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王志宏

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您会想要的可穿戴设备:先进的助听器

在许多可穿戴设备中,无线连接正迅速越来越普及,而不是只在高端助听器才具备的特性。对用户来说,无线技术使他们更易于控制他们的设备,最终有助于使用户体验更愉悦和增加采用。直到今天,在助听器上进行控制调节(如音量控制、程序选择等)仍然具挑战性。用户可通过选择设备上一个或两个小按钮手动调整。有些可能可以在助听器仍然戴在耳朵上时调节,但其它的可能不得不事先摘下。另一种选择需要使用专用的制造商指定的远程控制,或中继器(更大的设备,通常戴在脖子上),如果需要采用智能手机工作。当今市面上的大多助听器不具备直接与智能手机进行通信的能力,所以需要这额外的设备,以便把助听器使用的专有无线链路转换为智能手机可理解的标准的蓝牙链路。
由于很多人已携带和使用智能手机,使用它来与用户的助听器通信和控制用户的助听器,已成为目前最具吸引力的特性。定制的智能手机应用特性直观的图标和触摸控制方便所有层面的技术认知,增添其易用性。对于助听器,这些应用程序令使用者能易于检查他们设备的电池电量,和优化程序或对左边和右边的助听器进行单独的音量控制设置。其它特性可包括短信提醒或来电铃声,或使用接收信号强度指示器(RSSI)以帮助找到错放的助听器。
采用无线技术,音频可直接从外部源如音响或配备辅助设备的电视串流到助听器。这可为佩戴者提供更身临其境的娱乐体验,具备更好的音频质量。无线技术如蓝牙低功耗(BLE)现提供机会为助听器佩戴者带来更佳和更独立的用户体验。一些助听器制造商已支持BLE用于他们的助听器中,创建设备和智能手机之间的直接无线电链接,无需中继器或第三方器件。
在任何助听器外形中(从耳背式(BTE)到耳道式(RIC)),设计人员必须安排接收器、电池和相关电路、音量调节和程序切换的用户控制,和音频数字信号处理器(DSP)和相关外设,包括存储器和现在的蓝牙无线电收发器。通常需要一个或更多麦克风,以使背景噪声消除和方向性声音提取。额外的无线电子系统的功耗也值得考量,以最大限度地减小对整体系统的影响,并避免需要更大、更重的电池提供更多的电能。

Air conducting receiver (speaker):空气传导接收器(扬声器)
Microphone(s) - Two or more used for directional processing to reduce background noise
:两个以上麦克风用于定向处理以减少背景噪声
Mechanical potentiometer for program volume control:机械式电位器用于程序音量控制
Mechanical switch for program switching:机械式开关用于程序切换
Disposable or rechargeable battery (2 V-0.9 V):一次性或可充电电池(2 V-0.9 V)
Telecoil – converts electromagnetic fields to electrical energy (phones):拾音线圈-将电磁场转化为电能(电话)
耳背式助听器的典型元件


系统级封装(SiP)方案可帮助克服小型设备的空间限制,通过集成一些器件到单个封装中。
Ezairo® 7150 SL专为助听器而设计,是无线音频处理混合模块,可易于集成到一个标准的耳背式助听器外壳中。该微型混合模块基于可编程的Ezairo 7100数字信号处理(DSP)平台,采用精确的4核架构。Ezairo 7150 SL提供多协议无线支援,优化用于2.4 GHz免授权费的无线电频段,并兼容于BLE及各种定制协议,以传输超低功耗立体声音频串流。为存储重要的助听器参数,Ezairo 7150 SL提供2 Mb非易失性存储器(EEPROM)。
为进一步协助开发,安森美半导体已创建Ezairo 7150-SL耳背式助听器的完整参考设计,包括混合模块、所需的无源元件,和2.4 GHz无线电天线,以帮助设计人员开发和改进他们自己的设备。参考设计包括全装配式硬件(图4)、Android™应用样本、和用于通过远程dongle和通过BLE控制的立体声音频串流的固件。

参考设计,及耳背式外壳、软性电路,和天线


多协议无线支持实现先进的助听器特性如使用智能手机或平板电脑通过蓝牙低功耗控制(CoBLE),和音频串流经由插入源设备的标准音频输出接口的远程dongle。音频串流协议采用专有的低延时的无线电链路,功耗极小(仅约标准的助听器锌空气电池中的4-5 mA)。
立体音频串流特性令用户能通过使用一个小的发射dongle听到任何外部源如电视或汽车收音机的音频。该dongle还可工作于远程麦克风模式,进一步增强了用户在挑战性的环境下的聆听体验,如嘈杂的环境或发言者离听众很远的教室。
先进特性,特别是无线连接,有可能革新助听器配戴者的生活质量。物理空间的限制已成为限制进步的一个关键因素,但精密的集成技术和新的无线电技术现已有助于实现无线连接,如通过BLE和低延时的音频串流控制,而无需笨重的中继装置。这些特性为大大提升终端用户体验作好准备,有助于助听器从有人需要使用的设备变革至他们想要使用的设备。

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