کتاب سمعک دیلون - فصل دوم

 اجزائ سمعك

 نمودار های بلوکی

تا حدود دو دهه قبل،درک عملکرد سمعک ساده بود و. تنها با درک کنترل سمعک(یعنی بهره در مقابل فرکانس و حداکثر خروجی در مقابل فرکانس)، امکان پذیر بود.اکنون سمعک های زیادی مورد استفاده قرار می گیرد وتنها راه برای فهم مراحل ورودی تا عمل تبدیل آن ها،درک نمودار بلوکی می باشد.نمودار بلوکی،جایگاه کنترل ها را در زنجیره پردازشی نشان می دهد و بیانگر ان است که چه تغییراتی بر روی سیگنال از ورودی تا خروجی رخ می دهد.

شكل2.1 : علايمي كه در  نمودارهاي بلوكي مورد استفاده قرار مي گيرند.

باتوجه به شکل2.1 ،مبدلAC/DC(تبدیل جریان غیر مستقیم به جریان مستقیم)،که در مدارهای تراکمی استفاده می شود،گاهی اوقات نمایانگر سطح و یا ندار میانگینی و یا بسته نمایانگر می باشد.برخی از بلوک ها مترادف هم هستند.مثلا adder همان summer  می باشد.متاسفانه هم اکنون نیز هیچ استاندارد مطلقی برای نشان دادن نمودارهای بلوکی وجود ندارد.نمودار بلوکی ،معمولا جایگاه قرارگیری کنترل های مختلف را در زنجیره پردازشی نشان می دهد.علامت پیکان موربی که روی برخی از بلوک ها وجود دارد،بیانگر عملکرد متغییر بلوک ها از طریق کنترل،بوسیله بیمار یا ادیولوژیست می باشد.تمامی مدارات  بجز میکروفون و رسیور،می توانند که دارای عملکرد آمپلی فایر با بهره متغییر داشته باشند.در مواردی که ممکن است سیگنال در سمعک های مدرن بسیار پیچیده باشد،علامت مناسب برای نشان دادن آن،استفاده از یک جعبه و توصیف مختصری از پردازش درون آن می باشد.هر سمعک دارای یک یا چند ورودی و فقط یک خروجی می باشد.

فیلترها و امپلی فایرهای تراکمی که در ردیف سوم نشان داده شده اند،نموداری است که وقتی عملکرد الکترواکوستیکی هر بلوک ارزیابی می شود،به دست خواهد آمد.این مساله پاسخ بهره فرکانسی بدنه یک فیلتر ونمودار ورودی-خروجی در بدنه یک آمپلی فایر تراکمی است.در سمعک های پیشرفته تر،سیگنال در روش کاملا پیچیده ای تغیر می یابد که کاملا مجزا از آرایش ساده و صرف بلوک ها می باشد.در این حالت سمبل مورد استفاده،یک جعبه ی ساده ای می باشد که یک توصیف مختصر پردازش در درون ان ها نوشته شده است.

برخی قوانین و مقررات بر این سمبل ها حکم فرما می باشد:

قانون اول: علامت خط تیره كه نمادها را به هم متصل می کند،یعنی اينكه سیگنال از یک بلوک به بلوک دیگر وارد می شود و معمولا از سمت چپ به راست می باشد.وقتی که ورودی(صدا) فرضا به سه راهی می رسد،صدا وارد هر کدام از ان ها می شود(تمامی آن سیگنال).

قانون دوم:یک ورودی نمی تواند بیشتر از یک خروجی داشته باشد(هر ورودی فقط و فقط یک خروجی دارد).نسبت دادن 2 خروجی به یک ورودی،از نظر منطقی نادرست است.

قانون سوم:زمانی که خروجی یک وسیله،بطور همزمان به  ورودی سایر بلوک ها می رود،آنگاه کل سیگنال خروجی به بلوک مربوطه ای که به آن متصل است می رود.

نمودار بلوکی طوری طراحی می شوند که هیچ خطوط عرضی بلوک های مختلف را به هم متصل نمی نماید.اگرچه بعضی مواقع این مسئله ناگزیر می باشد.خطوطی که تقاطع می کنند و به سایرین متصل می شوند،معمولا دارای ارتباطاتی هستند که بوسیله ی یک نقطه در محل تقاطع، نمایش داده می شود.

شكل2.2: نمودار بلوكي يك سمعك 3 كاناله

 با توجه به شکل2.2،ابتدا کل صدا در 3 مسیر مجزا(Low pass/band pass/high pass) تقسیم می شود وپس از اعمال تغییر هر سه تا با استفاده از adder وارد تنها یک خروجی می شوند و سپس به رسیور می رسند.میکروفون ،سیگنال های صوتی ورودی را تبدیل به الکتریسیته می کند ولی چون جریان ضعیفی است پس آمپلی فایر با کمک باتری،این جریان را تقویت می نمایدو سپس در 3 محدوده تقویتی Low pass/band pass/high pass قرار می گیرد.باند low.f بوسیله ی یک میزان قابل انتخاب(بوسیله ی تراکم) کاهش می یابد.باند mid.f به طور قابل توجهی تقویت می شود.باندhigh.f نیز بطور قابل انتخابی تقویت می شود و سپس بر روی ان برش قله اعمال می شود.پس این سه باند قبل از رسیدن به رسیور،توسط کاربر یا ادیولوژیست اصلاح و کنترل نمی شوند.در کل تاثیرات کنترل بر روی سمعک ها کاهش یافته است.

میکروفون

میکروفون مبدلی است که صدای مکانیکی را به جریان الکتریکی تبدیل می نماید(عملکرد مبدلی دارد).در یک میکروفون کامل(و تاحدودي کامل)،شکل موج سیگنال خروجی تقریبا مشابه  شکل موج سیگنال ورودی به آن است(کیفیت صدا حفظ می شود و اصطلاحا امانت دار خوبی هستند).عملکرد میکروفون خطی است.مثلا،هر بار که فشار سیگنال وردی 2 برابر می شود،ولتاژ خروجی هم دو برابر می شود،تا زمانی که خروجی به بالاترین ولتاژی می رسد که میکروفون می تواند تحویل دهد.نسبت میان ولتاژ خروجی و میزان فشار صوتی وردی،"حسایت میکروفون" می باشد.حساسیت یک میکروفون معمولی،حدود16میلی ولت بر پاسکال می باشد.بر این اساس ،صدایی با شدت 70dBSPL ،ولتاژی در حدود "میلی ولت" ایجاد می کند.

 مفاهیم عملکردی میکروفون:

از سال 1980 میلادی، همه سمعک ها ،فقط شامل میکروفون الکترت بود.

 امواج صوتی از طریق Inlet port وارد شده وبه یک صفحه بسیار نازک وانعطاف پذیر به نام دیافراگم می رسد.پس از ارتعاش دیافراگم (حرکت بالا و پایین آن)،یک فضای کوچک هوا دیافراگم را از صفحه فلزی اش جدا می کند که به آن back plate می گویند.سپس صدا به یک صفحه فلزی منتقل میشود که با مواد تفلون نازکی به نام "الکترت" پوشانده شده(روکشی شده) است.دیافراگم بوسیله ی برخی بخش ها در back plate،از آن دور نگه داشته شده است.خود back plate دارای سوراخ هایی است که اجازه غبور هوا را از طریق آن می دهد.مواد الکترتی دارای یک شارژ التریکی دائمی هستند که ناشی از حرکات ذرات الکترون می باشد.در میکروفون الکترت،اهنربا و سیم پیچ و میدان مغناطیسی وجود ندارد،بلکه یک خازن دارد که یک طرف آن دیافراگم و طرف دیگر ان الکترت می باشد.خود الکترت،یک صفحه تفلونی است که دارای روکش فلزی است و وقتی دیافراگم به حرکت در می آید، این روکش نسبت به صفحه الکترت زیرین خود،دور و نزدیک می شود. با این دور و نزدیک شدن، بار الکتریکی بین دو صفحه تغییر می کند و این تغییر به نوبه خود،سبب تولید یک جریان الکتریکی می شود.

سپس این جریان الکتریکی توسط یک تقویت کننده ی ترانزیستوری بنام FET(پیش تقویت کننده)،در همان جا تقویت می شود.چون اگر همان جریان از میکروفون خارج شود(بدون عبور از FET)، خیلی خیلی ضعیف می باشد  و با نویز مدار قاطی می شود،پس خود میکروفون بوسیله ی تقویت کننده FET، یک تقویت را بر روی جریان اعمال می نماید.

FET: ترانزیستوری است که داخل میکروفون کار گذاشته می شود و جریان الکتریکی ضعیف بین دو صفحه را برای ما تقویت می کند. اما خود FET دارای چندین اسم جایگزین هم می باشد که عبارتند از:

1.buffer amplifier: چون تقویت اصلی را بر روی بار میکروفون،متوقف(!!!) می نماید.

2. follower: چون ولتاژ خارج از آمپلی فایر میکروفون ،معادل ولتاژ بین دیافراگم و back plate می باشد.

نوع جدید و کاملی از میکروفون ها،میکروفون های سیلیکونی(Solid state یا مجتمع یا MEMS) می باشد که از تکنیک های مشابه با IC ساخته می شود.با کنده کاری و قلم کاری(etching) پیرامون  بخش های یک بلوک سیلیکونی ساخته می شوند ولایه های از مواد داخل آن ته نشین می شود.سازندگان سمعک انتظار دارند که با میکروفون سیلیکونی،مشکل حساسیت پاین ونویز داخلی بالای میکروفون ها را حل نمایند و احتمالا جایگزین میکروفون های الکترت می شوند.همچنینی بایستی کوچکتر،پایاتر  وقابلیت باز تولید بالایی هم داشته باشند(تا در ساخت میکروفون های دایرکشنال سهیم باشند).

همچنین میکروفون های سیلیکونی ارزان تر هستند،مدل های اتوماتیک بیشتری دارند،از همان بلوک های مشابه سیلیکونی که در ICها برای ساخت آمپلی فایرهای اصلی به کار می روند،تشکیل شده اند،کوچکتر هستند و دوام بالاتری هم دارند.

پاسخ فرکانسی میکروفون:

میکروفون های الکترت، پاسخ فرکانسی همواری دارند.البته طراحی ویژه میکروفون الکترت و نیز تغییرات تصادفی در ان باعث می شود تا پاسخ فرکانسی آن ها همیشه هموار نباشد.در میکروفون الکترت که فیلتر Low cut دارد،حساسیت آن نسبت به اصوات فرکانس پایین و با شدت بالا،کم می باشد.پس این صدا حتی توسط افراد نرمال هم درک نمی شود.اما ان ها باعث می شوند تا میکروفون یا میکروفون کامل،دارای بار اضافی(overload) باشد،مگر اینکه میکروفون بتواند که آن ها را میرا نماید.

توانایی بازتولید هر فرکانس توسط میکروفون را پاسخ فرکانسی میکروفون می نامند و هر چقدر که این پاسخ هموارتر باشد،یعنی پاسخ فرکانسی را که دریافت نموده،خیلی دستکاری نمی کند و امانت دار خوبی می باشد.دستیابی به Low cut ساده است.یک مسیر بین جلو و عقب این اجازه را می دهد تا صداهای فرکانس پایین،بر روی هر دو سمت دیافراگم بطور همزمان اثر بگذارند و در نتیجه انرژی بین ان ها خنثی می شود.

هرچقدر که این میزان باز بودن بزرگتر باشد،میرایی(کاهش) بیشتری رخ می دهد و در نتیجه محدوده فرکانسی بیشتری دچار کاهش می شوند.همچنین این باز بودن سبب تعادل فشار هوای استاتیک بین جلو وعقب دیافراگم می شود(دقیقا همانند عملکرد شیپور استاش گوش). میکروفون های دارای مقادیر متفاوت Low cut در سمعک های سفارشی، برای کمک به دستیابی پاسخ بهره-فرکانسی هموار،به کار می رود.

میکروفون های الکترتی که Low cut هستند،را برای افرادی استفاده می کنیم که در محیط نویز دار زندگی می کنند و یا اینکه افتhigh.f دارند(یعنی اینکه آستانه های فرکانس پایین ان ها نرمال می باشد).

واریانس دوم از پاسخ هموار(فلت)،سبب ایجاد رزونانس آکوستیکی درون بدنه میکروفون می گردد. رزونانس آکوستیکی دهانه میکروفون نیز باعث ایجاد تغییراتی در پاسخ فرکانسی می گردد.رزونانس در هوای موجود در دهانه میکروفون(جرم آکوستیکی) و حجم هوای جلوی دیافراگم(کامپلیانس آکوستیکی) اتفاق می افتد.کامپلیانس مکانیکی دیافراگم و هوای پشت دیافراگم نیز در ایجاد نوعی رزونانس بنام "رزونانس هلمهولتز" نقش دارند.

رزونانس هلمهولتزباعث ایجاد قله ای باشدت 5dB در فرکانس 4000 تا5000(یا 400 تا 10000) می گردد.در فرکانس های بالاتر از فرکانس رزونانس ،با افزایش فرکانس،حساسیت میکروفون کاهش می یابد.در برخی از میکروفون های جدیدتر که دهانه ان ها استوانه ای شکل است، رزونانس هلمهولتز در فرکانس های بالاتر اتفاق می افتد و میکروفون در محدوده ی وسیعتری از فرکانس ها پاسخ هموار خواهد داشت.

بارگفتاری را از فرکانس پایه(Fn) افراد دریافت می کنیم. فرکانس پایه زیر1000هرتز است ولی هارمونیک ها اکثرا high.f هستند و همین فرکانس بالا سبب تمایز صدای افراد مختلف از هم می شود.

اجزایی که بر روی پاسخ فرکانسی میکروفون تاثیر گذار هستند،عبارتند از:

1.طول دهانه جایی که صوت را دریافت می کنیم ------"جرم"------هر چقدر که طول لوله بلندتر باشد،پاسخ فرکانسی میکروفون،زیرتر(فرکانس بالاتر)خواهد بود.

2. میزان هوای جلوی دیافراگم و خود دیافراگم----- کمپلیانس(ادمیتانس+امپدانس) مکانیکی------ رزونانس هلمهولتز

3. میزان هوای پشت دیافراگم

هر چقدر که inlet port کوتاه تر وعریض تر باشد،رزونانس در فرکانس بالاتر اتفاق خواهد افتاد ودر نتیجه پهنای باند فرکانس های بالا هم بیشتر خواهد شد.

 نقایص(معایب)میکروفون:

نقص اصلی میکروفون آن است که اگر در معرض مواد شیمیایی قرار بگیرد مثل عرق قرار بگیرد،آسیب زیادی می بیند و در نهایت از کار می افتد.همچنین همه ی اجزای الکتریکی میکروفون دارای مقادیر کمی از "نویز الکتریکی تصادفی" هستند که بواسطه حرکت تصادفی مولکول های هوا در برابر دیافراگم و نیز فعالیت الکتریکی آمپلی فایر درون میکروفون(FET) ، ایجاد می گردد.اگر این نویز از طریق آمپلی فایر سمعک تقویت شود،توسط بیمار استفاده کننده از سمعک،در محیط ساکت(آرام) شنیده می شود.البته بویژه اگر فرد در برخی فرکانس ها دارای شنوایی نرمال باشد(فضا در افراد مبتلا به افتhigh.f).

نویز میکروفون در مواردی که از یک مسیر آکوستیکی داخلی برای حذف(roll off) پاسخLow.f استفاده می کنند،ماکزیمم خواهد شد.

میکروفون نسبت به ارتعاش نیز مشابه صدا،حساس است.با تماس میکروفون به مواد دیگر(بخصوص در سمعک جیبی) و ارتعاش آن،نویز تولید می شود.این مسئله اتفاق می افتد،چون اگر میکروفون به ارتعاش درآید،اینرسی دیافراگم سبب می شود تا نسبت به بدنه خارجی میکروفون، کمتر حرکت نماید.پس در نتیجه دیافراگم و بدنه نسبت به همدیگر حرکت می کنند..میکروفون،ولتاژی را که نمایانگر ارتعاش مکانیکی ومغناطیسی است،تولید می نماید.اولین پیامد حساسیت به ارتعاش،تولید صدای آزار دهنده می باشد.

مثلا با سایش بدنه سمعک جیبی این صدا قابل شنیدن خواهد بود.ارتعاش مستقیم بدن مثل آنچه که رخ می دهد،زمانی است که بر روی یک صفحه محکم و ضخیم کار می کند و مثل صدای ناخواسته نویز ضربه ای خواهد بود.

از طرف دیگر هنگام فعالیت رسیور سمعک نیز نویز ایجاد می شود که اگر توسط میکروفون دریافت شود،سبب افزایش نویز داخلی و ارتعاش سمعک می شود.اگر انتقال مکانیکی ارتعاش از رسیور به میکروفون،به اندازه کافی قوی باشد و بهره نیز به اندازه کافی بالا باشد،باعث ایجاد حلقه فیدبک می شود که اکثرا در Low.f رخ می دهد.با جداسازی مناسب میکروفون و رسیور،نویز ایجاد شده به حداقل می رسد. جابجایی میکروفون و رسیور می تواند باعث افزایش میزان چرخه فیدبک داخلی گردد و این امر بیشتر در سمعک های ITE،ITC و CIC اتفاق می افتد،چون آن ها بصورت کوچک و سفارشی ساخته می شوند.در این حالت امکان دارد که سمعک دچار فیدبک داخلی نیز گردد که عموما در ولوم کنترل(یا بهره) بالا اتفاق می افتد و در ولوم کنترل پایین،برطرف می شود.اما در کل به اندازه کافی قوی نیست که از طریق وقوع آن در کوپلرها،قابل شنیدن باشد.نقص دیگر میکروفون ها آن است که اگر سطح فشار صوتی ورودی بسیار زیاد باشد،میکروفون ها دارای بار اضافی خواهند شد و درنیجه دچار اعوجاج خواهند شد.

طراحی نامناسب سمعک نیز ممکن است سبب نقص در عملکرد آن می شود.مثلا اگر طول تیوب متصل به منفذ ورودی صدا به میکروفون زیاد باشد،قله رزونانس هلمهولتز به سمت فرکانس های پایین سوق داده می شود و پاسخ فرکانسی میکروفون از حالت هموار خارج می گردد و سبب ایجاد قله بزرگتر در پاسخ بهره-فرکانسی می شود و بسرعت نیز بهره را در فرکانس های بالاتر از این قله فرکانسی کاهش می دهد.

نقص دیگر میکروفون ها،نویز ناشی از باد می باشد زمانی رخ می دهد که باد به سر،لاله و یا سمعک برخورد می کند.باد باعث ایجاد تغییر نوسانی فشار صوتی در نزدیکی منفذ ورودی صدا می گردد . میکروفون ها بصورت آماتورانه(ناشیانه!) این صداها را تقویت می کنند و نوعی نویز را عمدتا در فرکانس های پایین و میانی تولید خواهند کرد.حتی باد  با سرعت های متوسط نیز سبب SPL بالا در ورودی میکروفون می گردد و گاهی اوقات نیز سبب بار اضافی بر میکروفونه خواهد شد.برای جلوگیری ویا کاهش نویز ،روش های زیر پیشنهاد می شود:

1. قرار دان یک قطعه پلاستیکی بر روی منفذ صدا. این روش تاحدودی موثر است اما از نظر مسائل زیباشناختی زیاد قابل قبول نمی باشد.
2. روش قابل قبول از نظر زیبا شناختی،قرار دادن میکروفون در کانال گوش (نظیر انچه در سمعک CIC است) می باشد.این روش گزینه بهتری است و نویز ناشی از باد را به شکل قابل توجهی کاهش می دهد چون بصورت عمقی تر در کانالل گوش قرار می گیرند.
3. استفاده از نوعی پوشش مش(mesh)، که روی منفذ ورد صدا قرار می گیرد.این روش کارایی زیادی ندارد.
4. استفاده از یک شال(روسری) نازک که روی میکروفون قرار می گیرد.این روش کارآیی بهتری دارد.با این کار،از برخورد باد به لاله و پورت میکروفون سمعک،جلوگیری به عمل می آید.

میکروفون دایرکشنال

 در میکروفون دایرکشنال،2 ورودی وجود دارد:جلویی و عقبی. میکروفون دایرکشنال ،صدایی که از پشت سر می آید را باید حذف نماید و صدای رسیده از جلو را باید تقویت نماید.صدایی که از پشت می آید،اول به ورودی عقبی و سپس به ورودی جلویی می رسد.ما نیز می خواهیم که صدایی را که از ورودی عقبی وجلویی می اید،بطور یکسان و همزمان به دیافراگم برسند.پس باید صدای عقبی را تاخیر(delay) دهیم تا صدا از ورودی جلویی برسد(فاصله 2 ورودی 16mm است).پس یک دمپر آکوستیکی جلوی راه صدای عقبی می گذاریم و به اندازه 57us صدا را معطل می نماید و فاصله ی بین دو وردی 57us است.وقتی که هر دو صدا از دو سو به دیافراگم برسند،دیافراگم حرکت نمی کنند در نتیجه صدای پشتی تقویت نمی گردد.

میکروفون دایرکشنال به صداهایی که از عقب می رسد،حسایست ندارند ولی اگر بخواهیم که صدای پشتی را هم بشنویم،بایستی میکروفون دایرکشنال را غیرفعال نماییم.فرضا کسی که راننده تاکسی است و می خواهد که صدای مسافران عقب را هم بشنود.

صدا از هر طرف(عقب یا جلو) که به میکروفون می رسد،صدای پشتی را delay می کند و اگر صدا از سمت جلو بیاید،اول به ورودی جلویی می رسد،صدای اصلی تقویت و خارج می شود و 114us طول می کشد تا صدا از ورودی عقبی به داخل برسد و تقویت گردد(57us فاصله تا ورودی عقبی+ 57us تاخیر یا delay).

میکروفون دایرکشنال،نویز ورودی از برخی جهات را کاهش می دهد و در عین حال حساسیت میکروفون در دریافت یک صدا را ا یک جهت خاص،حفظ می نماید.حساسیت میکروفون دایرکشنال را معمولا  با "نمودار قطبی" نشان می دهند.میکروفون های دایرکشنال بر اساس نمودار قطبی،به انواع مختلف تقسیم می شود.

کاردیوئید: فقط به صدای جلو حساسیت دارد و صداهای عقب را با delay،حذف می کند.

سوپر کاردیوئید: به صدای عقب سر هم تا حدودی حساسیت دارد اما نسبت به صداهای دو طرف سر،فاقد حساسیت می باشد.

هایپر کاردیوئید : به صداهای عقب سر،بشتر از سوپرکاردیوئید حساسیت دارد اما نسبت به صداهای دو طرف سر،فاقد حساسیت می باشد.

8(هشت) شکل: به صداهای عقب و جلوی سر را به یک اندازه و بطور کامل،حساسیت دارد و آن ها را می گیرد.

هر چه که از میکروفون سوپر به هایپر بریم،حساسیت میکروفون در دریافت صداهای عقب و جلو،افزایش می یابد اما حساسیت آن در دریافت صداهای طرفین کاهش می یابد.اما در میکروفون 8(هشت) شکل(Bidirectional) ، حساسیت میکروفون در دریافت اصوات جلو و عقب یکسان است،اما نسبت به صداهای طرفین سر،کاملا غیرحساس هست.

در میکروفون غیر دایرکشنال(امنی دایرکشنال)،فقط یک منفذ ورودی برای دریافت صدا وجود دارد و نمودار قطبی آن،شبیه به دایره می باشد.در زندگی روزمره،نویز از تمامی جهات به ما می رسد(حتی با بازآوایی).حتی اگر نویز از یک یا دو منبع نیز منشا بگیرد،انعکاسات محیطی(اتاق) سبب می شود تا نویز از تمامی جهات به ما برسد.در مقابل اگر بیمار نزدیک به شخص گوینده باشد،آنگاه اکثریت قریب به اتفاق صداها،از سمت جلو(روبرو) به بیمار می رسد(نزدیک شدن بیمار به فرد گوینده،یکی از راه های غلبه بر بازآوایی می باشد).

بهترین میکروفون،میکروفونی است که به صداهای رسیده از سمت جلو حساس باشد و همچنین بایستس نویزهای رسیده از سایر جهات تا حدودی باید کم باشد تا توانایی درک گفتار در محیط نویزی به حداکثر برسد.

برای ارزیابی دایرکشنالیتی،از شاخص های مختلفی استفاده می شود.به نسبت حساسیت میکروفون در برابر اصوات روبرو در سطح افقی(2بعدی یا 3 بعدی) در مقایسه با سایر جهات،شاخص جهت داری(DI) می گویند که بر حسب dB بیان می شود.

شاخص جهت داری(DI) در میکروفون های دایرکشنال یعنی : توانایی بهبود بخشیدن SNR توسط میکروفون.هرچقدر که این توانایی بیشتر باشد،میکروفون بهتر است.همچنین "به نسبت حساسیت میکروفون در برابر اصوات روبرو در مقایسه با سایر جهات" نیز اطلاق می شود.

گاهی اوقات از "شاخص نسبت جلو به عقب"(front- to-back ratio) برای بررسی دایرکشنالیتی نیز استفاده می شود که البته شاخص مناسبی نمی باشد.چون هیچگونه تاثیری در سرکوب نویزی که از اطراف سر نسبت به پشت سر می اید،ندارد.

بالاترین شاخص جهت داری سه بعدی مربوط به "هایپر کاردیوئید"(5.9dB) و بالاترین شاخص جهت داری دوبعدی مربوط به "سوپر کاردیوئید"(4.8dB) می باشد.در کل به دلیل عملکرد کاهشی لاله و سر بر روی صدا،دایرکشنالیتی اتفاق می افتد.

حتی میکروفون های امنی دایرکشنال نیز به نوعی دارای فعالیت دایرکشنالیتی هستند(وقتی که روی سر قرار می گیرند)،اگرچه حساسیت آنها(بخصوص در BTE) در سایر جهات بیشتر از جلو می باشد ولی درکل در ان ها هم دایرکشنالیتی رخ می دهد.زیرا زمانی که لاله( و سر) بین منبع و میکروفون قرار می گیرد، عملکرد کاهشی دارند،اما بالعکس زمانی که میکروفون بین لاله( و سر) و منبع قرار می گیرد،عملکرد افزایش دارند.این اثرات افزایشی یا کاهشی که به وقوع می پیوندد،با افزایش فرکانس،افزایش می یابد.

بیشترین کاربرد میکروفون دایرکشنال در BTE می باشد اما در ITE هم کاربرد دارد(ولی در گذشته طراحی نامناسبی داشته اند).

تفسیر شکل:همه ی میکروفون ها اعم از دایرکشنال و امنی دایرکشنال،زمانی که روی سر قرار بگیرند،نوعی دایرکشنالیتی دارند.این امر به دلیل انکسار اتفاق می افتد.

زمانی که میکروفون امنی دایرکشنال روی سر قرار بگیرد،به دلیل تاثیر انکساری سر،حساسیت میکروفون در زاویه80درجه اتفاق می افتد.

اما زمانی که میکروفون دایرکشنال روی سر قرار بگیرد،تاثیر انکساری سر به همراه ویژگی دایرکشنالیتی میکرفون سبب می شود تا  بالاترین حساسیت در زاویه30 درجه باشد).

یکی از مشکلات میکروفون دایرکشنال این است که فقط در فرکانس های پایین تر از نقطه قطع(Cut off frequency) فیلتر پایین (Low)گذر، دایرکشنالیتی دارند.اگر فرکانس قطع خیلی پایین باشد،کارآیی میکروفون کاهش می یابد.

مشکل دیگر میکروفون های دایرکشنال آن است که نوعی کاهش بهره در Low.f ایجاد می کنند که البته این مسئله با فیلترLow pass قابل حل است؛اما باعث نویز داخلی در سمعک می شود.در کل این فیلترها مناسب نیستند و اگر بهره پایین باشد،فرد نمی تواند که اصوات Low.f تقویت شده را دریافت نماید.

مشکل دیگر میکروفون های دایرکشنال آن است که فرد استفاده کننده از سمعک نمی خواهد که در همه موقعیت ها از میکروفون دایرکشنال استفاده نماید.با استفاده از میکروفون دایرکشنال دوتایی(Dual)،این مسئله تا حدودی برطرف می شود.در این حالت،از2 میکروفون امنی دایرکشنال جداگانه(به جای یک میکروفون تنها) با دو منفذ ورودی صدا استفاده می شود.خروجی میکروفون دوم از منظر الکتریکی دچار تاخیر می شود و از خروجی اولین میکروفون کم می شود.زمانی که نویز دردسر ساز نیست،کاربر می تواند که یکی از میکروفون ها را خاموش نماید و بنابراین ان را به حالت"امنی دایرکشنال" برمی گرداند.در صورتی که پاسخ فرکانسی پایین مطلوب باشد.

بیمار با استفاده از یک کلید،بر اساس موقعیت شنیداری مختلف،از میکروفون(دایرکشنال یا امنی دایرکشنال) استفاده می کند.

شکل2.8: شاخص دايركشناليتي يك سمعكBTEغيردايركشنال، يك سمعكBTE دايركشنال با دو منفذ ورودي،يك سمعك BTE دو ميكروفونه،يك سمعكITE با دو منفذ ورودي و يك سمعكCIC

تفسیر شکل2.7:

"وضعیت صفر" یعنی اینکه سمعک فاقد توانایی دایرکشنالیتی می باشد(امنی دایرکشنال).

BTE Omni: غیر دایرکشنال،میکروفونی---- هیچ گونه شاخص جهت داری در فرکانس های مختلف ندارد یعنی در هیچ فرکانسی،حساسیت ندارد(عملکردش به فرکانس بستگی ندارد).میزان DI گاه صفر است ولی گاهی اوقات منفی هم می شود.

BTE-2Port: سمعک پشت گوشی با دو منفذ ورودی---- به میزان 5تا6دسی بل،شاخصDI و بهبود SNR در سمت جلو نسبت به عقب دارد--- در Low.f که نویز زمینه وجود دارد،فقط سبب بهبود4تا5دسی بل در SNR می شود.---- تا فرکانس2000هرتز،توانسته که شاخص جهت داری خود را حفظ نماید ولی از 2000 هرتز به بالا،میزانDI برابر صفر است پس عملا فاقد کاربرد می شود.

BTE-2mic: دقیقا مشابه BTE-2Port می باشد.

ITE-2port: در تمامی فرکانس ها(250تا4000 هرتز)، شاخصDI دارد.بطوری که در فرکانس250،500 و 1000هرتز،DI=4dB است ولی در فرکانس2000 و 4000 هرتز، DI=6dBاست که این افزایش به دلیل ویژگی های رزونانسی لاله و مجرا می باشد.

CIC : در 250 هرتز،DI نداریم و از فرکانس500 هرتز به بالا DI داریم.در500هرتز، DI=-2dB(!!( --- در 1000هرتز: DI=0dB------ در2000 و 4000 هرتز، DI=2dB . این وجود DI در دوفرکانس بالا به دلیل ویژگی های رزونانسی لاله و مجرا می باشد(یعنی لاله صدا را بهتر می گیرد و لی نویز را نمی گیرد!).

زمانی که بیمار نیاز دارد  تا به صداهای افرادی که پشت سرش هستند گوش دهد،آن گاه استفاده از این میکروفون دایرکشنال برایش درد سر ساز است.2 راه حل اکنون بصورت تجاری برای این مشکل وجود دارد:

1.سمعک دارای دو برنامه دایرکشنال و امنی دایرکشنال باشد و همچنین اینکه کاربر توانایی انتخاب هر کدام از ان دو را داشته باشد.

2.راه حل رایج تر آن است که سمعک هر دومیکروفون دایرکشنال و امنی دایرکشنال را بطور مجزا در آن واحد داشته باشد که هرکدام یک پورت ورودی دارند.زمانی که الگوی حساسیت امنی مورد نیاز است، خروجی یک میکروفون انتخاب شده ویا اینکه دو خروجی با هم جمع می شوند.

زمانی که الگوی حساسیت دایرکشنال مورد نیاز باشد،دو میکروفون مورد استفاده دارای ترکیب متفاوتی هستند.در این آرایشDual-microphone،خروجی حاصل از میکروفون دوم از منظر الکتریکی دچار تاخیر می شود و از اولین میکروفون کسر می شود و سبب ایجاد تعادل الکترونیکی پردازشی می شود که بصورت آکوستیکی در یک میکروفون تنها(مجزا)،رخ می دهد.

بهر حال صرف نظر از انتخاب هر کدام از این دو روش،بسته به شرایط شنیداری و احساس نیاز و سودمندی بیمار،بیمار می تواند یکی از دو وضعیت دایرکشنال یا امنی دایرکشنال را نتخاب کند.میکروفون های دایرکشنال به طور طبیعی دارای شکل پاسخ بهره-فرکانسیLow cut هستند،که بطور تدریجی از فرکانس 2000 هرتز به پایین،بهره را کاهش می دهد.البته با استفاده از فیلترLow pass می توان این مشکل را نیز حل نمود اما همین فیلتر سبب افزایش نویز داخلی میکروفون ها می شود(که مسئله دردسرسازی است و ممکن است که به مرور حتی بیشتر هم شود).

مشکلات مربوط به"نویز تداخل گر"،بیشترین و مهمترین شکایت افراد دارای سمعک می باشد.

میکروفون دایرکشنال سبب افزایشSNR می گردد که سبب بهبود وضوح و درک گفتار می گردد اما این مزیت در محیط بازآوا کاهش می یابد،مگر اینکه فرد کم شنوا به فرد گوینده نزدیک شود.

میزان بهبودSNR بستگی به مواد گفتاری و نویز زمینه نیز دارد ولی میزان تاثیر میکروفون دایرکشنال معمولی بر درک گفتار،مستقل از مواد گفتاری مورد استفاده یا میزان نویز زمینه می باشد،اما از انجایی که نقش برخی فرکانس ها در درک گفتاربیشتر است،پس شاخصDI نمی تواند که میزان تاثیر میکروفون های دایرکشنال را بر درک گفتار بخوبی نشان دهد.به همین دلیل استفاده از شاخص های دیگری مثلAI-DI ضرورت می یابد.در این شاخص،وزن و نقش فرکانس های بالا در درک گفتار،با استفاده از شاخص تولید(AI) که شاخص وضوح گفتاری(Intelegibity) نیز نامیده می شود،محاسبه می گردد.

AI-DI بیانگر ان است که اگر عملکرد بر اساس همان میکروفون امنی بجای دایرکشنال باقی بماند،سطح نویز زمینه کاهش می یابد.هر 1dB بهبود در AI-DI باعث افزایش درک گفتاری(در دیلون حدود 10 درصد--- یا در بعضی جاها نوشته که 12 درصد) می گردد.

میزان AI-DI در امنی دایرکشنال،نزدیک به 0dB است اما در سمعک های دومیکروفونه  ودو پورته،رنج آن حدود 2-5dB می باشد.

زمانی که نویزاز یک سمت می اید،میکروفون دایرکشنال نویز را بیشتر سرکوب می کند که در این حالت کمتر از مقداری است که بوسیله ی AI-DI نشان داده می شود.

موقعیت(مکان) میکروفون:

در اکثر موارد،میکروفون درون سمعک ها قرار دارد اما در محل های دیگری مثل hand-held یا انتقال دهنده(ترانسمیتر) وایرلس یا میکروفون های satellite (که در سمت مقابل سر قرار میگیرد)،نیز وجود دارد.

 آمپلی فایر(تقویت کننده)

وظیف اصلی آمپلی فایر(تقویت کننده) در سمعک،افزایش دامنه(شدت) صدا می باشد.3 وظیفه آمپلی فایرها عبارتند از:

1.ولتاژ را افزایش می دهند ولی کاری به جریان ندارند.

2.در درون بدنه سمعک،جریان را افزایش می دهند ولی کاری به ولتاژ ندارند

3.هم ولتاژ و هم جریان را افزایش می دهند(رایج ترین حالت).

 این هر 3 وظیفه سبب افزایش شدت و دامنه سیگنال می شود.اما در کل آمپلی فایرها،برای تامین انرژی شان، به باتری نیاز دارند.

فناوري آمپلی فایر:

 قطعه ای که باعث کنترل امپلی فایر می شود و آن را کوچکتر می نماید،"ترانزیستور" می باشد.اگرچه یک ترانزیستور هم کار را ما راه می اندازد،اما امروزه اغلب از چندین ترانزیستور و مقاومت در مداراتی بنام،"مدار مجتمع(IC)" برای عملکرد تقویت کنندگی بهتر( نسبت یک ترانزیستور تنها) استفاده می شود. ICها به دوگروه دوقطبی و CMOS تقسیم می شوند که هردوی آن ها کاربرد دارند ولی هر یک دارای مزیت های مخصوص به خود می باشند.

مدارات دوقطبی نویز داخلی کمتری دارند اما مدارات CMOS به نیروی باتری کمتری نیاز دارند.این دونوع تاحدودی هرکدام از این دو مزیت راهم دارند.

هرچقدر که سمعک ها پیچیده تر باشند،IC آنها نیز پیچیده تر می باشد و IC بیشتری هم خواهند داشت(از چند تا 1000تا).آمپلی فایرها بخصوص در وردی و خروجی سمعک های آنالوگ،نقش بسیار کوچکی دارند. دیودها سبب جریان یافتن سیگنال در یک مسیر می شود.همچنین برای دریافت(حس) اندازه سیگنال ها به کار می روند و درون IC ها نیز ساخته می شوند.

"خازن" برای اهداف مختلف ساخته می شوند مثلا در ساختن فیلترها نقش دارند و در صورتی که کوچک باشند،درون IC قرار می گیرند و در صورتی که بزرگ باشند،بصورت مجزا به کار گرفته می شوند.

در اکثر سمعک ها، IC بر روی بورد مدار(CB) و به همراه مدارات چاپی دیگر قرار می گیرند. بورد مدار از فایبرگلاس(که محکم است) و یا پلاستیک(که انعطاف پذیر است)،ساخته می شوند.یا اینکه از مواد سرامیکی ساخته می شوند که مربوط به substrate می باشند.

بوردها دو کار عمده را انجام می دهند:

1.ارتباط الکتریکی بین اجزا(مثل خازن و IC) را برقرار می نماید.

2.دسترسی بیمار را به اجزای مختلف سمعک مثل ولوم کنترل و ... راحت می نماید.

بوردها به همراه مداراتIC خود و نیز به همراه سایر اجزای الکترونیکی دیگر،"هیبرید" نامیده می شود.

اگر فقط یک IC بر روی یک plate (صفحه)باشد:ICنامیده می شود.

 اگر چندین IC بر روی یک plate (صفحه)باشد:هیبرید نامیده می شود.

------------------------------------------------------------------------------------------------------

شکل       2.9 :بورد یک آمپلی فایر سمعکBTE Power.IC ها تحت پوشش محافظ تکی و اجزای تکی بر روی سمت دیگر قرار می گیرند.پوشش محافظ،از ICها در مقابل آسیب فیزیکی،ورود رطوبت و آلودگی،محافظت می نماید.

عملکرد آمپلی فایرها:

آمپلی فایری ایده ال است که پاسخ بهره-فرکانسی مورد نیاز را تامین نماید به طوری که سبب تولید نویز داخلی و اعوجاج نگردد(صرف نظر از میزان سیگنال ورودی).پس به همین دلیل،امپلی فایرهای مختلفی وجود دارد.تغییر برانگیزترین و چالش انگیزترین حالت زمانی است که سیگنال ورودی بیشتر  وبزرگتر از توانایی آمپلی فایر باشد.

برش قله و دیستورشن(اعوجاج):

آمپلی فایرها توانایی تولید سیگنال هایی که ولتاژ آن ها از حد مشخصی بالتر است را ندارند.این حداکثر توانایی معمولا به ولتاژ باتری(منبع تغذیه)،وابسته هستند.اگر بزرگترین سیگنال امپلی فایر (خروجی)،به این حداکثر نزدیک باشد و شدت سیگنال ورودی یا بهره امپلی فایر افزایش یابد، آمپلی فایر قله سیگنال را قطع می نماید.البته در صورتی که از مدار تراکمی استفاده شود،این اتفاق رخ نمی دهد.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

شکل 2.10 :سيگنالي كه از 0تا2ms بصورت خطي تقويت مي شود،اما زماني كه خروجي سيگنال به حداكثر ميزان دامنه اي مي رسد كه آمپلي فاير مي تواند تحويل دهد، عمل تقويت غيرخطي شده و برش قله صورت مي گيرد(2تا4ms)

تفسیر شکل: زمانی که شدت سیگنال ورودی بیشتر از حد مشخصی شود،سر قله ها را می زندد و اصطلاحا به آن برش قله می گویند.در حالت برش،ولتاژ مداومی که اضافه می شود،به نقطه حداکثر رسیده و  بیشتر از آن جریان را نمی تواند عبور دهد.

------------------------------------------------------------------------------------------------------دیستورشن علاوه بر آمپلی فایر ،ممکن است که در میکروفون و رسیور هم اتفاق بیافتد.با برش قله،اجزای فرکانسی جدیدی در سیگنال خروجی سمعک پدیدار می شوند که در سیکنال ورودی نبوده اندبه این پدیده،"دیستورشن(دستخوردگی)" می گویند.

اگر سیگنال ورودی یک موج سینوسی باشد،اجزای فرکانسی جدید به واسطه دیستورشن، هارمونیک های موج سینوسی هستند.این نوع برش را "دیستورشن هارمونیک" می نامند.تمامی آمپلی فایرها به نوعی اعوجاج تولید می کنند و در صورتی که  سیگنال بطور مناسبی دچار برش قله شوند،تمامی آمپلی فایرها مقادیر بالایی اعوجاج تولید می کنند.

اگر برش قله متقارن باشد(یعنی هم فاز + و هم فاز- را برش بزند)،فقط هارمونیک های فرد (ونه زوج) در سیگنال خروجی پدیدار می شوند.

اگر برش قله نا متقارن باشد(یعنی یا فاز + یا  فاز- را فقط برش بزند)،احتمال ایجاد هارمونیک های زوج و فرد در سیگنال خروجی وجود دارد.در حالت نامتقارن، هارمونیک های دوم و سوم قدرتمندترین هستند.

برش قله در سمعک یعنی اجازه رشد دامنه سیگنال را تا حد مشخصی می دهد و بیشتر از آن را نمی تواند تحمل کند و بعد از ان جلوی رشد دامنه را می گیرد و زمانی که به نقطه حداکثری برسد،سر قله ها را می زند.

توان تمامی محصولات اعوجاجی با هم جمع شده و نسبت به توان خروجی ان بیان می گردد که به این نسبت،THD(کل اعوجاج های هارمونیک) گفته می شود.در صورتی که اعوجاج بالا باشد، کیفیت سیگنال و کیفیت گفتار و وضوح آن،تنزل می یابد.اعوجاج در حد متوسط(در حدود10درصد)،کیفیت سیگنال را پایین می اورد.

در اعوجاج هارمونیک علاوه بر فرکانس اصلی،هارمونیک های ان موج(ضریب زوج یا فرد) نیز علاوه بر فرکانس اصلی مشاهده می گردد.اگر سیگنال ورودی پیچیده تر باشد،دیستورشن در هارمونیک های تمام فرکانس های ورودی و نیز فرکانس های ترکیبی اتفاق می افتد.مثلا اگر دو سیگنالf1 و f2 به سمعک وارد شوند،انواع مختلفی دیستورشن مانند2f1،2f2،3f2،2f1-f2 و .... ممکن است در خروجی مشاهده گردد که به این دیستورشن،"اعوجاج اینترمدولاسیون" گفته می شود.

مکانیسم های ایجادکننده اعوجاج اینترمدولاسیون دقیقا همان مکانیسم های ایجاد کننده اعوجاج هارمونیک هستند(بدین معنا که برش قله رایج ترین عامل آن می باشد).همچنین دلیل نامگذاری اعوجاج اینترمدولاسیون آن است که تولیدات اعوجاجی ناشی از اینترمدولاسیون هر جز در سیگنال ورودی،بوسیله ی سایر اجزا در سیگنال ورودی می باشد.

به نسبت کمتر میکروفون سمعک ها و با نسبت بالا رسیور سمعک ها، دارای عملکرد برش قله هستند. برش قله و نتیج حاصل از اعوجاج ان یا حتی اشکال بدتر اعوجاج در صورتی که پردازشگر دیجیتالی سیگنال(DSP) دارای بار اضافی(اور لود) باشند،نیز رخ خواهد داد.

سمعک های انالوگ دارای چندین آمپلی فایر هستند که با استفاده از باتری،به حداکثر قدرت خود می رسند.انواعی از آنها همچونA،B،D و H در گذشته(سال2000) مورد استفاده قرار می گرفت که بسته به قدرت سمعک و سایر ملاحظات طراحی ان،به کار گرفته می شدند.سمعک های دیجیتالی دارای یک پیش تقویت کننده قبل از مبدل آنالوگ به دیجیتال هستند وممکن است که یک آمپلی فایر خروجی داشته باشند که برای دستیابی به حداکثر قدرت وتوان مورد نیاز به کارگرفته می شوند.

  آمپلی فایرهای تراکمی:

در افرادی که D.R محدودی دارند(مثل افرادSNHL)،در صداهای ورودی با شدت بالا،نسبت به صداهای ورودی با شدت پایین،به بهره کمتری نیاز داریم.

تراکم گر(compressor): کاهش بهره و تقویت در صداهای با ورودی بالا

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

شکل2.11 : حلقه فيدبك در مدار تراكمي

 تفسیر شکل:سیگنال از نقطه مشخصی به 2 قسمت تقسیم می شود و دوباره وارد مسیر تقویت کنندگی می شود.

2آمپلی فایر تراکمی: AVC(مدار تراکمی با عملکرد کند) – AGC.

سیگنال در نقطه فیدبک(F)، به وسیله ی نمایانگر شدت تحویل داده می شودو سیگنال با تغییر پذیری سریع را به جریان کند تبدیل می نماید و سپس از راهC تعیین می شود که چه میزان بهره مورد نیاز است آن را دوباره به مدار ما تحویل می دهد.

در صورتی که بهره تراکم گر هر بار کاهش یابد،اندازه موج افزایش می یابد و در نتیجه تراکم گر می تواند بطور جزئی سب ایجاد اعوجاج در شکل موج گردد.زمانی که بهره به آرامی تغییر می نماید، عملکرد تراکم گر بهتر می شود.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

شکل2.12: تاثير تراكم گر بر شكل يك موجي كه از نظر شدتي،متغيير است.

  تفسیر شکل: در ابتدا با افزایش میزان سیگنال ورودی،سیگنال خروجی هم به نسبت آن،افزایش می یابد ولی بعد از مدتی هرچقدر هم که ورودی افزایش یابد،دامنه خروجی باز در حد ثابتی باقی می ماند و بدون تغییر میشود.دراین حالت همزمان با افزایش سطح ورودی،ولوم کنترل کمتر می شود.

با توجه به شکل،اختلاف سطح شدتی بین سیگنال های بالا و پایین، کاهش می یابد اما جزئیات شکل موج بطور قابل توجهی تحت تاثیر قرار نمی گیرد.

عملکرد تراکمی دقیقا مثل ان است که  با افزایش خروجی سمعک،مریش ولوم کنترل را پایین بیاورد.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

مدارات دیجیتالی

در فناوری آنالوگ،ولتاژ(جریان) تبدیل به فشار صوتی می شود.یعنی با افزایش فشار صوتی،سیگنال و جریان الکتریکی از همان لحظه افزایش می یابد.

از میانه ی دهه1990،فناوری دیجیتال پا به عرصه نهاد،بطوری که اکثر سمعک های کنونی دارای فناوری دیجیتال هستند.

فوائد تکنولوژی دیجیتال: دقت بیشتر،نویز داخلی کمتر،قابلیت انجام عملیات های پیچیده در ICهای کوچک، کم مصرف بودن.

در مدارات دیجیتال همانند انالوگ،از میکروفون(به عنوان مبدل صوت به جریان الکتریکی) استفاده می شود.

------------------------------------------------------------------------------------------------------

شکل2.13: اجزای اصلی سمعک های دیجیتال که شامل: پیش تقویت کننده،مبدل آنالوگ به دیجیتال(ADC) ،پردازشگر دیجیتالی سیگنال(DSP) ،مبدل دیجیتال به آنالوگ(DAC) و نیز حافظه(memory) برای ذخیره مشخصات تقویتی مورد نظر.

مبدل آنالوگ به دیجیتال(ADC)

در فناوری دیجیتال برای تبدیل ولتاژ الکتریکی به اعداد(دیجیت)، از مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده می شود.

نمونه برداری از سیگنال،اولین مرحله از پردازش دیجیتال محسوب می شود.برای نمونه برداری ابتدا باید به این نکته توجه شود که اندازه سیگنال در فواصل زمانی منظم چقدر می باشد و بطور کلی میزان  سیگنال در سایر فواصل زمانی در نمونه برداری های مختلف،باید نادیده گرفته شود.

اگر فرکانس یا سرعت نومنه برداری از سیگنال،بزرگتر از 2 برابر بالاترین فرکانس موجود در سیگنال باشد،تقریبا هیچ نوع داده ای در مورد سیگنال اصلی از بین نمی رود.بنابراین اگر قرار باشد که سمعک اطلاعات تا فرکانس1000 هرتز را بخوبی تقویت و پردازش نماید،بایستی فرکانس نمونه برداری از سیگنال،حداقل2000هرتز باشد.این بدان معناست که سیگنال در هر 1/2000 ثانیه،یک بار نمونه برداری شده است.این قانون را Nyquist می نامند.

سمعک بایستی حاوی یک فیلتر پایین گذر باشد تا مطمئن شویم که سیگنال ورودی پایین تر از نصف فرکانس نمونه برداری شده می باشد.این فیلتر را "فیلتر Anti aliasing" می نامند.چون اگر بزرگتر از نصف فرکانس نمونه برداری شده باشد،سمعک ان را به عنوان صدای پایین تر از نصف نمونه برداری تقویت می نماید؛یعنی فرکانس ها خود به پایین تر می آیند. فیلتر Anti aliasing  که خود بخش اصلی پروسه تبدیل آنالوگ به دیجیتال می باشد،از این aliasing ناخواسته جلوگیری می نماید.

بدلیل آنکه هیچ فیلتری ایده ال نیست و برخی سیگنال های صوتی فرکانس ها فقط در صورتی که بالای فرکانس قطع فیلتر Anti aliasing باشند،از فیلتر عبور می کنند،پس فرکانس نمونه برداری در10تا20 درصد بالاتر از میزان حداقل(از نظر تئوری)،انتخاب می شوند.در مراحل بعد سیگنال نمونه برداری شده به عدد تبدیل می شود.فرضا فقط 8عدد بین0تا7 فقط اجازه خودنمایی دارد.طراحان سمعک تعیین می کنند که چه مقدار عدد اجازه عبور دارد.

شکل موج بر اساس اعداد(که کد نامیده می شود)،در زیر شکل بالا نشان داده می شوند چون این اعداد کد قابل قبول هستند که به میزان نمونه برداری،نزدیک ترین هستند.اکنون دیجیتالی هستند.کدهای دیجیتالی شده به واحدهای به نام "بیت(bit)" شکسته می شوند.واژه بیت،از رقم دو دودیی(binary) گرفته شده است.این اعداد بین 0 صفر تا 9 هستند،اما با ترکیب همین اعداد کوچک و محدود،می توانیم که اعداد بزرگتری بسازیم.رقم های دودویی،صفر و یک(0،1) هستند اما با نسبت 2ⁿ می توانیم که اعداد بزرگتری بسازیم.

دستگاهCDپلیر های خانگی از 16 بیت  برای ارائه صدا استفاده می کنند یعنی2¹⁶= 65536 عدد مختلف را می توانند که از خود عبور دهند.سمعک ها نیز از اعداد و بیت های مشابه استفاده می کنند.

هر8بیت=ا بایت کامپیوتر. ظرفیت هادر دیسک ها بر اساس مگابایت و گیگابایت می باشد.سمعک های دیجیتالی نیز به حافظه برنامه ریزی شده نیاز دارند و میزان حافظه سمعک هافبر اساس کیلوبایت و مگابایت می باشد.

چه لزومی برای تبدیل این اعداد به بیت وجود دارد؟ اولا برای کامپیوترها مناسب و راحت است،چون بصورت موثری سیگنال ها را به عنوان خاموش و روشن می توانند ارائه دهند و درنتیجه به عنوان2 مقدار از اعداد دودویی در نظرگرفته می شود.ثانیا وجود دو عدد باعث می شود که زمانی که سیگنال ذخیره و منتقل می شود، انحراف رخ ندهد،یعنی صفر برابر با صفرولت و 1 برابر یک ولت است.مرحله بعد آن است که سیگنال ها براساس0vو1v بیان می شوند.

برخلاف مدار انالوگ،نویز داخلی سمعک در این مدارات دیجیتال مشکل ساز نیست وباعث خطا نمی گردد،در حالی که در مدار انالوگ،نویز با سیگنال ترکیب می شود و بصورت ترکیبی از این دو به گوش بمار بیچاره می رسد.البته این نویز مربوط به نویزی است که بعد از میکروفون(ونه خود میکروفون ،ADC و پیش تقویت کننده) تولید می شود.

پردازش دیجیتالی سیگنال(DSP)

فایده اول مدارات دیجیتال،محافظت در مقابل نویز می باشد.

فایده دوم مدارات دیجیتال ان است که زمانی که صدا بر اساس اعداد ارائه می شود،ما می توانیم که این اعداد را دستکاری کنیم.با استفاده از محاسبات ریاضی می توانیم که صدا را اصلاح نماییم.مثلا اگر بخواهیم که یک صدا را حدود6 دسی بل تقویت کنیم،بایستی دامنه صوت را دو برابر نماییم.این کار با ضرب نمودن هر نمونه صدا در عدد1 صورت می گیرد.هرچقدرکه تقویت بزرگتر باشد،به اعداد بزرگتری هم نیاز داریم.ترکیبات مناسب عملیات ریاضی و محاسباتی،باهرگونه تغییر در اصوات،در ارتباط است.مثلا برای ایجاد یک فیلتر پایین گذر،می توانیم که هر نمونه صوتی رابگیریم و برخی بخش های کوچکتر نمونه قبلی را به ان بیافزاییم. این اتفاق بصورت میانگین گیری یا هموارنمودن یک سری از اعداد صورت می گیرد که سبب می شود که اندازه هر نوسان سریع که ارائه می شود را کاهش می دهد(اجزای فرکانس بالا). با استفاده از محاسبات ریاضی می توانیم که صدا را همانند مدارات انالوگ اصلاح نماییم.خوشبختانه اجزای الکترونیکی دیجیتال،فراتر از کارهای تقلیدی مدارات آنالوگ را انجام می دهند.

دو نوع مختلف از DSP ها در سمعک ها به کار می رود:

1. سیستم پردازش دیجیتالی hard-wired(سیم دار)   2.پردازشگرgeneral arithmic

سیستم پردازش دیجیتالی hard-wired(سیم دار):

در این نوع سمعک ها،هر کدام از اجزای مختلف پردازشگر،یک کارتخصصی(تراکم،فیلتر و ...) را انجام می دهند.این بلوک ها به طریقه ی ویژه، ثابت ومنظمی با هم در ارتباط هستند.یعنی نمونه های موج صوتی از طریق بلوک های مختلف پردازشی در یک ترکیب خاص عبور می کنند و هر بلوک تنها یک عملکرد تخصصی(تراکم،فیلتر و ...) را انجام می دهند که برای انها برنامه ریزی و طراحی شده است.

اگرسمعک دیجیتال را بصورت یک نموداربلوکی(مثل سمعک های انالوگ) نشان دهیم،آنگاه صدا فقط از طریق نمودار بلوکی که به ان ارائه می شود،پردازش می گردد.میزان تقویت سمعک های دیجیتال و فیلترها به طریقه بسیار منعطف پذیری برنامه ریزی می شود.بنابراین هیچگونه معایبی در این نوع سمعک های دیجیتال  وجود نخواهد داشت و سبب می شود که نمودار بلوکی برای فرد کم شنوای دارای سمعک مفید باشد و پارامترهای هر بلوک(نسبت تراکم و...) را ارائه می دهد و همچنین نیز قابلیت تطبیق و تنظیم برای هر فرد را هم به همراه دارد.اکنون این نوع سمعک ها،دارای مشخصات تقویتی هستند که بصورت بسیار انعطاف پذیری قابلیت تنظیم دارند.

پردازشگرgeneral arithmic:

پردازشگرgeneral arithmic جایگزین سمعک های hard-wired است.این نوع سمعک دارای یک پردازش ریاضی در مرکز آن هستند. این پردازشگر همانند رایانه،آنچه که نرم افزار برایش تعیین می کند را انجام می دهد.فرضا اگر نرم افزار بگوید که صدا را به درون 3 باند موازی فیلتر نماید،سپس بر روی هرکدام عملکرد انجام دهد و سپس انها را با هم جمع نماید،آنگاه این پردازشگر همانند یک سمعک سه کاناله عمل خواهد کرد.

در صورتکی که نرم افزارهای مختلفی برروی سمعک بارگذاری(لود) شود،آنگاه سمعک همانند یک سمعک تک کاناله دارای برش قله(PC)عمل خواهد کرد.هیچگونه محدودیت پایه ای که کدام سمعک این کار را انجام می دهد،وجود ندارد.در کل ما می خواهیم که خروجی سمعک،یک صوت راحت،با کیفیت بالا و وضوح بالا داشته باشد و بدون نویز باشد.این هدف میسر نمی شود،مگر اینکه قادر باشیم که بصورت دقیق به DSP2 بگوییم  که چه عملیات هایی را بر روی صدا انجام دهد تا این ویژگی های مثبت را داشته باشد.

در صورتی که سمعک قبل از انجام وظیفه اش،یک پردازشgeneral arithmic بر روی یک نمودار بلوکی طراحی شده را باهم ترکیب نماید،آنگاه آیا چنین پردازشگر مفید خواهد بود؟

بله،انعطاف پذیری بالا از چهارگونه مفید می باشد:

1.چنین سمعکی بسته به نرم افزاری که سازنده بر روی ان لود نموده است،صادق،مفید و معتبر خواهد بود وآنگاه هر قیمتی که سازنده برای چنین سمعکی در نظر بگیرد،قابل قبول خواهد بود.

2.سازنده سمعک می تواند که چنین سمعکی را به عنوان سمعک فوق انعطاف پذیر به فروش برساند.(یعنی بیمار با استفاده از یک کنترل از راه دور براحتی می تواند که برنامه های مختلف روی سمعک اش را انتخاب نماید).

3.برنامه های پردازشی جدید و بهبود یافته را می توان بر روی ان اعمال نمود و بیمار می تواند که براساس نیاز شنیداری جدیدش،نرم افزار جدیدی که متناسب با  آن پردازش جدید است را خریداری نماید و در نتیجه باعث می شود تا سمعک قدرت پردازشی کافی را داشته باشد.

4.زمان بین رشد الگوریتم جدید و آن چیزی که این رشد جدید را در اختیار بیمار قرار می دهد،بسیار کمتر از زمان مورد نیاز برای رشد یک برنامهICجدید و خاص می باشد.

حال به مقایسه بین سمعک و کامپیوتر می پردازیم:

سمعک دارای سخت افزار و نر افزار می باشد و این دو بصورت مجزا از هم قابلیت ارتقا دارند.برخی شرکت ها فقط به ساخت نرم افزار ها می پردازند و سپس این نرم افزار ها را به سازندگان سمعک ها برای نصب نرم افزار با ورژن جدید بر روی آن ها می فروشند.همچنین برخی از این شرکت های سازنده نرم افزار،ان ها را بطور مستقیم به ادیولوژیست ها می فروشند.

بهرحال این مزایای انعطاف پذیری بر روی قیمت نیز اثر می گذارد.انجام محاسبات خاص و ویژه،به قدرت بیشتر(و در نتیجه مصرف باتری بیشتری) برای انجام فعالیت مورد نیاز،لازم دارند.در صورتی که مصرف باتری را یکسان و مساوی فرض کنیم، پردازشگرهای hard-wired ،محاسبات پیچیده تری را به نسبت پردازشگرهای general arithmic انجام می دهند.

این پردازشگرهای general arithmic زمانی به عنوان Open-platform توصیف می شدند چون خود بیمار می توانست که نرم افزار جدیدی را بر روی IC سمعک خودش انتخاب کند،در دسترس بود.برخی از سمعک های جدید بصورت Open-platform هستند.

اگرچه این دو نوع پردازشگر را می توان بصورت جایگزین هم  در نظر گرفت،اما در واقع در امتداد هم هستند. پردازشگرهای general arithmi می تواند حاوی مدارات hard-wired برای تکرر مکرر روش های محاسباتی،به طریقه ی مناسبی باشد.در مقابل سیستم hard-wired می تواند که حاوی  پردازشگرهای general arithmi کوچکی باشد که می تواند کنترل نماید که چه مقدار از hard-wired باید تنظیم شود.در یک دوره این دو پردازشگر بصورت توام با هم(هیبرید) استفاده می شدند اما به مرور،نوع general arithmi افزایش یافت.

ادیولوژیست بایستی تا حدود به این نکته توجه نماید که سازنده سمعک چه پردازش های را اعمال نموده است و همچنین باید توجه کند که برنامه موردنیاز بیمار چه چیزی می باشد و در چه صورتی برای بیمار مفید و انعطاف پذیر خواهد بود.قطعا سمعک ها سبب سودمندی بیشتر نخواهند شد ،چون با برخی تکنولوژی های مخصوص ساخته می شوند.

پردازش متوالی، پردازش بلوکی و تاخیر سمعک

روشی که سمعک صداها را تقویت می کند،بسته به فرکانس،متفاوت است.برای دستیابی به تقویت وابسته به فرکانس،سمعک های دیجیتال صداها را از طریق دو مسیر کاملا مجزا پردازش می کنند.اولین روش بصورت آنالوگ می باشد و پردازش متوالی نامیده می شود.فرضا در رایانه این پردازش به مقادیر نمونه گیری های پیشین بستگی دارد.مثلا در مدار تراکمی با عملکرد کند،بهره ارائه شده برای نمونه ی جریان،به میزان هزاران نمونه گیری قبل بستگی دارد.

راه جایگزین  این روش، پردازش بلوکی(یا پردازش فریمی یا پنجره بندی سیگنال) می باشد.در این روش تعداد نمونه های ورودی (64،128،256،512)، قبل از انجام هر گونه عملیات بر روی آن ها،به سمعک وارد می شوند(بدون تغییر).پردازش یک بلوک کامل داده ورودی در آن واحد،تجزیه فوریه(FT) را فعال می سازد تا عملیات ها صورت بگیرد ونتیجه کار نیز،یک دامنه و یک فاز در هر فرکانس(یا طیف فرکانسی ) می باشد(به نسبت انکه میزان انی شکل موج در هر نقطه از زمان به چه نحوی باشد).

بیشتر بودن تعداد نمونه برداری های ورودی پردازش شده در واحد زمان،سبب دقیق تر و مناسب تر شدن  شدن فرکانس ها درون هر محدوده خاص سمعک می گردد.این سیگنال اکنون بصورت فرکانس غالب(frequency domain) بیان می شود. تجزیه فوریه برای انجام محاسبات مختلف مورد نیاز است، بنابراین شیوه های محاسباتی دقیق و مناسب بایستی مورد استفاده قرار بگیرد. رایج ترین روشف"تجزیه فوریه سریع(FFT) "می باشد.بعد از کامل شدن این بلوک، به "عکسFFT" نیاز داریم تا این بلوک را بصورت Time domain تبدیل نماید.سپس هر نمونه در بلوک،با استفاده از سمعک خارج می شود(یک نمونه در واحد زمان).

سمعک با استفاده از این اطلاعات برای کاهش فیدبک(سوت کشیدن)، به پایش طیف از یک بلوک به بلوک دیگر نیاز دارد،پس بصورت اتوماتیک،مشخصات وشرایط تقویت را طوری تغییر می دهد تا این فیدبک ناپدید شود.به طور متوالی،مشخصات پاسخ فرکانسی را در حالتی که اجزایhigh.f صداها غالب است،تغیر می دهند که متفاوت از مشخصاتی است که در حالت غالب بود Low.f رخ می دهد.

سمعک ها مسیری را که طیف از یک بلوک به بلوک تغییر می یابد را ارزیابی می نمایند. و در شرایطی که نویز یا گفتار غالب باشد،آن سیگنال را کاهش می دهند و سپس مشخصات تقویت را براساس روش مناسبی تغییر می دهند.

اگرچه پردازش بلوکی باعث امکان پذیر شدن محاسبات پیچیده تر می شود اما مشکل عمده ان ها این است که  بلوک ها بسیار طویل و دراز هستند:یعنی نمونه های خروجی به ترتیب نسبت به نمونه های ورودی،حداقل به اندازه طول(درازا)بلوک،دچار تاخیر می شوند.حتی با انجام پردازش های متوالی،سیگنال خروجی به نسبت سیگنال ورودی دچار تاخیر می شود.این تاخیر در ADC و در جریان عمل فیلتر نمودن به وقوع می پیوندد و بطور بالقوه در سایر الگوریتم های پردازشی مختلف وجود دارد.فیلترها به طریقه پیچیده ای سیگنال را دچار تاخیر می نمایند به نحوی که بهترین مشخصه را بوسیله تاخیر گروهی در هر فرکانس داشته باشد. تاخیر گروهی در هر فرکانس یعنی اینکه  به چه مقدار بسته های اجزای سیگنال در این ناحیه فرکانسی،دچار تاخیر می شود.

متاسفانه همه ی صداهای دریافت شده توسط بیمار،دارای تاخیر نمی باشند،چون صداهای Low.f از طریق ونت وبدن عبور از مسیر تقویت شده به تمپان می رسند و یا اینکه از طریق نشت صدا پیرامون قالب و یا حتی از طریق استخوان جمجمه به کانال گوش می رسند.تمامی این مسیرها سبب bypass شدن سمعک ها می شود.در سمعک های "کانال-باز"،مسیر صدای صوتی(تقویت نشده) بر مسیر صدای تقویت شده،حدودا 1000 تا15000هرتز غلبه دارد.

هرگونه تاخیر در مسیر صدای تقویت شده(حتی تاخیرهای کوچکی که در سمعک های آنالوگ رخ می دهد)،می تواند که سبب اختلال در نتایج پاسخ بهره فرکانسی برای افراد مبتلا به افت ملایم تا متوسط می شود.مسیرهای صوتی(بدون تاخیر) و مسیرهای صوتی تقویت شده(دارای تاخیر)،به طور ناچیزی در برخی فرکانس های خاص دچار  فرآیند القا(Cancelling effect) می شوند اما سبب اضاف نمودن برخی فرکانس های میانی به آن ها می شود.در نتیجه به این  توالی و تکرار قله و دره در پاسخ فرکانسی، comb filtering گفته می شود. در صورتی که  صداهای رسیده از هردومسیر(تقویت شده و غیر تقویت شده) دارای شدت مشابهی در یک محدوده فرکانسی خاص باشند، مشکل ما به ماکسیمم خود می رسد.یعنی هر چقدر که  تاخیر افزایش یابد، فرآیند القا نیز در همین محدوده فرکانسی،افزایش می یابد.

حتی در مسیر صدای تقویتی،برخی روش های فیلتر سبب تاخیر بیشترLow.f نسبت به high.f می گردد.این مسئله بیشتر در فیلترهای پهن باند رخ می دهد.به چند دلیل خروجی نسبت به ورودی دارای تاخیر می باشد و همچنین احتمال داردبرخی فرکانس ها نسبت به برخی دیگر دچار تاخیر شوند.میزان تاخیر بستگی به  پیامد درکی تاخیر دارد که ما می توانیم آن را ارزیابی نماییم.

وجود تاخیر5ms در صدای تقویت شده نسبت به  صدای بدون تقویت Low.f  سبب می شود که بیمار با استفاده از سمعک فقط صدای بدون تقویت را تشخیص دهد.تاخیر5ms نسبت به 10ms متمایز است اما باز سبب کیفیت قابل قبول صدا می شود.زمانی که تاخیر بیشتر از 10ms بیشتر شود،کیفیت صدا کاهش می یابد(مخصوصا در درک کیفیت صدای خودش) و در کل در صورتی که تاخیر اگر تا 20ms باشد،قابل تحمل است.

زمانی که Low.f   نسبت به دچار تاخیر می شود،حتی تاخیرهای به کوچکی5msنیز قابل شناسایی می باشد.تاخیر15ms در صورتی که فرد دارای سمعک صحبت کند،دچار اختلال می شود و همچنین تاخیر 15ms نیز بر روی قابلیت درک گفتاری سیگنال ورودی اثر می گذارد.

درصورتی که تاخیر بیشتر از 30ms باشد،تولید گفتار  را بوسیله ی کاربر سمعک دچار اختلال می نماید.در صورتی که تاخیر40ms یا بیشتر باشد، سبب ایجاد ناهم زمانی بین شنوایی وعلایم بینایی(بخصوص در گفتار خوانی) می شود و لب خوانی را در افراد لب خوان ماهر،دچار اختلال می نماید.سایر تحقیقات نشان داده که صدا نسبت به علایم بینایی می تواند دارای تاخیر باشد.

حداکثر تاخیر مجاز در سمعک های دیجیتال بیشتر از بوسیله ی تاثیر تاخیرها بین نواحی فرکانسی(نسبت به ناهمزمانی بینایی-شنوایی) تعیین می شود.همچنین با انتقال صوتی(بدون تقویت) و تقویتی چون از نظر زمان بندی ها متفاوت از هم هستند و بر تعامل بین اکتاوها نیز تاثیر می گذازد که خود این امر  سبب می شود تا  فرد استفاده کننده از سمعک در مکان یابی اصوات دچار اختلال شود.

میزان حداکثر مجاز تاخیر وتغییرپذیری آن با فرکانس،در بین طراحان مختلف سمعک متفاوت از هم است(به دلیل وجود مداراتی مثل تراکم و کاهنده نویز).ولی در کل،اکثریت طراحان به دنبال تاخیر کمتر از 5ms هستند که البته کار بسیار محافظه کارانه ای تلقی می شود.

مبدل های دیجیتال به آنالوگ

بعد از پردازش های درجیتالی،بایستی که صدا را به بیمار ارائه دهیم.نمی توانیم که به فرد،این اعداد را بفرستیم،چون بی معنی هستند.پس این اعداد را با استفاده از مبدل های دیجیتال به آنالوگ(DAC)،به صدا تبدیل می کنیم تا بیمار بتواند که ان را بشنود.خروجی های انالوگ به رسیور فرستاده می شود و در نهایت تبدیل به صوت می گردد.برای کاهش مصرف انرژی،سمعک های دیجیتال،راه حل هایی دارد.بیت های چندگانه که شامل نمونه ها هستند،به تک بیت تبدیل می شوند که تغییرات ان بیشتر از میزان نمونه برداری می باشد.این کار با آمپلی فایرD صورت می گیرد.یعنی مبدل دیجیتال به دیجیتال!

سری خروجی پرسرعت به رسیور می رسد که میانگین خارج از تغییرات پرسرعت در سیگنال های دیجیتالی(یعنی به عنوان فیلتر Low pass عمل می نماید).برای تولید یک سیگنال آنالوگ هموار می باشد. مبدل دیجیتال به دیجیتال و رسیور با هم ترکیب می شوند تا به یک مبدل دیجیتال به آنالوگ تبدیل شوند.بخش الکترونیکی مبدل دیجیتال به آنالوگ،می تواند که در آمپلی فایر یا رسیور،قرار بگیرد.

  خصوصیات سمعک های دیجیتال

سمعک های دیجیتال همان مشخصات سمعک های آنالوگ مانند بهره،حداکثرخروجی،محدوده تطبیق پاسخ فرکانسی،مشخصه های تراکم،نویز داخلی و مصرف انرژی را دارا هستند.اما علاوه بر این موارد،سمعک های دیجیتال چندین ویژگی دیگر را هم دارند،که عبارتند از:

1.تعداد انجام دستورالعمل بر واحد ثانیه(زمان):

پردازشگرهای دیجیتال بوسیله ی تعداد انجام دستورالعمل(مانند  multiplication و addition) بر واحد ثانیه مشخص می شوند.فرضا یک پردازشگر قادر است تا 40mips را انجام دهد و بدین معناست که 40 میلیون عملیات در ثانیه می تواند انجام دهد.برنامه های پردازشی  نسبت به برنامه های ساده،به تعداد عملیات بیشتری در ثانیه نیاز دارند.مشابه انکه تراکم بسیار پیچیده تر از برش قله است و یا مدار سرکوب فیدبک بسیار پیچیده تر از تون کنترل است.همچنین هر چقدر که IC پیشرفته تر باشد،قادر به انجام عملیات های پیچیده تری می باشد که همین امر سبب افزایش مصرف انرژی و در نتیجه کاهش طول عمر باتری می شود. عملکرد یک سمعک 40mips بسیار پیچیده تر از سمعک10mips می باشد و در سمعک های با سرعت پایین تر نسبت به سمعک های با سرعت بالاتر،هر دستورالعمل پیچیده تر به نظر می رسد.

2.میزان نمونه برداری:

میزان نمونه برداری یعنی اینکه سمعک چند بار در واح زمان(ثانیه)،از سیگنال ورودی نمونه برداری کرده است.تاثیر عمده این ویژگی ان است که سمعک تنها قادر به تقویت صداها تا حدود40 تا45 درصد فرکانس نمونه برداری است که حداکثر این مقدار از نظر تئوریک50درصد می باشد.اثر دوم ان است که اگر میزان نمونه برداری بطور غیرلازمی بالا باشد،انگاه پیچیدگی محاسبات انجام شده توسط سمعک بسیار محدود می شود.این امر به سادگی رخ می دهد زیرا  سمعک ها بایستی هر  عملیات را بر روی بیشتر  نمونه های گفتاری در هر ثانیه انجام دهند(پس در نتیجه فرکانس های بالایی رسیور سمعک محدود می شود).پس عملیات های کمتری  هر نمونه صورت خواهد گرفت.پهنای باند در سمعک بوسیله ی  اجزایی که پهنای باند محدودی دارند،محدود می گردد پس در نتیجه مزیتی در اجزایی که دارای پهنای باند بسیار وسیع هستند،مشاهده نمی شود.€

3.تعداد بیت ها:

هرچقدر که تعداد بیت ها افزایش یابد،سطح ولتاژ ارائه ای بوسیله ما نیز افزایش می یابد.درصورتی که سطوح بسیار پایین باشند،شباهت دیجیتالی  به سیگنال اصلی بسیار کمتر خواهد بود.خطاهای ایجاد شده با انتخاب نزدیکترین سطح مجاز،مساوی با نویز ضربدر سیگنال می باشد وبه آن quantization noise گفته می شود.

پس هرچقدر که تعداد بیت بیشتر باشد،شباهت دیجیتالی به سیگنال  اصلی بیشتر و بهتر خواهد بود و quantization noise کمتر خواهد بود.میزان quantization noise در مقایسه با  با بزرگترین سیگنالی که بدون over load ارائه می شود،براحتی تخمین زده می شود.نویز تقریبا 6دسی بل پایین از بزرگترین سیگنال است(bبرابر با تعداد بیت است).بنابراین دریک سیستم 12 بیتی، میزان quantization noise 72دسی بل زیر بزرگترین سیگنال خواهد بود.(یعنی به ازای هر 1بیت،اختلاف این نویز با بزرگترین سیگنال 6دسی بل می شود و نویز 6دسی بل پایین تر از بزرگترین سیگنال خواهد شد).

مثال: بزرگترین سیگنال وارد شده به سمعکSNRبرابر با72دسی بل دارد ،حال اگر این سیگنال 70دسی بل کاهش یابد،آنگاه SNR تنها2دسی بل خواهد شد  که غیرقابل قبول به نظر می رسد.سمعک ها ممکن است که از تعداد بیت های مختلفی که در بخش های مختلف سمعک وجود دارد،استفاده کنند که به DR مورد نیاز در هر بخش بستگی دارد.اگرچه با استفاده از برنامه های هوشمند،با تعداد بیت کم هم می توان همان کارآیی تعداد بیت بالا را داشت!! پس در مقایه سمعک های دیجیتال بر اساس تعدا بیت بایستی احتیاط کرد.اما عقدیه عموم بر این است که هرچه تعداد بیت بیشتر باشد،سمعک بهتر است و درنتیجه سمعک قادر خواد بود تا DR بزرگتری را بدون افزودن نویز به ان،مدیریت نماید.

4.مصرف جریان (انرژی) :

مصرف جریان و در نتیجه طول عمر باتری و اندازه باتری،به تعداد دستورالعمل،ولتاژمورد نیاز برای  انجام عملیات ها توسطIC و تکنولوژی مورد استفاده بستگی دارد.هیچ یک از این موارد تحت کنترل ادیولوژیست نمی باشد ولی بایستی ادیولوژیست از انها اگاهی داشته باشد.در کل مصرف جریان بطور مستقیمی بر اندازه و در نتیجه ظاهر سمعک تاثیر می گذارد.اما در حال حاضر،میزان مصرف انرژی برای انجام دستورالعمل های پیچیده در حال کاهش است(روند نزولی دارد) اما باز هم به مطالعات بیشتری نیاز دارد.

5.تاخیر مربوط به پردازش(تاخیر پردازشی):

هرچقدر که میزان تاخیر ورودی نسبت به خروجی بیشتر باشد،کیفیت سیگنال(مخصوصا صدای خود بیمار) پایین می اید.اما تاخیرهای طولانی ترسبب آسانتر شدن پردازش های هوشمند سیگنال ها می شود که سمعک ها را قادر می سازد تا سریعتر واکنش نشان دهند اما به کندی به تغییرات در پویایی سیگنال ها پاسخ خواهد داد. ولزوما همه ی سمعک های دارای تاخیر طولانی نسبت به سمعک های دارای تاخیر کم،فاقد پردازش هوشمند هستند،پس در نتیجه سمعک های دارای تاخیر کمتر،بهتر هستند.

6.اندازه فیزیکی:

مدارات پیچیده مخصوصا زمانی که دارای انواع حافظه های کامپیوتری مورد نیاز برای برنامه ریزی سمعک ها باشند،نیازمندICهایی بصورت "یک چهارم اینچ" در "یک چهارم اینچ" هستند و از انجایی که اندازه رسیورها روند نزولی دارند،پس در کل می توان گفت که IC بیشترین و مهمترین نقش را در اندازه تمام شده سمعک به عهده خواهد داشت.

سمعک های دیجیتال در مقایسه با سمعک های انالوگ

سمعک های دیجیتال دارای فوائد بسیار زیادی هستند ودر حال حاظر بصورت کامل جایگزین سمعک های انالوگ شده اند.بزرگترین مزیت سمعک های دیجیتال ان است که قادر به انجام پردازش های بسیارپیچیده تر نسبت به سمعک های انالوگ می باشند.برخی برنامه ها مختص سمعک های دیجیتال می باشد مثلا پردازش بلوکی برای ارائه بصورت "فرکانس غالب" یکی از همین موارد است.همچنین برخی عملیات ها در سمعک های دیجیتال به مصرف جریان کمتری نیازمندند. سمعک های دیجیتال در مورد نحوه پردازش صداها تصمیم می گیرند،البته به شرط آنکه کل محیط اکوستیکی را حس و درک نمایند! سمعک های دیجیتال همچنین ظرفیت پردازشی کافی دارند وحاوی پردازشگرهای general arithmic هستند بطوری که بصورت بالقوه قابلیت "آپدیت" دارند(در صورت کشف برنامه جدید پردازشی و یا ایجاد مشکل شنیداری جدید در فرد دارای سمعک).

پردازشگرهای general arithmic به فضا وقدرت کمتری نسبت به سمعک های آنالوگ نیاز دارند(در شرایطی که هرد یک کار یکسان را انجام دهند).در صورتی که ICها کوچکتر شود،اندازه نهایی سمعک نیز بسیار کوچکتر خواهد شد.همچنین اگر IC مصرف جریان کمتری داشته باشد،به انرژی کمتری نیاز خواهد بود و در نتیجه طول عمر باتری ها نیز افزایش خواهد یافت.پس سمعک های کنونی باز هم می توانند که کوچکتر شوند و همچنین با همان میزان مصرف جریان می توانند که عملیات های پیچیده تری را انجام دهند.

تنها مشکل قابل توجه سمعک های دیجیتال،تاخیر طولانی بین صداهای ورودی و خروجی می باشد.گاهی گفته می شود که کیفیت صدای ارائه شده توسط سمعک های دیجیتال،مشابه کیفیت صدایCDمی باشد.در واقع همین طور هم هست،چون سمعک های دیجیتال از همان تکنولوژی مشابه لوح های فشرده بهره می برند.در واقع پس این احتمال نیز وجود دارد که با انجام کار بادست با سمعک،نویز به آن افزوده شود.متاسفانه در زمان حاضر هم،نویز زمینه با صدا ترکیب شده و در نیجه بر کیفیت سیگنال صوتی دریافتی توسط بیمار،تاثیر منفی خواهد گذاشت.

همچنین قبل از انکه صدا تبدیل به عدد شود،میکروفون سمعک نویز را به سیگنال اصلی می افزاید.در مقابل،لوح های فشرده در شرایط ایده آل و در استریوهای ضبط بسیار ساکت،ضبط می شوند و در نتیجه نویزی به CD اضافه نمی شود.اما این شرایط در مورد سمعک ها صدق نمی کند یعنی آنکه در اکثریت غریب به اتفاق محیط های شنیداری،ما نویز رو هم داریم.

 تون کنترل ها وفیلترها

تون کنترل ها باعث می شوند که بهره آمپلی فایر با فرکانس تغییر نماید.پس این کار بر کیفیت تون و یا "تیمبر" صداها نیز تاثیر گذار است.

ساختارهایی که عمل تون کنترل ها را انجام می دهند ، فیلترها هستند.

فیلترها براساس تاثیرشان بر روی صدا،تقسیم بندی می شوند که عبارتند از:

1.فیلتر بالا گذر(High pass یا Low cut).... در این فیلتر بهره در فرکانس های بالا بیشتر از فرکانس های پایین می باشد که سب تیزتر و زیرتر شدن کیفیت صدا می شود و در افراد دارای افت فرکانس بالا به کار می رود.

2. فیلترپایین گذر(passLow یا High cut).... در این فیلتر بهره در فرکانس های پایین بیشتر از فرکانس های بالا می باشد که سب بم تر و ر شدن کیفیت صدا می شود و در افراد دارای افت فرکانس پایین به کار می رود.

3. فیلترمیان گذر(band pass).... بهره در محدود فرکانسی خاص بیشتر از فرکانس های بالا و پایین می شود و سبب boomyتر شدن صدا می شود(چون کیفیت و وضوح گفتاری کاهش می یابد).

4. فیلترمیان ناگذر(band stop).... سبب بهره پایین تری در یک محدوده فرکانسی خاص نسبت به سایر محدوده ها می گردد.در سمعک های جدیدتر به دلیل وجود مدارات خاص،از فیلتر اختیاری یا تصادفی(arbitrary) استفاده می شود.

شکل2.15 :

در یکی از شیوه های مرسوم فیلتر،نمونه خروجی بدین گونه محاسبه می شود:افزودن یک fraction نمونه جریان ورودی به fractionهای مناسب در هر n تعداد نمونه قبلی(n:طول فیلتر).برای دسترسی به  نمونه های ورودی قبلی،بهره به طور موقت ذخیره شده و هر بار که نمونه جدیدی اضافه می شود،قدیمی ترین نمونه حذف می شود.فیلترهای که به این شیوه ساخته می شوند،شکل تصادفی دارند یعنی محدود به هیچ کدام از انواع فیلترها نیستند.این فیلترها،دارای پاسخFIR(پاسخ فرکانسی محدود) هستند، چون زمانی که خروجی سیگنال متوقف می شود،بعدا خروجی بطور کامل در زمان کوتاهی از بین می رود.

همچنین زمانی که سیگنال ورودی کاهش می یابد،در یک زمان نسبتا کوتاهی،خروجی از بین می رود.اما بعدا سبب محدود شدن زمان می شود. این زمان معادل با تعداد نمونهn است که عبور می کند وفیلترهای arbitraryسبب فراهم نمودن پاسخ بهره-فرکانسی دلخواه هم می شوند.

دومین شیوه فیلتر:اگر خروجی در یک زمان خاص به خروجی در زمان های قبلی بستگی داشته باشد،پس هر سیگنال ورودی بر خروجی تاثیر خواهد گذاشت که به یک مدت طول می کشد(گرچه این اثر با تداوم زمان،کوچکتر می شود).به این فیلترها،پاسخIIR(پاسخ فرکانسی نامحدود) می گویند.فایده انها این است که حتی فیلترهای با شکل پیچیده تر می تواند که با راه حل ساده تر تولید شوند که خود سبب کاهش تاخیر می شود.مشکل اصلی ان ها این است که طراحی سخت تری دارند ونوسانی و ناپایدار و نامناسب هستند. همچنین اگردقت زمان محاسبات به اندازه کافی مناسب نباشد،سبب می شود که سیگنال دلخواه ما به سیگنال ناخواسته تبدیل شود.

IIR و FIR هرکدام به جزئی از تکنولوژی سمعک ها(بخصوص انواع دیجیتالی آن) تبدیل شده اند.چون براحتی در سمعک های دیجیتالی قرار داده می شوند و همچنین در وسایلی که در انها ،امواج نمونه برداری می شود نیز،به کار می روند.اما مرحله ای که ولتاژ آنالوگ به دیجیتال تبدیل می شوند را ندارند(Left یا رد می کنند).این ولتاژ آنالوگ از یک خازن به خازن دیگر در یک مدار مناسب،عوض می شود.پس به این فیلترها،"فیلترهای خازن عوض کن " گفته می شود.

تون کنترل ها

تون کنترل ها بوسیله ی کنترل های خاص و خود رایانه تنظیم می شوند.تون کنترل بر شکل پاسخ فرکانسی و تاحدودی بر جایگاه پاسخ فرکانسی تاثیر می گذارد اما ولوم کنترل ها،فقط سبب تغییر جایگاه پاسخ فرکانسی می شوند. همانطور که از اسم شان برمی آید،تون کنترل ها سبب تغییر کیفیت تونالیته صدا و یا تیمبر آن می شوند.

پاسخ سمعک ها،با تغییر نقطه قطع(cut off یا corner.f) فیلتر یا بوسیله ی تغییر در شیب فیلتر،تغییر می کند. فیلترها به طور رایج،با شیب 6دسی بل بر اکتاو(6dB/Octav) تغییر می کند.(سایر شیب ها:6،12،18 و24)

تون کنترل های غیرفعال،فعال و دیجیتالی:

تون کنترل ها وفیلترها را می توان بر اساس فناوری دیجیتال به کار رفته در آنها،به 3 گروه غیرفعال،فعال و دیجیتالی،تقسیم بندی کرد.

تون کنترل (فیلتر)های غیرفعال:

از اجزای بسیار کمی تشکیل شده اند .فاقد مصرف انرژی از باتری ها می باشد ودر کل ساختار ساده ای دارند و می تواند کاهش 6دسی بل بر اکتاو (گاها 12دسی بل بر اکتاو) را ایجاد نماید(بدون کاهش قابل توجه).استفاده از آمپلی فایرها در قلب فیلترها،سبب می شود که تون کنترل بهتر داشته باشیم.

فیلترهای فعال:

فیلترهای فعال،مصرف باتری وجریان کمتری دارند  ومی توانند که پاسخ فرکانسی با شیب تندتری ایجاد کنند.(رنج آن بصورت یک کاهش قابل توجه تا بدون کاهش در محدوده فرکانسی کوچک می شود).

فیلترهای دیجیتال:

درمدارات دیجیتالی وبراساس عملیات های ریاضی می باشد.

فرق فیلتر فعال و غیر فعال،در شیب آن ها می باشد،بطوری که شیب فعال بیشتر از شیب غیرفعال می باشد.

ساختار فیلترها وتون کنترل ها

چیدمان فیلترها می تواند که بصورت سریالی،موازی و سریالی-موازی باشد.

1.ساختار سریالی:

اکثر سمعک ها یک یا دو نوع فیلتر دارند.اگر سمعکی از دوفیلتر(یعنی هم Low pass وهم high pass) استفاده کند،آنگاه همه ی صداها را از خود عبور خواهد داد.به این ساختار،ساختار سریالی گفته می شود. چون تمامی صداها یکی پس از دیگری از همه ی بلوک ها عبور می کنند.اگرچه ترکیب Low pass وhigh pass،سبب عملکرد منطقی وانعطاف پذیری می شود اما این وضعیت در شرایطی ایده آل است که  یکی از فیلترها دارای پاسخ arbitrary باشد.

شکل2.16   : ساختار سريالي

2.ساختار موازی:

ساختار موازی انعطاف پذیری بیشتری را برای ما فراهم می نمایند.فیلتر صداها را به داخل"باندها" و "کانال ها" تقسیم می کند ودر نتیجه صدا با استقلال بیشتر یا کمتری نسبت به سایر نواحی تقویت می شود.سپس صدا در هرکدام از این باندها،بوسیله adder با همدیگر جمع می شوند.(مانند شکل2.2).

یک نقص احتمالی آن است که هرکدام از فیلترهای band pass دارای یک انتقال تدریجی از فرکانس هایی است که از خود عبور می دهند(تا اینکه رد کنند).پس اجزای هر فرکانس بطور همزمان می توانند که فعالیتی در درون 2یا3 کانال داشته باشند.زمانی که خروجی از تمامی کانال ها دوباره با هم ترکیب شوند،ورژن های چندگانه یک  جز تک فرکانسه،در برخی فرکانس ها بصورت تخریبی و در برخی دیگر به عنوان سازنده ،دوباره با هم ترکیب می شوند بنابراین سبب مواج شدن پاسخ بهره-فرکانسی می شوند.شکل دیگر اعوجاج به این صورت است که:فیلترهای مختلف دارای مقادیر تاخیر(delay) هستند،و در لحظه ای که دوباره می خواهند با هم ترکیب شوند،بطور جزئی دارای ناخالصی(اعوجاج) خواهند شد.

3.ساختار سریالی- موازی:

ساختار سریالی- موازی که در شکل2.17 به نمایش در آمده است،از این اعوجاج ناخواسته(پاراگراف بالا) جلوگیری می کند واین امر را تضمین می نماید.مجموعه ی موازی band pass (یا معادل تجزیه فوریه) ،برای تعیین سطح و دیگر مشخصات سیگنال کنونی درون هر کانال،به کار می روند.سپس این مشخصات برای تعیین ویژگی های فیلتر(که بوسیله ی سریال فیلتر،سیگنال خودش را بیان می نماید) به کار می رود.در صورتی که این سریال،فیلترFIR باشد،بطور ساده ای تضمین می نماید که اعوجاج فرکانس و زمان رخ ندهد.

شكل2.17: ساختار سريالي-موازي

 باند یا کانال:

 اگرچه باند یا کانال مشابه هم هستند اما با همدیگر تفاوت دارند.فیلتر صداها را به چندین بخش تقسیم می نماید و بر روی هر کدام از انها تغییراتی اعمال می نماید که آنها، باند یا کانال هستند.

باندها با استفاده ا اجزای مختلف و محدوده فرکانسی به کار می روند اما کانال ها،زنجیره فرکانسی است که این باندهای فرکانسی را عبور می دهند.

  رسیورها

رسیورسیگنال صوتی اصلاح شده و تقویت شده را به امواج صوتی تبدیل می کند(مبدل).

 نحوه عملکرد رسیورها:

رسیورها با نیروی مغناطیسی کار می کنند.

شکل2.18

جریانی که از کویل عبور می کند،بطور موقت آن را بدرون آهنربا می فرستد.سپس این تکه فلز که آرمیچر نامیده می شود،بوسیله ی دوتا آهنربای دائم،جذب و دفع می شود.

آرماتور بسیار نازک است توانایی خمیدگی دارد.بنابراین انتهای میانی بازوی آرماتور برای حرکت به بالا و پایین بین آهنرباها،آزاد است.این بازوهای آزاد بوسیله ی  drive pin به دیافراگم متصل می شود،بطوری که دیافراگم به سمت جلو و عقب به ارتعاش در می اید و درنتیجه سبب تولید صدا می گردد.با این کار محدوده پاسخ فرکانسی وسیعی تولید خواهد شد که مصرف انرژی کمتری دارد و سوراخ میدان مغناطیسی کوچکی را به بیرون بدنه تولید می کند و فضایی را هم تاحد امکان اشغال نمی نماید.

رسیور عمل برش قله(PC) را انجام می دهد پس عملکرد خطی ندارد.هر چقدر که دیافراگم رسیور بزرگتر باشد،میزان خروجی بیشتری را هم خواهد داشت که خود این امر سبب افزایش اندازه رسیور می گردد و با دورتر شدن آهنرباها،نیاز به توان الکتریکی بیشتری برای عملکرد رسیورها وجود خواهد داشت.

شکل2.19:

علت این همه قله و دره در پاسخ فرکانسی رسیور، تیوب(شیلنگ) است.این تیوب متشکل از یک لوله کوتاه است که در درون سمعک به کار می رودودر BTEهای دارای تیوب استاندارد،هوک و در نتیجه لوله های انعطاف پذیر،در انتهای نوک قالب ها وجود دارند و مجموع طول آنها،3 اینچ(75میلیمتر) است.

در یک BTEدارای تیوب نازک،لوله هوک و قالب،بوسیله ی یک لوله تکی با قطر کوچک،جایگزین می شوند.انتهای قالب(لوله ی قالب) به داخل کانال گوش باز می شود که پهن تر از قطر تیوب می باشد ودر نتیجه امپدانس اکوستیکی کمتری از خود تیوب خواهد داشت!

درنهایت انتهای ارتباطات تیوب،به رسیور می رسد.تیوب ها یک انتهای باز و یک انتهای بسته دارند. رسیور بسیار کوچک است،پس امپدانس خروجی بالایی(نسبت به امپدانس هوای درون تیوب) خواهد داشت. پس تیوب دارای یک انتهای تقریبا باز و یک انتهای تقریبا بسته می باشد.

اگر اندازه دیافراگم  رسیور کوچک باشد(مثل سمعک های CIC)،امکان تقویت و پردازش فرکانس های بالا،بیشتر خواهد بود.هر چه اندازه رسیور بزرگتر باشد(مانند سمعک های جیبی)،آنگاه امکان تقویت موثر فرکانس های پایین،بیشتر خواهد بود.و همچنین هرچقدر که اندازه دیافراگم بیشتر شود،خروجی نیز بیشترخواهد بود.

در سمعک های BTE به دلیل وجود تیوب وقالب،تعداد قله و قعرهای پاسخ فرکانسی افزایش می یابد.تیوب از رزونانس های مختلفی برخوردار است که در فرکانس های 1000،3000 و 5000 بوجود می آیند.

رزونانس هلمهولتز که بواسطه جرم هوای تیوب و حجم(کامپلیانس) هوای داخل رسیور ایجاد می شود،در فرکانس4000هرتز به وقوع می پیوندد.

قله ای که در فرکانس 2000 هرتز ایجاد می شود عمدتا به دلیل رزونانس مکانیکی رسیور می باشد؛جرم دیافراگم و فنری بودن آن و یا ترکیب کامپلیانس دیافراگم با کامپلیانس هوای داخل رسیور می باشد.این اتفاق بوسیله تیوب ها رخ می دهد.در این فرکانس رزونانس،رسیور امپدانس اکوستیکی کمتر و پایین تری دارد و تیوب بصورت دوطرفه باز می باشد.زمانی که فرکانس رزنانس به صورت سرعت مضاعف در درون چند کانال تقسیم شود،باز رزونانس وجود خواهد داشت.این مسئله در فرکانس2000هرتز رخ می دهد،بنابراین دومین ضربه (bump) که در شکل 2.19 به نمایش در امده،حاصل رزونانس هم رسیور و هم تیوب می باشد.

در سمعک های ITE،ITC و CIC معمولا پاسخ فرکانسی رسیورها دو قله دارند که یکی از انها در محدوده ی  2200-3000hz ودیگری در فرکانس 5000hz اتفاق می افتد.

رزونانس اولی معمولا بصورت مکانیکی است که در مقایسه با رزونانس رسیورBTE،در فرکانس بالاتری اتفاق می افتد،زیرا سمعک های ITE،ITC و CIC دارای رسیور کوچکتر ونیز دیافراگم سخت تر و روشن تر می باشند.فرکانس های رزونانسی مختلف در سمعک ها،بسته به ایده طراح سمعک در به کار بردن رسیورهای مختلف دارد و با تغییردادن امپدانس خروجی صورت می گیرد.

مطلوب آن است که پاسخ فرکانسی رسیورها،دارای یک قله در محدوده 2500-3000Hz داشته باشند،زیرا رزونانس هنجار گوش فرد بزرگسال،در این محدوده فرکانسی اتفاق می افتد.

با گذاشتن سمعک(قالب) روی گوش،رزونانس هنجار کانال گوش از بین می رود و در این فرکانس ها، نوعی کاهش بهره تحت عنوان "افت الحاقی" پیش می اید.پس از گذاشتن سمعک(ITE) یا قالب در گوش،با وجود قله در محدوده فرکانسی هنجار کانال گوش،پاسخ فرکانسی سمعک به شکل هنجار در می آید.

در سمعک های ITE،ITC و CIC  قله فرکانس بالای 4000 هرتز غالب است و به دلیل رزونانس یک چهارم طول کوچک تیوب رسیورها رخ می دهد.زمانی که سمعک با تیوب و دمپر مناسب فیت شود،،انگاه رسیورها یک پاسخ فرکانسی عریض هموار در 8000 هرتز یا بالاتر خواهند داشت که سبب ایجاد کیفیت بسیار مناسب صدا می شود.پس برای دستیابی به این پاسخ فرکانسی در خارج از 8000هرتز،به یک رسیور بسیار قوی نیاز داریم.

 دمپرهای آکوستیکی

قله و قعر(بخصوص قله) بر قابلیت فهم گفتاری و کیفیت صدای تقویت شده،اثر معکوسی دارند و سبب بدتر شدن کیفیت و درک گفتار می شوند.یک راه کاهش وضوح گفتاری آن است که سمعک بطور نامناسبی هر صدای تقویت شده را به عنوان یک قله در فرکانس قله پاسخ سمعک در نظر بگیرد.در برخی موارداین قله نامناسب،ویژگی یک صدا را به صدای متفاوتی( که حقیقتا دارای یک قله در ان فرکانس است) تغییر می دهند.قله این قابلیت را دارد که 6db بالاتر از منحنی هموار پاسخ بهره فرکانسی باشد.

وجود چندین قله با همدیگر در پاسخ بهره-فرکانسی، تاثیر به مراتب بدتری بر درک گفتار می گذارند. همچنین اگر که قله ها در فاصله یک اکتاو از هم قرار بگیرند تاثیر به مراتب بدتری نسبت به درک گفتار می گذارند نسبت به حالتی که قله ها یا بسیار نزدیک هم و یا بسیار دور از هم باشند.

قله ها بوسیله تیوب و رسیور ایجاد می گردند.قله ها بر شکل پاسخ بهره-فرکانسی تاثیر می گذارند و به همین دلیل قله ها سبب می شوند که دستیابی به بلندی کافی برای بیمار با استفاده از سمعک،دشوار گردد.درک عامل ایجاد کننده قله و قعر بسیار مهم است، چون درک قله بیانگر آن است که بهره برای آن محدوده چقدر باید کاهش یابد.

با قرار دادن یک مقاومت آکوستیکی بنام "دمپر" در تیوب قالب(شیلنگ قالب)،می توان که قله های پاسخ بهره فرکانسی را کاهش داد و تاحدودی انها را حذف کرد!دمپرها به انواع مشبک و ستاره ای شکل، تقسیم می شوند.

شکل2.21 :

 تفسیر شکل: زمانی که مولکول های هوا در پاسخ به موج اکوستیکی تیوب،به سمت عقب و جلو به حرکت در می آیند،مقداری از انرژی شان را موقع تغییر دوره(course) به آرامی از دست می دهند و با این کار،از جریان یافتن سیم ها از طریق سوراخ های جسم مشبک،جلوگیری به عمل می آید.هرچه سرعت ذرات بیشتر باشد،انرژی بیشتری را از دست خواهند داد.(بخصوص اگر که مشبک(mesh) اضافه شود).

ذرات در تیوب در این شرایط دارای بیشترین سرعت خواهند بود:

1.در فرکانس های رزونانس

2.در بخش انتهای باز تیوب

3.در هر موقعیتی که نصف طول موج دور از انتهای باز باشد

دمپر ها در تیوب،متصل به رسیور یا منفذ ورودی میکروفون هستند.

دمپر، عمدتا خروجی رسیور را در فرکانس های رزونانس کاهش می دهند(البته به شرطی که درست جاسازی شوند).

دمپرها همچنین از "استیل سینترد"(اجزای تیز وسفید فلزات) نیز ساخته می شوند.

دمپرهای ستاره ای شکل،از پلاستیک ساخته می شوند. همچنین دمپرها را از فوم پلاستیکی و پشم نیز می سازند.

میزان کاهش رزونانس ها بستگی به امپدانس دمپرها دارد که با fineness،طول وتعداد مسیرهای هوای دمپر،تعیین می گردد.

دمپرهای مشبک و استیل در رنج مختلفی از امپدانس های استاندارد، در دسترس هستند.امپدانس دمپرهای ستاره ای شکل،پشمی و فومی،بسته به طول مواد به کار رفته در آنهامتفاوت هستند.بعضی دمپرها از بدو تولید رسیورها،در آنها وجود دارند.دمپرها در جاهای متفاوت،اثرات متفاوتی هم دارند.

تله کویل

تله کویل یا حلقه القایی،از سیم پیچ کوچکی تشکیل شده است که هنگام عبور جریان مغناطیسی متناوب از انها، ولتاژی را تولید می کنند.میدان مغناطیسی با جریان الکتریکی که مشابه طول موج سیگنال صوتی اصلی می باشد،تولید می شود و بوسیله ی تله کویل تقویت می شوند.و بوسیله ی اسپیکر،رسیور در تلفن و یا حلقه القایی تولید می گردند. تله کویل میدان مغناطیسی ناشی از عبور شدت جریان الکتریکی را دریافت می نماید.به فرایند ایجاد ولتاژ در سیم پیچ،که بواسطه جریان الکتریکی تولید می شود،"القا(induction)" می گویند.

برای افزایش کارایی تله کویل،آنها را از هیدروکسیدآهن(فریت) می سازند.این ماده مشابه آهن است اما مسیر ساده ای را برای عبور میدان مغناطیسی فراهم می نماید و بر روی جریان مغناطیسی تمرکز می کند و آنها را جذب می نماید.اگر جریان مغناطیسی بیشتری از کویل بگذرد،آنگاه ولتاژ بیشتری هم تولید خواهد شد که دلخواه ما می باشد،زیرا سیگنال صوتی بسیار بزرگتر از نویز داخلی سمعک خواهد شد.

راه های افزایش حساسیت کویل عبارتند از:افزایش مساحت آنها و افزایش تغییر جهت(turn) آنها.اما مشکل عمده این کار آن است که سبب افزایش اندازه فیزیکی کویل می گردد.

همه ی سمعک ها دارای تله کویل نیستند اما عموما در سمعک های BTE و ITE به کار برده می شوند.

شکل2.22 :

 تله کویل همچنین با کلید"برنامه تلفن انتخاب می شود.در سایر برنامه ها،کلیدM به معنای تقویت سمعک از طریق میکروفون می باشد.در برخی دیگر از برنامه ها برای استفاده همزمان هم از میکروفون و تله کویل،کلیدMT درنظر گرفته می شود. کلیدMT برای بیماری که می خواهد هم تحریک مغناطیسی و هم اکوستیکی را بطور همزمان دریافت کند،مناسب است(و یا برای دستیابی به وفقیت سریع).اما این وضعیت یک مشکل عمده دارد و ان هم این است که اگر بیمار بخواهدفقط به سیگنال مغناطیسی گوش دهد،نویز اکوستیکی هم بصورت ناخواسته تقویت می شود.

زمانی که بیمار کلید T را انتخاب نماید،آنگاه فقط سیگنال مغناطیسی به عنوان ورودی دریافت می شود.این مسئله در تلفن نیز رخ می دهد و میکروفون تلفن نیز می تواند صدا را دریافت کند وتاحدودی تقویت نماید.برای کاهش نویز موضعی،زمانی که فرد با کلید T به تلفن گوش می دهد،بایستی موقعی که صحبت نمی کند،میکروفون تلفن(جایی که خود بیمار با نفر پشت خط صحبت می کند) را بپوشاند(با دست جلویش را بگیرد).

  ورودی شنوایی(الکتریکی)

یکی از روش های انتقال سیگنال شنوایی به سمعک،استفاده از سیم می باشد.این نوع انتقال سیگنال را ورودی شنوای مستقیم(DAI) می نامند.ممکن است سیگنال الکتریکی از وسایل الکتریکی دیگری مانند ضبط صوت،mp3پلیر،میکروفون دستی و یا رسیور وایرلس FM وارد سمعک شود.اگر سیگنال الکتریکی را خود سیستم بدون نویز و بازآوایی تولید نماید،آنگاه سیگنال خروجی نیز واضح خواهد بود(نه انقدر شدت دارد که جایگزین سمعک شود ونه انقدر کم شدت است که توسط نویز داخلی سمعک محو شود،بلکه بسیار واضح می باشد).

تمامی مشخصات تقویتی سمعک(مانند پاسخ فرکانسی،حداکثر خروجی و...) زمانی است که ورودی به طور مستقیم به سمعک وارد می شود. DAI مستقیما به ورودی سیگنال الکتریکی سمعک وارد می شود.بایستی اندازه سیگنال مشابه با ظرفیت خود میکروفون باشد که اندازه آن1mV می باشد(تشابه اندازه بین رابط ورودی و میکروفون سمعک).در بعضی سمعک ها،ارتباط رابط ورودی و میکروفون سمعک،بصورت توام با هم می باشد.در برخی دیگر از سمعک ها،با استفاده از یک کلید فیزیکی به هم متصل اند و بیمار می تواند که ورودی میکروفون،ورودی صدای مستقیم(DAI) و یا ترکیبی از هردو را انتخاب نماید.زمانی که آمپلی فایر صدا را به آمپلی فایر می فرستد،در حالی که دستگاه خارجی DAI را به آمپلی فایر می فرستد،چه اتفاقی می افتد؟

جواب:امپدانس خروجی دستگاه خارجی متصل به سمعک.خروجی میکروفون سمعک،دارای امپدانس 3000 اهمی می باشد اما:

1.اگر خروجی میکروفون سمعک دارای امپدانس کمتر از 3000 اهم باشد،آنگاه دستگاه خارجی برنده خواهد شد!وکنترل سمعک را در دست خودش می گیرد،چون امپدانسی کمتری  ودر نتیجه عبور جریان افزایش می یابد.(البته حالت عکس هم وجود دارد).

2. اگر خروجی دستگاه خارجی امپدانس بیشتری از میکروفون داشته باشد،آنگاه میکروفون برنده خواهد شد ،چون امپدانس کمتری دارد.

3.اگر هردو خروجی با هم مساوی باشد،آنگاه باعث کاهش 6dB از هم می شوند که باعث می شود بیمار ترکیبی از هر دو صدا را بشنود.

برخی سیستم های وایرلس سمعک،وابسته به امپدانس خروجی هستند که بصورت خودکار،از میکروفون سمعک می کاهد(بدون نیاز به تنظیم سمعک توسط بیمار).در برخی از انواع رایجتر،با استفاده یک کلید روی سمعک یا با استفاده از کنترل از راه دور،بیمار می تواند که DAI را به آمپلی فایر وصل کند.در برخی دیگر از سمعک ها،خود سمعک به طور خودکار،زمانی که سیگنال DAI بیاید،آن را به سمعک و آمپلی فایر وصل می کند.

کنترل از راه دور

ریموت کنترل یا کنترل از راه دور،دقیقا عملکرد مشابه با کنترل تلویزیون و ماهواره دارد.با استفاده از کنترل از راه دور،می توان بدون دست زدن به سمعک،عملکرد آن را تغییر داد.

اولین مزیت آنها،مسئله اندازه می باشد.از آنجایی که قطعات زیادی را نمی توان بر روی سمعک ها فیت کرد و نیز چون سمعک ها کوچک هستند، پس کار با آنها دشوارتر خواهد بود.همچنین فرضا درسمعک های BTE چون پشت گوش قرار دارد،پس بیمار بدرستی نمی تواند که  دکمه ها را تشحیص دهد و درنتیجه کار با سمعک ها بخصوص اگر بیشتر از یکی باشند،دشوار می شود.پس مزیت اصلی  کنترل از راه دور،کمک به تغییر عملکرد سمعک های کوچکتر می باشد.دکمه های روی کنترل از راه دور چون اندازه بزرگتری دارند و نیز بیمار می تواند که بطور مستقیم به آنها نگاه کند،پس کار کردن با ان آسان تر است.بطور جایگزین برخی از افراد زمانی از کنترل ها استفاده می کنند که در جیب شان باشد،چون کنترل از راه دور نباید لزوما به سمت سمعک باشد.

در کنترل از راه دور،معمولا کلیدهای :ولوم کنترل،تله کویل،ورودی شنوایی(الکتریکی) مستقیم،انتخاب میکروفون دایرکشنال یا غیر دایرکشنال، پاسخ فرکانسی میکروفون،تون کنترل ها و کلید خاموش/روشن کردن سمعک ها وجود دارد(به به به به!!!).

کنترل از راه دور با انتقال الکتریکی سیگنال ها به سمعک،کار می کند و دقیقا می توانند که بر روی عملکرد سمعک تاثیر بگذارند.در کنترل از راه دور انتقال سیگنال به روش های زیر صورت می گیرد:

1.مادون قرمز: این نوع کنترل از راه دور،شبیه کنترل تلویزیون است واز طریق انتقال نور مادون قرمز عمل می کند.برای عملکرد مناسب کنترل از راه دور،بایستی که بطور مستقیم در حوزه دید سمعک ها(مثل نلویزیون) باشند.سمعک نیز بایستی حاوی آشکارساز مادون قرمز بر روی سطح خارجی اش باشد.نور آفتاب روشن نیز تا حدودی می تواند که سبب ایجاد تداخل در انتقال سیگنال ها شود.

2.اولتراسونیک:این نوع از کنترل از راه دور،یک موج اکوستیکی با فرکانس بسیار بالا را منتقل می نماید وفرد نمی تواند که آن را بشنود،اما سمعک می تواند که ان را دریافتنماید.عملکرد آنها نیز بصورت خط راست و مستقیم می باشد.

3.امواج رادیویی: در این نوع از کنترل از راه دور،از انتقال الکترومغناطیسی امواج رادیویی استفاده می شود که بوسیله ی یک بخش کوچک(aerial) داخل سمعک دریافت می شود.

4.القای الکترومغناطیسی:در این نوع از کنترل از راه دور،از میدان مغناطیسی در فرکانس بالاتر از محدود شنوایی استفاده می شود که در نهایت بوسیله ی کویل و یا تله کویل مخصوص به خود و با هدف خاص،و یا بوسیله ی همان تله کویلی که بطور مستقیم سیگنال مغناطیسی را می گیرد، دریافت می شود.

هر یک از این روش ها دارای مزایا و معایبی هستند.اما کنترل از راه دور امواج رادیویی و الکترومغناطیسی،بصورت کامل یا نزدیک به کامل،جایگزین انواع مادون قرمز و اولتراسونیک شده اند.

جدول         :

یکی از مشکلات استفاده از کنترل از راه دور،امکان تداخل ان با وسایل دیگری همچون دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب(pacemaker) می باشد،چون این دستگاه نیز به ولتاژ بسیار کوچک نیز حساس هستند ودر نتیجه احتمال تداخل دارند.اگرچه کنترل از راه دور سطح قدرت کمتری را فرضا نسبت به موبایل پوشش می دهد،اما بسیار نزدیک به دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب می باشد.

امواج رادیویی چون با تغییر فرکانس،تغییر و کاهش می یابند،پس در کل گزینه مناسبی نمی باشند. امواج رادیویی بوسیله سطح بدن دچار کاهش می شوند وبا افزایش فرکانس،این میزان کاهش نیز بیشتر می شود،اما روش القای مغناطیسی این مشکل را ندارد یعنی توسط بدن اصلا دچار کاهش نمی شود.از آنجایی که برندهای مختلفی از کنترل از راه دور و نیز دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب وجود دارند،پس سازنده سمعک هم به راحتی نمی تواند ضمانت کند که رهایی از تداخل وجود خواهد داشت!سازندگان سمعک ممکن است که قادر به ارائه  حداقل فواصل امن برای انواع خاص کنترل از راه دور در دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب باشند که سبب ایمنی از تداخل  برطبق استانداردIEC601-1-2 می شود.

مطالعات آزمایشگاهی از نشان دادن تداخل کنترل از راه دور با دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب ناتوان بوده اند،اما نشان داده اند که کنترل از راه دور می تواند با برنامه ریزی فعال این دستگاه ونیز بازخوانی این دستگاه از راه دور،تداخل نمایند.اگر مجبور باشیم که برای فردی که از تنظیم کننده ضربان قلب استفاده می کند،سمعک مجهز به کنترل از راه دور تجویز شود،بایستی که این کنترل از راه دور امکان رهایی از تداخل داشته باشد،پس مادون قرمز و اولتراسونیک برای این فرد گزینه مناسبی هستند.و نیز می توانیم که از امواج رادیویی با فرکانس بسیار بالا استفاده کنیم(مگر اینکه سازنده دستگاه ان را ضمانت کند).

سمعک انتقال استخوانی(BC)

سمعک انتقال استخوانی برای افرادی استفاده می شود که  به هردلیل نتوانند از انتقال سیگنال به طریق انتقال هوایی(AC) و نیز از راه کانال گوش بهره ببرند.

سمعک انتقال استخوانی،حلزون را از طریق مسیرهای مختلف بطور مستقیم مرتعش می نماید و همانند رسیور عمل می نماید،بجز آنکه به جای دیافراگم نرم(که در رسیور وجود دارد)،یک جسم(mass) سنگینی دارند که از طریق کویل،سیگنال ها را به بیمار منتقل می نماید. اینرسی این جسم سبب لرزان شدن مقاومت می شود،بنابراین بدنه مرتعش کننده ویبراتور،در جهت مخالف با جسم خواهد بود.با ارتعاش این بدنه،سیگنال در نهایت به جمجمه منتقل می شود.برای انتقال موثر سیگنال،ویبراتور استخوانی بایستی از طریق هدباند یا فریم عینک،با استخوان ماستوئید تماس کامل داشته باشد.

این نیرو(نیرو) بر سطح تماس کوچکی از ماستوئید(سطح) وارد می شود و در نتیجه  فشار(فشار) مناسبی را بر روی جمجمه ایجاد خواهد کرد که البته این مسئله سبب ناراحتی بیمار در استفاده ازاین نوع سمعک می شود.استفاده مداوم از سمعک انتقال استخوانی  سبب دندانه دار شدن(تضرس) دائمی جمجمه بیمار می شود. خوشبختانه ویبراتورهایی وجود دارند که با خروجی بالا و اعوجاج پایینی که دارند،با سطح زیادی از جمجمه در تماس خواهند بود که همین امر سبب پخش شدن نیرو و کاهش فشار بر جمجمه و استخوان ها می شود.بایستی در انتخاب این نوع سمعک ها،ملاحظات نیروی آنها را مدنظر قرار داد.در نتیجه بوسیله ی سمعک های پرقدرت طراحی میشوند.خروجی آمپلی فایر سمعک به مبدلBC (بجای رسیور) متصل می باشد.

 باتری ها

باتری قدرت لازم را برای کارکرد سمعک مهیا می کند.ویژگی های مهم باتری عبارتنداز: ولتاژ، ظرفیت، حداکثر جریان،امپدانس الکتریکی و اندازه فیزیکی آن ها.

 نحوه(مفهوم) عملکرد باتری:

باتری (که سل نیز نامیده می شود)،الکتریسیته را بوسیله ی دو ماده ی الکترود مختلف در نزدیکی سطح میانی(الکترولیت) تولید می نماید که جریان الکتریکی را با استفاده از یون ها منتقل می کنند ودر طی شارژ،جریان با استفاده یک الکترولیت،سبب جذب مواد به سمت یکی از الکترودها می شود و الکترون ها مداوم حرکت خواهند کرد تا جریان خارجی مورد نیاز ما را تولید نمایند.این جریان خارجی تولید شده بوسیله ی الکترون ها،مورد نیاز آمپلی فایرها می باشد.این فرایند تا زمانی ادامه می یابد که یکی از الکترودها بطور کامل مصرف شود.(یعنی شارژ تمام شود یا به عبارتی battery is flat).

 عملکرد ولتاژ:

ولتاژ تولیدی بوسیله باتری ها ،به نوع مواد به کار رفته در الکترودها بستگی دارد.

باتری روی- هوا،رایج ترین نوع باتری می باشد که در ان،فلز روی،قطب+ و اکسیژن،قطب- می باشد. باتری روی- هوا صرفنظر از اندازه،حدود 1.4ولت در مدار باز(هنگامی که وسیله ای به آن وصل باشد) و حدود 1.25ولت در مدار بسته(هنگام استفاده) تولید می نماید.

اگر ولتاژ باتری به 1.1ولت کاهش یابد،اکثر سمعک ها عملکرد خود را از دست خواهند داد یعنی ضعیف تر می شوند و اعوجاج تولید می نمایند.برخی از سمعک ها هنگام اتمام باتری،نوعی سیگنال فرکانس پایین تولید می کندد.از آنجایی که این صدا شبیه صدای قایق موتوری است،به این پدیده،" قایق موتوری" می گویند.

تنها تعداد محدودی از باتری ها در صورتی که ولتاژشان به زیر1mV برسد،عملکرد مناسب خواهند داشت. صدای قایق موتوری به این معناست که باتری در حال تمام شدن و یا مردن می باشد.اکثر سمعک ها ولتاژ را حس می کنند و چنین صدایی را به عوان هشدار اینکه باتری ضعیف شده،تولید می نمایند.در برخی دیگر از سمعک ها،به محض اینکه صدا به زیر حدمطلوب مورد نیاز برای عملکرد مطلوب شان برسد،خاموش می شوند.برخی دیگر از سمعک ها به محض اینکه باتری شان ضعیف می شود،OSPL90 پایینی تولید می کنند پس به مرور زمان،ضعیف و ضعیف تر می شوند.

از باتری های دیگر می توان به باتری اکسید جیوه و روی با ولتاژی در حدود 1.35V و باتری اکسید نقره و روی با ولتاژی در حدود 1. 5V اشاره کرد.

اندازه باتری(AA یا AAA) سمعک های جیبی بزرگتر است و  از دی اکسید منگنز و روی تشکیل شده است.ولتاژ این نوع باتری ،در حدود  1. 5V  می باشد.

در باتری های قابل شارژ که از ترکیب نیکل-کادمیم ساخته می شوند،قابلیت تولید ولتاژی در حدود 1.3V دارند.در یکی دیگر از باتری های قابل شارژ،از لیتیوم به جای روی استفاده می شود که هم گرانتر می شود وهم اینکه ولتاژ بالای در حدود 3V(!!) تولید می نماید.

ظرفیت و اندازه فیزیکی باتری ها:

باتری های با طول عمر بیشتر،حاوی مواد الکترودی بیشتری هستند و باتری های بزرگتر نسبت به باتری های کوچک مشابه(مشابه از نظر مواد شیمیایی)،طول عمر بیشتری هم دارند. ظرفیت الکتریکی باتری،با واحد "میلی آمپر ساعت(mAh)" اندازه گیری می شود.مثلا  باتری با ظرفیت 100mAh،توانایی ارائه شدت جریان 1میلی آمپر در 100ساعت و یا شدت جریان 2میلی آمپر در 50ساعت را دارد.

برای ارائه حداکثر جریان الکتریکی در هر لحظه،محدودیت هایی وجود دارد.در صورتی که شدت جریان حتی برای کثری از ثانیه،افزایش زیادی داشته باشد،ولتاز باتری به دلیل مقاومت درونی باتری،به شدت چار افت می شود.نویز با شدت بالا همین وضعیت را در سمعک ایجاد می کند،به طوری که ممکن است سمعک  به طور موقت از کار بیافتد و صدای با دیستورشن بالا تولید نماید.هرچه اندازه باتری بزرگتر باشد، حداکثر شدت و ظرفیت آن بالاتر می باشد.فرضا باتری AAA دارای ظرفیت 800mAh وباتری AA دارای ظرفیت 200mAh می باشد.

سمعک های قوی به شدت جریان بالاتری نیاز دارند.برخی از باتری ها بدون آنکه افت ولتاژ داشته باشند،می توانند که شدت جریان بالاتری را ارائه دهند.این نوع باتری ها تحت عنوان HP(پر قدرت یا با عملکرد بالا) می شوند و از پیشوندH در نامگذاری انها استفاده می شود.

امروزه باتری روی- هوا،با برخورداری از منافذ هوای بیشتر و بزرگتر،امکان تبادل سریعتر اکسیژن هوا و در نتیجه افت ولتاژ کمتر هنگام ارائه شدت جریان بالا را فراهم می نماید.باتری های HP ،طول عمر بیشتری از باتری های معمولی دارند.این باتری ها بایستی زمانی مورد استفاده قرار بگیرند که به شدت جریان بیش از 8میلی آمپر(باتری13 یا 312) یا بیش از 18 میلی آمپر(باتری 675)،نیاز باشد.

جریان حداکثر بوسیله ی ارائه سطح شدت 90dBSPL در فرکانس 500 هرتز، به همراه تنظیم ولوم کنترل به صورت بالا(قرار گیری ولوم کنترل در بالاترین درجه که اکثر روی4 می باشد) و در جعبه آزمون ارزیابی می شود.در صورتی که سمعک فاقد خروجی و تقویت در Low.f باشد،از تست فرکانس 2000 هرتز استفاده می شود.

 ظرفیت باتری جیوه،نصف ظرفیت باتری روی – هوا هم سایزش می باشد.

باتری روی – هوا در کل ترجیح داده می شود،چون ارزان هستند،مثل جیوه و نقره تغییر نمی کنند،عوارض محیطی  واثرات زیست محیطی کمتری هم دارند.

باتری اکسید جیوه،جریان بالاتری را به ما می دهد،عملکرد بهتری را برای سمعک های پرقدرت دارد،اما فقط چند ساعت محدود طول عمر دارد(یعنی برای مدت زمان محدودی این قابلیت را دارند). باتری اکسید جیوه در حال حاضر کمتر مورد استفاده قرار می گیرد،چون جیوه ماهیت خطرناکی دارد و بخصوص اینکه به راحتی هضم و جذب پوست می شوند.در گذشته تمامی باتری های روی – هوا،حاوی جیوه بودند،اما به تدریج انواع بدون جیوه،افزایش یافتند و اصطلاحا به آنها ،"باتری های سبز" گفتند.

 باتری های قابل شارژ

برخی سازندگان سمعک پیشنهاد می کنند که از باتری های قابل شارژ استفاده شود.مهمترین مزیت این نوع باتری ها،افزایش تعداد دفعات استفاده از این باتری ها و عدم نیاز به تعویض می باشد.این باتری ها چندصدبار شارژ خالی می کنند ودوباره شارژ می شوندبنابراین این باتری ها 1تا3 بار می توانند که کار کنند.بسیاری از افرادی که از سمعک بمدت طولانی استفاده می کنند،به این نتیجه رسیده اند که تعویض نمودن باتری ها،سخت ترین بخش کار با سمعک ها می باشند،چون به مهارت کار دستی با سمعک هم نیاز دارند. باتری های قابل شارژ این مشکل را برطرف نموده اند و همچنین از آسیب باتری ها در صورت جاگذاری اشتباه و نیز با قطب برعکس گذاشتن،جلوگیری به عمل می آورند.

مهمترین مشکل باتری های قابل شارژ،آن است که ظرفیت شان فقط حدود 10 درصد باتری های غیرقابل شارژ هم اندازه شان می باشد!!به نحوی که باتری بطور منظم و اغلب هر شب،نیاز به شارژ خواهد داشت(به دلیل انکه ظرفیت شان به مراتب از باتری های غیر قابل شارژ پایین تر است).پس این مساله به رعایت نظم اساسی توسط بیمار بستگی دارد.مشکل دیگر این است که سیستم های وایرلس به انرژی بالایی نیاز دارند.بسیاری از باتری های قابل شارژ توانایی فراهم اوردن انرژی مورد نیاز سیستم های وایرلس را ندارندو یا اگر هم که این توانایی را داشته باشند،بسیار زود شارژشان را خالی می کنند. باتری های قابل شارژی که در بسیاری از سمعک ها(وسایر وسایل الکترونیکی)به کار می رود،تقریبا NiMH(نیکل متال هیدرید) می باشد.نیکل برای الکترود+ متال هیدرید برای قطب-.آنها 1.2V جریان تولید می کنند و تا زمانی که شارژ تمام می شود،تقریبا همین ولتاژ را تولید می کنند.

امروزه حتی باتری های جیبیAA و AAA هم قابل شارژ هستند ک بصورت نیکل-کادمیم(Ni-Cad) می باشد و به میزان 1.3V ولتاژ تولید کنند.این نوع باتری ها نسبت به NiMH با اندازه مشابه،ظرفیت پایین تری دارند و در صورتی که موقع شارژ به طور کامل پر نشوند،بسیار زود طرفیت شان را از دست می دهند(مثل باتری گوشی).همچنین کادمیوم سبب ایجاد سمیت می کنند.باتری نیکل-کادمیم بایستی بطور مرتب شارژ خالی کنند تا ظرفیت اصلی اش به تحلیل نرود.

یک فایده بالقوه باتری های قابل شارژ آن است که انها با استفاده از سلول های خورشیدی هم می توانند که شارژ شوند وبرای مناطقی از جهان که مواد قابل اتماد در دسترس نیست و یا برق یا نیروی کافی وجود ندارد،مناسب می باشد.

هم سمعک های جیبی(همرا با سلول های خورشیدیدر بیرون بدنه اش) و هم سمعک BTE(که سلول خورشیدی بصورت بخش مجزایی است)،در دسترس می باشند.در آینده،سلول های سوختی که براساس هیدروکربن هایی مثل اتانول هستند،جایگزین باتری های کنونی می شود و آن نی فقط با جایگزین نمودن مقداری اتانول،قابل شارژ خواهند بود.

--------------------------------------------------------------------------------------------------

پانل: "چند نکته در کار بالینی با سمعک ها"

1.زمانی که برچسب روی باتری های روی – هوا کنار گذاشته شود،باتری شروع به کار می کند و انرژی اش مصرف نمی گردد.

2.برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی،بایستی که برچسب بخوبی با باتری،سیل شود.

3.اگر باتری تمام شده بنظر برسد،بمدت چند دقیقه برچسب را بردارید،چون ممکن است که باتری ریکاوری گردد.

4.اگر باتری بمدت یک دوره غیر استفاده گردد،برای جلوگیری از آسیب به سمعک،باتری را بردارید.

5.دو ملاک در باتری های پرقدرت عبارتند از: طول عمر باتری،کیفیت صدای حاصله.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

نتیجه گیری

اجزای اساسی سمعک(مبدل ها،آمپلی فایرها و باتری ها)در طول گذر زمان هم کارآیی شان بهتر شده و هم اینکه اندازه شان کوچکتر شده است ودر نتیجه باعث بهبود عملکرد تقویتی آنها و افزایش کارآیی سمعک ها شده است.همچنین سبب شده که سمعک ها بطور هوشمندانه تر هم کار بکنند.کشف تکنولوژی دیجیتال باعث انقلابی در شیوه های مورد استفاده سمعک ها برای تغییر صدا شده است.در اکثریت موارد،خروجی صدای سمعک دیجیتال مشابه با سمعک های انالوگ است و همان کیفیت را هم دارند.همچنین برخی دیگر از تکنولوژی هایی وجود دارد که سبب برتری کامل انها بر سمعک های انالوگ شده است.