)控，當(dāng)電池電量低時(shí)則向用戶報(bào)警，并在電池電壓降得過低時(shí)緩慢關(guān)閉系統(tǒng)。模擬器件通常包括∑△型模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、具有壓縮輸入限制功能的傳聲器前置放大器、遙控?cái)?shù)字解碼器、時(shí)鐘振蕩器以及穩(wěn)壓器。∑△型ADC的典型頻率范圍為20kHz，分辨率為16位(線性分辨率為14位)。數(shù)字器件則包括DSP、邏輯支持功能、程序接口以及輸出級(jí)。輸出級(jí)通常是全數(shù)字式的，采用脈寬調(diào)制(PWM)輸出和D類放大器，并運(yùn)用揚(yáng)聲器阻抗來執(zhí)行模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換。 

　　基于DSP助聽器的技術(shù)支持-高功效數(shù)字信號(hào)處理器TMS320C5402 定點(diǎn)DSP芯片的應(yīng)用

　　圖2所示為高功效數(shù)字信號(hào)處理器DSP芯片內(nèi)部組成框圖。TMS320C5402 DSP提供了延長數(shù)字助聽器電池使用壽命所需的高功效。在160MHz頻率條件下，該處理器提供了具有高度并行性的算術(shù)邏輯單元(ALU)、專用硬件邏輯電路、片上存儲(chǔ)器和附加的片上外圍元件。該DSP的運(yùn)算靈活性及速度基于一個(gè)專用性的指令集。之所以應(yīng)用TMS320C5402 定點(diǎn)DSP芯片,是因它具有如下特點(diǎn):

　　具有三個(gè)分離的16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線和一個(gè)程序存儲(chǔ)器總線高級(jí)多總線架構(gòu)；40位ALU(算術(shù)及邏輯單元)；可用于Viterbi運(yùn)算符的求和/比較選擇的比較、選擇和存儲(chǔ)(CSSU)；可用于8M×16位最大可尋址外部程序空間的擴(kuò)展尋址模式；由由兩個(gè)8K×l6位片上雙存取程序/數(shù)據(jù)RAM功能塊所組成的16X16位片上RAM；用于程序代碼的單指令重復(fù)和功能塊重復(fù)；是條件存儲(chǔ)指令；其片上外圍元件分別有軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器和存儲(chǔ)切換、具有內(nèi)部振蕩器或外部時(shí)鐘脈沖源的片上可編程鎖相環(huán)(PLL鐘發(fā)生器、一個(gè)16位定時(shí)器、6通道直接存儲(chǔ)器存取(DMA)控制器、三個(gè)多通道緩沖串行端口(McBSP)、8/16位增強(qiáng)型并行主機(jī)/端口接口(HPl8/16)；用戶可以自已配置IDLE休閑域(即可采用IDLEl、IDLE2和IDLE3指令進(jìn)行功耗控制)；可用于使CLKOUT失效的CLKOUT關(guān)斷控制；封裝型式為144引腳BGA和144引腳方形扁平封裝(LQFP) 

　　4、結(jié)束語

　　應(yīng)說現(xiàn)有的模擬助聽器和數(shù)字助聽器的功耗大致相等。模擬器件的總消耗電流約為0.7mA～1.0mA，而數(shù)字器件則為0.5mA-0.7mA。可提供約30-65mAh并具有50pA自放電電流的1.35V鋅-空氣電池為該系統(tǒng)供電。電池耗盡時(shí)的電壓約為0.9V。但是，由于數(shù)字助聽器的處理量不斷增加，因此將數(shù)字助聽器優(yōu)異特性是模擬助聽器無法達(dá)到的,它將被市埸所認(rèn)同并逐一成為計(jì)據(jù)新趨勢。