第二节 放大器

一、放大器的作用

由于麦克风已经把声音转换成电压和电流，所以放大器的主要作用是把小的电信号变成一个大的电信号。助听器能量来自电池，放大器配合滤波器性能，可使其具有助听器所需的频率特性。

二、放大器的种类

放大器有模拟放大器和数字放大器两种。模拟放大器对麦克风转换的模拟电信号直接进行滤波、模拟放大，最后输出至受话器。数字放大器对麦克风转换的模拟电信号滤波后先进行模数转换，然后对数字信号进行放大，再数模转换，最后输出至受话器，从而实现对声音的放大。

数字放大器具有功能强、可调节内容多、分立元件少、可靠性好、失真小等优点，已广泛应用于助听器中。

三、放大器的主要功能

放大器的主要功能有滤波、放大、输出控制、音量、声调控制等。数字助听器还具有更多功能，将在第五章详细阐述。

(一)滤波器

滤波器有高通、低通、带通三种。高通滤波器用于衰减低频信号，降低低频噪声；低通滤波器用于衰减高频，防止声反馈；带通滤波器用于衰减以某个频率为中心指定频率范围的信号。模拟助听器采用调节阻容滤波电位器的方式调节助听器声调。

(二)信号放大线路

信号放大线路有线性放大和压缩放大两种方式。线性放大是指放大增益不变，与助听器输入无关；压缩放大是指输入声越强放大增益越小，即小声多放大，大声少放大。模拟助听器一般采用线性放大方式，数字助听器目前都采用压缩放大方式。

(三)最大输出控制

为了避免大声时助听器输出幅度过高，超过听损者的不适阈，从而引起不适及听力损伤，助听器的最大输出幅度必须加以控制，控制原则就是将最大输出控制在听损者的不适阈以下。目前的助听器均有最大输出控制功能。

最大输出控制的类型有削峰和输出自动增益控制两种方式。

1．削峰电路。在线性放大线路中，最大输出控制主要采用削峰电路(peak cut, PC)。削峰电路是最简单的输出限幅方式，如图2-14所示就是把输出信号中超过限度的峰值部分削去。

如图2-15所示是削峰电路在不同输入声压级下对应的输出曲线。从图中可以看出，在小输入声压级时，助听器为线性放大；在大输入声压级时，才产生削峰。削峰时输出幅度不变。

2．输出自动增益控制。由于削峰电路不可避免地引起信号丢失，因此需要一种既能达到限幅目的又不丢失信号的限幅方式，也就是输出自动增益控制(automatic gain control output, AGC-O)。

输出自动增益控制(AGC-O)的处理方式是当大输入声压级时，增益迅速减小，最大输出不会超过某个限度，如图2-16、图2-17所示，也就是将大范围的输入信号压缩至一个小范围的输出。AGC-O广泛应用于非线性放大线路(即增益随输入声压级的变化而变化)中。

最后，尽管削峰是在放大器的性能中讨论的，但助听器受话器也可以对信号产生输出限制，这主要受到受话器功率的限制。

(四)多输入选择

数字助听器放大器具有全向性麦克风、方向性麦克风、电感、直接音频输入等多个选择。全向性麦克风输入用于一般环境；方向性麦克风输入用于嘈杂环境；电感输入用于接听固定电话或使用电话伴侣；直接音频输入用于调频系统等。

(五)放大器其他功能

数字助听器放大器还具有自适应反馈抑制、自动噪声识别及抑制、环境自动识别等功能。图2-18是近期一款中高端助听器放大器结构框图。该放大器中包含整流电路、前麦克风、后麦克风、电感输入接口、模/数转换器、频谱分析系统、前置滤波器、自适应方向性麦克风处理器、反馈抑制系统、宽动态压缩管理器、智能降噪管理器、均衡器、脉冲降噪管理器、环境判断处理器、增益控制、音量控制、输出控制、后置滤波器、提示音系统、声音平滑器、耳鸣掩蔽管理器、软削峰、日志管理器、存储器、程序管理器等，最后数/模转换经零偏置受话器输出处理后的声音。整个过程非常复杂，第五章中将详细阐述。