數字聽(tīng)診器及電子器件選型準則

　　無(wú)論是聲學(xué)聽(tīng)診器，還是數字聽(tīng)診器，主要功能都是作為心臟和肺部的輔助診斷工具，通過(guò)傾聽(tīng)聲音信號進(jìn)行診斷。聲學(xué)聽(tīng)診器的使用已經(jīng)有大約200年的歷史，而電子數字聽(tīng)診器則是近期開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型設備。

　　數字聽(tīng)診器的基本目標是保持聲學(xué)聽(tīng)診器的外觀(guān)和感覺(jué)，但提高了聲音信號的檢測能力。另外，高端數字聽(tīng)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(guān)的數據顯示結果，并顯示在外設顯示器，如計算機監視器。先進(jìn)的功能增強了醫師的診斷能力。數字聽(tīng)診器在改進(jìn)性能的同時(shí)，還要求維持現有聲學(xué)聽(tīng)診器的外形(相同的外觀(guān)和感覺(jué))，這就需要使用小尺寸、低功耗的解決方案。

　　音頻信號通道

　　數字聽(tīng)診器的主要單元是聲傳感器、音頻編解碼器和揚聲器。聲傳感器將聲音轉換成模擬電壓信號，是信號鏈路的關(guān)鍵。它決定了數字聽(tīng)診器的診斷質(zhì)量，而確保用戶(hù)獲得與聲學(xué)聽(tīng)診器相同的體驗。需要對模擬電壓進(jìn)行調理，并通過(guò)音頻模/數轉換器(ADC)或音頻編解碼器將其轉換為數字信號。有些數字聽(tīng)診器帶有消噪聲功能，需要另一個(gè)聲傳感器或麥克風(fēng)記錄環(huán)境噪聲，然后經(jīng)過(guò)數字輸出消除噪聲。這種方案中，需要使用兩個(gè)音頻ADC。

　　數字聽(tīng)診器原理框圖

　　一旦轉換成數字信號，即可利用微控制器單元(MCU)或數字信號處理器(DSP)進(jìn)行信號處理，包括環(huán)境噪聲抑制和濾波，限制心臟和肺部聲音信號的帶寬范圍。處理后的數字信號然后通過(guò)數/模轉換器(DAC)或音頻編解碼器再轉換成模擬信號。

　　在輸出到揚聲器之前，利用耳機放大器或揚聲器放大器對音頻信號進(jìn)行調整?？梢栽诼?tīng)診器的管叉處放置單聲道揚聲器，放大后的聲音通過(guò)雙聲管傳遞到耳朵。另一種方案是采用雙聲道揚聲器，每個(gè)聽(tīng)筒末端放置一個(gè)?？紤]到這里的聲音信號頻率較低，揚聲器的頻響特性接近于重低音揚聲器。根據不通設計方案選擇使用單路或兩路揚聲器放大器。聽(tīng)診器必須對20Hz至400Hz心臟發(fā)出的聲音和100Hz至1200Hz肺部發(fā)出的聲音信號保持較高的靈敏度。注意，不同廠(chǎng)商可能規定了不同的頻率范圍，可以利用DSP算法濾出頻率范圍以外的信號。