В системах управления значительная часть инфор­мации поступает к человеку в форме звуковых сигна­лов. Отражающие эти сигналы ощущения вызываются действием звуковой энергии на слуховой анализатор. Он состоит из уха, слухового нерва и сложной систе­мы нервных связей и центров мозга. В аппарат, обо­значаемый термином «ухо», входят: наружное (звуко­улавливающий аппарат), среднее (звукопередающий аппарат) и внутреннее (звуковоспринимающий аппа­рат) ухо. Ухо воспринимает определенные частоты звуков благодаря функциональной способности волокон его мембраны к резонансу. Физиологическое значение наружного и среднего уха заключается в проведении и усилении звуков. Слуховой анализатор человека улав­ливает форму волны, частотный спектр чистых тонов и шумов, осуществляет анализ и синтез в определенных пределах частотных компонент звуковых раздражении, обнаруживает и опознает звуки в большом диапазоне интенсивностей и частот. Слуховой анализатор позво­ляет дифференцировать звуковые раздражения и оп­ределять направление звука, а также удаленность его источника. Источником звуковых волн может быть любой процесс, вызывающий местное изменение дав­ления или механические напряжения в среде. Слухо­вой аппарат человека воспринимает как слышимый звук колебания с частотой 16 Гц - 20 кГц; ухо наибо­лее чувствительно к колебаниям в области средних частот - от 1000 до 4000Гц. Звуки частот ниже 16 Гц называются инфразвуками, а выше 20кГц - ультразву­ками. Инфразвуки и ультразвуки также могут оказы­вать воздействие на организм, но оно не сопровожда­ется слуховым ощущением.

Физически звук характеризуется амплитудой (ин­тенсивностью), частотой и формой звуковой волны. Интенсивностью звукового сигнала принято считать силу звука в Вт/м2. Так как сила звука пропорциональ­на квадрату звукового давления, то в практике пси­хофизиологической акустики чаще всего используется непосредственно звуковое давление, выраженное в децибелах от исходного уровня, равного 2x10-5 Па. Сила звука в децибелах определяется выражением

где J - сила звука данного сигнала; J 0 - исходный уровень силы звука эталонного сигнала.

Так как , то

где а - коэффициент пропорциональности; Р зв - зву­ковое давление; - исходный уровень давления.

Давление 210 -5 Па при частоте 2000 Гц соот­ветствует силе звука, равной 10 ~12 Вт/м2, и считается абсолютным порогом звукового анализатора.

В реальных условиях деятельности человеку прихо­дится воспринимать звуковые сигналы на том или ином фоне. При этом фон может маскировать полезный сигнал, что, естественно, затрудняет его обнаружение. При разработке и конструировании акустических ин­дикаторов задача борьбы с эффектом маскировки и поисков оптимального отношения интенсивности полезного сигнала к интенсивности шума (фона) являет­ся одной из важнейших.

Основными количественными характеристиками слухового анализатора являются абсолютный и диф­ференциальный пороги. Нижний абсолютный порог соответствует интенсивности звука в децибелах, обна­руживаемого испытуемым с вероятностью 0,5; верхний порог - интенсивность, при которой возникают раз­личные болевые ощущения (щекотание, покалывание, головокружение и т.д.). Между ними расположена область восприятия речи (рис. 11.7).

Рис. 11.7. Линии равной громкости.

Рис. 11.8. Дифференциальные пороги слухового анализатора:

а - по интенсивности (D 13); б - по частоте (D F).

Человек оценивает звуки, различные по интенсив­ности, как равные по громкости, если частоты их так­же различны. Например, тон с интенсивностью 120 дБ и частотой 10 Гц оценивается как равный по громкости тону, имеющему интенсивность 100 дБ и частоту 1000 Гц. Таким образом, снижение интенсивности как бы компенсируется увеличением частоты. Субъектив­ное ощущение интенсивности звука называется гром­костью и измеряется в фонах. Уровень громкости в фонах численно равен интенсивности звука в децибе­лах для чистого тона частотой 1000 Гц, воспринимае­мого как равногромкий с данным звуком.

Величина едва различимой прибавки к исходному звуковому раздражителю зависит не только от его интенсивности, но и от частоты. В пределах среднего участка диапазона изменения звука по частоте и интенсивности величина энергетического дифференци­ального порога примерно постоянна и составляет 0,1 от исходной интенсивности раздражителя (рис. 11.8, а).

Дифференциальный порог по частоте зависит как от частоты исходного звука, так и от его интенсивно­сти. В пределах от 60 до 2000 Гц при интенсивности звука выше 30 дБ абсолютная величина едва различи­мой прибавки равна примерно 2 - 3 Гц. Для звуков выше 2000 Гц эта величина резко возрастает и изменя­ется пропорционально росту частоты (рис. 11.8, б). От­носительная величина дифференциального порога для звуков в зоне 200- 16000 Гц является почти констант­ной и равна примерно 0,002. При сокращении интен­сивности звука ниже 30 дБ величина дифференциаль­ного порога резко возрастает.

Временной порог чувствительности акустического анализатора, т. е. длительность звукового раздражите­ля, необходимая для возникновения ощущения, так же как пороги по громкости и высоте, не является посто­янной величиной. С увеличением как интенсивности, так и частоты он сокращается. При достаточно высо­кой интенсивности (30 дБ и более) и частоте (1000 Гц и более) слуховое ощущение возникает уже при дли­тельности звукового раздражителя, равной всего 1 мс. Однако при уменьшении интенсивного звука той же частоты до 10 дБ временной порог достигает 50 мс. Аналогичный эффект дает и уменьшение частоты.

Оценка громкости и высоты очень коротких зву­ков затруднена. При длительности синусоидального тона 2 - 3 мс человек лишь отмечает его наличие, но не может определить его качеств. Любой звук оценивается только как «щелчок». С увеличением длительности звука слуховое ощущение постепенно проясняется: человек начинает различать высоту и громкость. Минимальное время, необходимое для отчетливого ощу­щения высоты тона, равно примерно 50 мс.

Дифференцировка двух звуков по частоте и интен­сивности также зависит от отношения их по длитель­ности и от интервала между ними. Как правило, звуки, равные по длительности, различаются точнее, чем не­равные.

Акустический анализатор обеспечивает также от­ражение и положения источника звука в простран­стве: его расстояние и направление относительно субъекта.

Пороги зависят от времени предъявления сигна­ла, положения головы испытуемого, адаптации и изме­няются с течением времени для одного и того же ис­пытуемого. Эти изменения могут составлять до 5 дБ за 0,5 мин, тогда как в некоторых условиях ярко выражен­ной тенденции к увеличению или уменьшению порога может и не быть даже в течение часа. Сравнение каж­додневных изменений порогов, полученных в течение некоторого периода времени, с усредненными данны­ми этих изменений показывает, что колебание измене­ний в 3 - 4 раза превышает усредненное. Иногда по­рог может изменяться даже в течение нескольких секунд. Если стимул состоит из пяти сигналов одного тона длительностью по 0,4 с, следующих друг за дру­гом с интервалом в 0,6 с, то все они будут восприняты только при интенсивности, на 6 дБ превышающей аб­солютный порог, когда не слышно ни одного из этих сигналов. Значительное влияние на величину порогов оказывает длительность сигнала. Так, для синусоидаль­ных сигналов средних и высоких частот в диапазоне длительностей от 10 до 100 - 200 мс удвоение длитель­ности приводит к понижению порога на 3 дБ.

Специфическим видом слухового восприятия яв­ляется восприятие речевых сообщений. Речь представ­ляет одно из наиболее эффективных исторически сло­жившихся средств передачи информации человеку. Вопрос о характеристиках речевых сигналов прежде всего возникает при разработке аппаратуры, предназ­наченной для передачи информации от человека к человеку. Однако этим его значение не ограничивается. В связи с развитием синтетической телефонии откры­ваются возможности использования речевых сигналов также при обмене информацией между человеком и машиной.

Проблема речи имеет кардинальное значение в психологии. Она выступает в той или иной форме при изучении сенсорных процессов, памяти, умственных действий, двигательных навыков, свойств личности и т. д. Данные, накопленные в экспериментальной пси­хологии, позволили раскрыть ряд существенных ас­пектов механизмов восприятия речи и речеобразования. Они послужили основой для постановки проблемы речевой коммуникации в плане инженер­ной психологии.

Задачи техники связи потребовали изучения зави­симости восприятия речевых сигналов от их акусти­ческих характеристик, определения разборчивости речи в условиях шума, поиска путей повышения раз­борчивости и т. п.

Форма волны является функцией, которая связы­вает мгновенное речевое давление со временем. Рече­вое давление есть сила, с которой речевая волна давит на единицу площади, обычно перпендикулярной к гу­бам говорящего и расположенной в произвольном, но определенном участке по отношению к говорящему, на расстоянии 1 м от него.

Речевой звук является сложным. Он включает ряд обертонов, находящихся в гармоничном отношении к основному тону (гармоник). Для повышения разборчи­вости речи увеличивают ее интенсивность.

Важным условием восприятия речи является раз­личение длительности произнесения отдельных звуков и их комбинаций. Среднее время длительности произ­несения гласного равно примерно 0,35 с. Длительность согласных колеблется от 0,02 до 0,3 с. При восприятии потока речи особенно важно различение интервалов между словами или группами слов. Исключение пауз или их неверная расстановка может привести к иска­жению смысла воспринимаемой речи.

Речь обладает не только акустическими, но и неко­торыми другими специфическими характеристиками. Слово имеет определенный фонетический, фонематический, слоговой, морфологический состав, является определенной частью речи, несет определенную смыс­ловую нагрузку. Важным фактором, влияющим на опоз­нание слов, является их частотная характеристика. Чем чаще встречается слово, тем при более низком отно­шении речи к шуму оно опознается.

При восприятии отдельных слогов и слов суще­ственную роль играют их фонетические характерис­тики; при восприятии словосочетаний в действие всту­пают синтаксические зависимости, а фонетические отступают на второй план.

Слушатель улавливает синтаксическую связь меж­ду словами, которая помогает ему восстановить сооб­щение, разрушенное шумом. Если абстрагироваться от лексико-семантических характеристик словосочетаний и представить только модель связи, то оказывается, что слушатель легче всего улавливает согласование, затем управление и, наконец, примыкание. Интересно отме­тить, что стереотипные словосочетания, фразеологиз­мы опознаются згачительно хуже, чем можно было бы ожидать исходя из вероятностной модели восприятия. Слишком большое сужение сочетательных возможно­стей слова ограничивает возможность поиска. Увели­чение количества возможных ответов как бы расширя­ет «зону поиска» и тем самым повышает вероятность правильного опознания. Это лишний раз подтверждает положение о том, что аудирование есть активный про­цесс.

При переходе к фразам слушатель начинает ориен­тироваться уже не на отдельные элементы предложе­ния, а на весь его сложный грамматический каркас.

Изучалось также восприятие речевых сообщений, которые включали фразы, допускающие неоднознач­ную интерпретацию (вызывающие «семантический шум»). Было показано, что в этих условиях процесс восприятия замедляется, возникает необходимость повторного восприятия тех частей текста, которые предшествуют критической фразе. В ходе восприятия человек, преодолевая неоднозначность, осуществляет трансформацию фраз.

Приведенные данные показывают, что аудирова­ние представляет собой многоуровневый процесс, в котором сочетаются фонетический, синтаксический и семантический уровни. При этом вышележащие уров­ни играют ведущую роль, определяя ход всего процес­са аудирования, что необходимо иметь в виду при орга­низации речевых сообщений.

На качество восприятия и понимания речевых сообщений оператором оказывает влияние два основ­ных интегральных фактора: правильное построение аудиотекста и организация речевого сообщения.

Аудиотекстом называется текст, предназначенный для смыслового восприятия на слух. Звуковая речевая связь в деятельности оператора очень часто принима­ет именно такую форму логического и семантического объединения отдельных слов и предложений в смыс­ловые блоки - сверхфазовые единства (СФЕ). Пони­мание звучащего сообщения во многом обусловлено действием двух факторов: логико-смысловой структу­ры аудиотекста и его паралингвистической реализа­ции (скорости речи, распределения фраз, интонации).

Логико-смысловая структура аудиотекста опреде­ляется способом изложения мыслей. Наиболее опти­мальным считается дедуктивный способ их изложения (от общего к частному), при котором первое предложе­ние нацеливает аудитора на восприятие определенной темы, после чего следует ряд конкретных положений, доказывающих правильность посылок умозаключений. В психолингвистических исследованиях при анализе текстов исходят из следующих положений:

■ расчленение всего текста на смысловые блоки - СФЕ;

■ представление схемы всего текста в виде логической це­почки, являющейся каркасом, на который как бы нанизы­вается весь текст;

■ вычисление в выделенных СФЕ информации с помощью некоторых формализованных процедур.

Информационная ценность аудиотекста может быть усилена с помощью полного или частичного по­вторения, особенно ключевых слов в СФЕ. Это обеспе­чивает избыточность сообщения и его помехоустойчи­вость. Большое значение при организации аудиотекста имеет также выбор слов для компоновки текстов и выбор грамматических конструкций. Словарь текста должен быть максимально ограничен условиями дея­тельности: чем он меньше, тем выше помехоустойчи­вость аудиотекста. Все слова должны быть понятны и знакомы, частота их встречаемости должна быть высо­кой. Грамматические конструкции и связи между сло­вами должны быть четкими и простыми. Любое услож­нение ведет к ухудшению понимания и разборчивости. Определенное значение имеет длина предложений аудиотекста (не более 9-11 слов) и компоновка смыс­ловых блоков (не более 7). В противном случае проис­ходит перегрузка оперативной памяти.

Организация речевого сообщения предусматрива­ет построение его в форме, наиболее пригодной для восприятия оператором. Правильная организация ре­чевого сообщения позволяет обеспечить требуемые уровни разборчивости речи. Она оценивается процен­тным отношением числа правильно принятых слуша­телем элементов речевой передачи к числу передан­ных. Элементами речи считаются: форманты (области концентрации энергии в спектре данного звука), от­дельные звуки (фонемы), слоги, слова, словосочетания (фразы).

Разборчивость речи можно определить экспери­ментально с помощью артикуляционных таблиц и рас­четным методом, исходя из разборчивости формант и известных функциональных зависимостей. Нормы разборчивости речи приведены в табл. 11.5.

Таблица 11.5

Нормы разборчивости речи

Разборчивость речи является важнейшей характе­ристикой, определяющей качество ее восприятия. В ус­ловиях тишины основным фактором, влияющим на разборчивость, является интенсивность. Частота голоса не оказывает существенного влияния на разборчи­вость речи: высокий и низкий голос понимаются оди­наково хорошо. Оптимальный диапазон интенсивнос­ти речи составляет от 40 до 60 дБ. Основным фактором, влияющим на разборчивость

Рис. 11.9. Влияние уровня шума на разборчивость речи.

речи в условиях шума, является отношение мощности речи к мощности шума (рис. 11.9). Обычно речь бывает понятной, если интен­сивность речи превышает интенсивность шума на 6 дБ.

Большое значение на разборчивость оказывает правильный выбор слов. В условиях шума двухслож­ные слова опознаются на 30% лучше, чем однослож­ные, а трехсложные - на 50%. Слова с ударением на последнем слоге опознаются лучше, чем с ударением на первом. Важным фактором является также вероят­ностная характеристика слов: чем чаще оно встречает­ся, тем лучше опознается. Наибольшей помехоустой­чивостью к белому шуму обладают звуки Р, Л, М, Н, наихудшей - С, Ф, Ц, Т, Г. Распознаваемость слов повышается, если они начинаются с гласных. Опти­мальным считается темп речи от 60 до 80 слов в мину­ту, допустимым - до 120 слов в минуту.

Длина фразы не должна превышать 7±2 слов, что определяется объемом оперативной памяти. Наиболее значащие слова следует располагать в первой трети фразы. В разрешающих фразах, командах разрешение следует располагать в конце фразы, после содержания действия, в запрещающих - наоборот.

Повышению разборчивости речи способствует зрительный контроль (возможность видеть говорящего). Эффективным при интенсивности речи более 85 дБ является применение шумозаглушек. Однако при уров­не более 95 дБ применение шумозаглушек может ока­заться неэффективным. Большое значение имеет вы­полнение специальных требований к говорящему: достаточная интенсивность и оптимальный темп речи; большая продолжительность слогов; повышенная ва­риативность звуковых высот; преобладание (по време­ни) речевых звуков, а не пауз; повторение передачи должно иметь ту же структуру и те же слова, что в первоначальном случае.

С помощью речи формируется особый вид сигна­лов, называемых речевыми. Любой сигнал является носителем информации (см. главу И). Речевой сигнал и представляемая им информация используются в дея­тельности оператора, а следовательно являются объек­том изучения инженерной психологии в следующих случаях:

■ при организации общения между операторами (речевая коммуникация);

■ при организации взаимодействия между человеком и ЭВМ (речевой ввод и вывод информации);

■ при проведении контроля функционального состояния оператора: по анализу спектрально-временных характе­ристик речи можно судить о состоянии человека в про­цессе его работы;

■ при организации подсказки оператору о необходимых действиях.

С возрастом большинство людей сталкивается все с новыми и новыми проблемами и трудностями.

Одна из таких проблем – неизбежных, к сожалению, на современном этапе развития нашего общества, — это ухудшение слуха.

Но все не так плохо, как может показаться тому, кто только начинает осознавать эту проблему. Решение, пусть не абсолютное, но вполне приемлемое уже было изобретено.

Наука не стоит на месте и ее основная задача – успевать за человеческими потребностями, решать по мере поступления его проблемы. Решением проблемы ухудшения слуха у пожилых людей стали слуховые аппараты.

В первую очередь разберемся, что же это такое?

Слуховой аппарат – это технический прибор, основная задача которого – усиление звука

Он применяется по совету врача при наличии постоянного нарушения слуха.

Пусть даже не прогрессирующего, но находящегося ниже нормы. Такой аппарат позволяет так сказать увеличить громкость происходящего и сделать его доступным для пожилого человека.

Инструкция по выбору

Все слуховые аппараты делятся на:

1. Аналоговые;
2. Цифровые.

Аналоговые

Сразу же стоит отметить, что есть принципиальная разница между двумя этими видами. Аналоговые модели были последователями самых первых слуховых аппаратов.

Первые слуховые аппараты представляли собой довольно примитивное устройство, имеющие вид рупора, вставляющегося в ухо пациента узким концом. С развитием техники им на смену пришли аналоговые слуховые аппараты.

Их еще называют линейными. Они усиливают все звуки внешней среды, независимо от их индивидуальных характеристик. Это тоже довольно не сложные устройства, которые можно купить по доступной цене.

Цифровые

Следующий шаг науки – цифровые аппараты. Они, в отличие от аналоговых, смягчают лишние шумы и выделяют звуки голоса. Кроме того, делают более доступными для уха – то есть разборчивыми и более качественными.

Свое название они получили благодаря своеобразному принципу работы: все звуки они переводят в последовательность цифр и подвергают обработке. Поступающие сигналы корректируются согласно индивидуальным особенностям и поступают к пациенту же в «очищенном» виде.

Что интересно, весь этот процесс занимает сотые доли секунды. Действительно цифровые слуховые аппараты – это эволюция аналоговых.

Они обладают более высоким качеством звука, совсем иным принципом работ, а также повышенной устойчивостью к различным сигналам – телефонов, компьютеров и другой техники. Цифровые аппараты также могут помещаться не только карманным или заушным форматом, но и внутриушным.

Виды и характеристики слуховых аппаратов

Здесь мы подошли к следующей классификации – по характеристике местоположения слуховых аппаратов.

Здесь выделяют следующие типы:

• Карманные;
• Заушные;
• Внутриушные.

Каждый из данных типов слуховых аппаратов имеет как свои преимущества, так и ряд недостатков.

Поговорим подробнее о каждом из них.

Карманные

Основная характеристика таково типа устройства – наличие отдельного корпуса по типу сотового телефона, который можно носить в кармане – отсюда и название карманного слухового аппарата.

Также он имеет провода – наушники соединяющие устройство с ушной раковиной. Таким приспособлением присуща высокая мощность и производительность, они долговечны и требуют постоянного ухода, кроме того невосприимчивы к физическому воздействию.

Заушные

Заушные слуховые аппараты, в свою очередь, отличаются меньшим размером и расположением позади ушной раковины. Они более традиционны и могут использоваться при любой степени потери слуха.

Также отличаются не меньшей прочностью, изготавливаются, как правило, из пластика, и надежно защищены от перепадов температуры и иных видов воздействия.

Свою популярность такие аппараты приобрели в первую очередь из-за удобства в употреблении – находящийся за ушной раковиной корпус устройства не ограничивает движения и активность пациента.

Внутриушные

Внутриушные слуховые аппараты менее заметны, чем заушные или карманные. Они представляют собой своего рода ушной вкладыш или клапан – проще говоря, состоят из одной детали, находящейся непосредственно в ушной раковине пациента.

Может показаться, что наличие инородного предмета должно вызывать чувство дискомфорта и раздражение – однако это не так. Внутриушные устройства идеально адаптированы под форму ушной раковины, не ограничивают ее и не вызывают раздражений.

Звук, поступающий к пациенту также намного качественнее и лучше – так как располагается рядом с барабанной перепонкой и не состоит из отдельных частей, передающих друг другу звуковые сигналы. Такие приспособления во много раз усиливают слух пожилого человека, независимо от степени его потери.

Дополнительные сведения

Знанием классификации слуховых аппаратов, выбор не ограничивается и ни в коем случае не определяется. Существуют некоторые другие, не менее важные характеристики.

Например:

1. Мощность;
2. Компрессия;
3. Наличие микрофона;
4. Количество каналов;
5. Дополнительные функции.

Мощность

Мощность слухового аппарата – важный показатель, указывающий насколько стоит увеличивать шумы окружающей среды, чтобы сделать их доступными для определенного пациента. Необходимую вам мощность поможет определить специалист.

Не стоит относиться халатно к этому шагу, так как неправильно подобранная мощность аппарата может в худшем случае привести к еще большему снижению слуха (если мощность выбрана больше необходимой), либо в лучшем случае покупка слухового аппарата обернется для вас пустой тратой денег — недостаточная мощность не позволит вам расслышать звуки.

Видео: Как работают слуховые аппараты

Компрессия, микрофон, количество каналов

Среди определяющих характеристик слуховых аппаратов принято выделять их компрессию, тип и наличие микрофона, количество каналов и так далее.

Система компрессии, к примеру, отвечает за усиление звуков разной интенсивности, то есть призвана поддерживать естественный уровень звука.

Микрофоны отвечают за изменение акустической направленности – потока звука. Количество каналов определяет разборчивость речи. Канал — это определенный диапазон частот. Чем больше количество каналов, тем больше такой слуховой аппарат учитывает индивидуальные особенности пациента.

Ведущие производители: кому верить?

Компании-производители предлагают своим клиентам широкий спектр аппаратов для пожилых людей с самыми разными характеристиками и ценами. Попробуем разобраться в самих компаниях и в перечне предлагаемых ими слуховых аппаратов.

Основные производители:

• Siemens;
• Соната;
• Widex;
• Oticon.

Слуховые аппараты Siemens

Siemens – крупная компания с богатой вековой историей. Эту компанию действительно можно назвать мастером своего дела и пионером в области технологий.

Официальный сайт компании располагает широким и удобным спектром услуг: здесь вы можете протестировать свой уровень слуха (однако указывается, что необходима консультация со специалистом), можете прочитать историю развития, взлетов и падений компании.

Посмотреть линейку брендов и разработок в области слуховых аппаратов и даже наглядно разобраться в методе их работы. Цены идут от 10000 рублей и более, однако на сайте также можно найти новейшие разработки по привлекательным действующим скидкам и акциям.

Соната – менее раскрученная компания, с не таким громким именем, однако с не менее богатой историей.

Здесь вы можете приобрести и слуховой аппарат в пределах 10000 рублей, естественно наиболее простые модели. Однако бесспорно цены более доступные, чем в компании Siemens.

Слуховые аппараты компании Widex отличаются удобством и направленностью на индивидуальные потребности клиентов.

Цены варьируются от 5000 рублей во время многочисленных и постоянных акций и скидок.

Oticon предлагает широкий выбор моделей, по ценам, схожим с производителем Siemens.

Философия компании гласит, что люди с плохим слухом стоят для них на первом месте и их потребности становятся потребностями всей компании.

Видео: Как выбирать слуховой аппарат?

Заключение

Мы попытались разобраться во всем многообразии типологий слуховых аппаратов и их производителей. Не стоит забывать, что проблемы со слухом – важный показатель состояния организма, требующий внимания и консультации специалиста.

Подходите к решению этого вопроса со всей серьезностью. И попытайтесь найти из всего перечня слуховых аппаратов идеальный для вас.

Наряду с использованием зрительного представления информации в системах отображения применяется и слуховая форма представления информации. Характерными особенностями слухового анализатора являются:

способность быть готовым к приему информации в любой момент времени;

способность воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимый;

способность устанавливать со значительной точностью местоположение источника звука.

В связи с этим слуховое предъявление информа­ции осуществляется в тех случаях, когда оказывается возможным использовать указанные свойства слухово­го анализатора. Наиболее часто слуховые сигналы при­меняются для сосредоточения внимания человека-опе­ратора (предупредительные сигналы), для передачи ин­формации человеку-оператору, находящемуся в положе­нии, не обеспечивающем ему достаточной для работы ви­димости приборной панели, а также для разгрузки зрительной системы.

Для эффективного использования слуховой формы представления информации необходимо знание характе­ристик слухового анализатора человека-оператора.

Свойства слухового анализатора оператора прояв­ляются в восприятии звуковых сигналов. Звуковые сиг­налы характеризуются следующими параметрами: ам­плитуда, частота, форма звуковой волны, длительность звука.

Амплитуда звуковых сигналов обычно представляется через звуковые давления. Установлено, что оператор способен воспринимать звуки в диапозоне 10 -4 -10 3 микробор. В связи с большой величиной диапазона давлений оказывается целесообразным введение парамет­ра - уровня звукового давления, определяемого уравнением

L = 20 lg (p 1 / p 0 ),

где L - уровень звукового давления при давленииp 1 ;p 0 - исходное давление.

В связи с тем, что в реальных условиях работы опера­тора всегда присутствует некоторый шум, возникает не­обходимость выделять полезный сигнал. В этих условиях оперируют с разницей между двумя уровнями звуковых давлений:

Δ L = L c – L ш = 20 lg (p c / p ш ),

где р с - давление звукового сигнала;р ш - давление зву­кового шума (фона).

Минимальный уровень определенного звука, который требуется для того, чтобы вызвать слуховое ощущение в отсутствие шума, называют абсолютным порогом слыши­мости. Значение абсолютного порога зависит от тона зву­ка (частота, длительность, форма звукового сигнала), метода его предъявления и субъективных особенностей слухового анализатора оператора.

Различают три общепринятых абсолютных порога слышимости: минимально слышимое звуковое поле, ми­нимально слышимое звуковое давление, нормальный по­рог слышимости.

Минимально слышимое звуковое поле - это уровень звукового давления при абсолютном пороге слышимости молодого, тренированного оператора, слуховой анализа­тор которого не имеет физиологических отклонений. Опе­ратор ориентируется лицом к источнику звука и работает в звукопоглощающем помещении.

Минимально слышимое звуковое давление - это уро­вень звукового давления, значение которого отличается от предыдущего параметра в силу того, что человек-оператор работает в наушниках.

Нормальный порог слышимости - это условное зна­чение минимального уровня звукового давления на вхо­де звукового анализатора (уха) нетренированных опе­раторов, находящихся в бесшумном помещении и снабженных наушниками.

Рис. 1. Зависимость порога слышимости от высоты звукового сигнала.

На рис. 1 приведены зависимости рассмотренных типов абсолютного порога слышимости от частоты звукового сигнала. Абсолютный порог слышимости имеет тенденцию с возрастом уменьшаться. На рис. 2 приведены графики, характеризующие потерю слуха с возрастом у мужчин и женщин для различных частот звукового сигнала.

Рис. 2. Зависимость потери слуха с возрастом для различных частот звукового сигнала.

Сила слухового ощущения человека-оператора, вызванная звуковыми сигналами, называется громкостью. Для количественной оценки громкости введены шкалыуровня громкости и громкости. Уровень громкости зву­ка определяется как уровень звукового давления чис­того тона 10 3 Гц, звучащего одинаково громко со звукосигналом. Шкала громкости используется в том случае, если громкости тонов не совпадают.

Высота звука, как и громкость, характеризует зву­ковое ощущение оператора и определяется субъектив­ными особенностями слухового анализатора восприни­мать звуковой сигнал, имеющий широкий спектр частот и различную громкость. Зависимость высоты звука от частоты звукового сигнала приведена на рис. 3.

Рис. 3. Зависимость минимально заметных различий в частоте звукового сигнала.

Слуховой анализатор оператора обладает свойством повышения порога слышимости звукового сигнала в ус­ловиях воздействия шума. Это явление получило наз­вание маскировки, а возросший абсолютный процесс слышимости - порогом маскировки.

Ухо человека-оператора осуществляет частичный анализ входного сиг­нала и, подобно полосовому фильтру, отсекает шумы и маски­ровочный тон, которые выходят за границы частот полезного сиг­нала. Таким образом, повышается отношение сигнал/шум, а, следо­вательно, и слышимость сигнала. Ширина полосы пропускания слу­хового анализатора изменяется в зависимости от частоты входного звукового сигнала и соответствует 50-200 Гц. Так, при частоте звукового сигнала 800 Гц ширина полосы пропускания слухового анализа­тора в условиях воздействия шума может составлять 50 Гц.

Слуховой анализатор человека способен фиксировать даже незначительные изменения частоты входного звуко­вого сигнала. Избирательность зависит от уровня звуко­вого давления, частоты, длительности звукового сигнала и способа его представления.

Рис. 4. Зависимость максимально заметных различий в частоте звукового сигнала при различных длительностях его звучания.

На рис. 4 приведены зависимости минимально за­метных различий в частоте чистых тонов, воспринимае­мых операторами от частоты звукового сигнала. График показывает, что минимально заметные различия состав­ляют 2-3 Гц и имеют место на частотах ниже 103 Гц, тогда как для частот выше 103 Гц минимально заметные различия составляют около 0,3 % частоты звукового сиг­нала.

Избирательность звукового анализатора повышается при благоприятных уровнях громкости (30 дБ и более) и длительности звучания, превышающей 0,1 с.

Рис. 5. Зависимость минимально заметных различий частоты звука от длительности сигнала.

На рис. 5 приведены зависимости минимально заметных различий частоты звука от длительности сигнала. Установле­но, что минимально заметные различия частоты звуко­вого сигнала при его периодическом повторении су­щественно уменьшаются. Оптимальными могут считаться сигналы, повторяющиеся с частотой 2-3 Гц.

Необходимо отметить, что слышимость, а следова­тельно, и обнаруживаемость звукового сигнала сущест­венно зависят от длительности его звучания. Так, для полного восприятия чистых тонов требуется длительность 200-300 мс. Повышение обнаруживаемости сигна­ла при увеличении длительности его звучания обуслов­лено тем, что процесс слухового обнаружения сигнала является следствием флуктуационных свойств фонового шума и с увеличением длительности оказывается воз­можным увеличить число независимых выборок фоно­вого шума для выделения полезного сигнала. Для выделения чистого тона на фоне маскирующего шума дли­тельность сигнала должна быть не менее 300 мкс.

Рис. 6. Зависимость порога маскировки от длительности звучания тона.

На рис. 6 приведена зависимость порога маскировки от длительности звучания тона. Если длительность звучания тона меньше 300 мкс, то произведение времени на интенсивность звукового воздействия - величина пос­тоянная. Это соответствует линейному участку приве­денной зависимости. Характерно, что для этого участка влияние частоты тона незначительно. Для обнаружения изменений в высоте тона звуковой сигнал должен длиться не менее 100 мкс.

Важной характеристикой слухового анализатора опе­ратора является его способность распознавать кодовые комбинации некоторого звукового кода. Если при кодиро­вании использовать только один параметр звукового сиг­нала, то оператор способен различить не более 4-5 кодо­вых комбинаций. Например, при кодировании частотой звукового сигнала количество различных градаций рав­но 4, а при кодировании интенсивностью количество града­ций 5. При кодировании частотой и интенсивностью коли­чество градаций различных кодовых комбинаций увеличи­вается до 8. Используя для кодирования большее количе­ство признаков звукового сигнала, можно получить боль­шее количество кодовых комбинаций, что позволяет с высокой эффективностью использовать слуховой анализатор человека-оператора.

Наряду с рассмотренными звуковыми сигналами в АСУ используются речевые сигналы для передачи ин­формации или команд управления от оператора к оператору. Особую актуальность эта проблема приобрела в последние годы в связи с использованием речево­го взаимодействия человек - технические средства в интеллектуальных системах, используемых в том числе и в АСУ.

Важным условием восприятия речи является различе­ние длительности и интенсивности отдельных звуков и их комбинаций. Среднее время длительности произнесения гласного звука равно примерно 0,36 с, сог­ласного - 0,02-0,03 с. Восприятие и понимание речевых сообщений существенно зависят от темпа их передачи, наличия интервалов между словами и фразами и других факторов.

Так, оптимальным считается темп 120 слов/мин, ин­тенсивность речевых сигналов должна превышать ин­тенсивность шумов на 6,5 дБ.

При одновременном увеличении уровня речевых сиг­налов и шумов при постоянном их отношении разбор­чивость речи увеличивается до некоторого максимума. При значительном увеличении уровня речи и шума до 120 и 115 дБ соответственно разборчивость ре­чи ухудшается на 20 %.

Экспериментальные исследования процессов восприя­тия отдельных слов (команд), словосочетаний и завер­шенных фраз показали, что опознание речевых сигналов зависит от длины слова. Так, односложные слова пра­вильно распознаются в 12,7 % случаев, шестисложные - в 40,6 %. Это объясняется наличием в сложных словах большого числа опознавательных признаков. Имеет место повышение точности распознавания слов, начина­ющихся с гласного звука (на 10 %).

На восприятие слов решающее влияние оказывают синтаксические и фонетические закономерности. Так, установление синтаксической связи между словами в ряде случаев позволяет восстановить пропущенный сиг­нал.

При переходе к фразам оператор воспринимает не разрозненные сигналы, а некоторые грамматические конструкции, длина которых (до уровня 11 слов) не имеет особого значения.

Таким образом, вопрос организации звукового и ре­чевого взаимодействия оператор - оператор, оператор - техническое средство является отнюдь не тривиальным и его оптимальное решение оказывает существенное влияние на эффективность функционирования АСУ, эффективность человеко-машинного интерфейса.

12188 0

Успехи в технологии разработки СА определяются, прежде всего, совершенствованием их компонентов, что выражается в улучшении акустических и электрических характеристик, а также в миниатюризации и повышении надежности компонентов.

Источники питания

Как правило, чем больше усиление и выходной УЗД насыщения СА, тем большей должна быть емкость батареи и, соответственно, большим ее размер. Наиболее распространенными являются воздушно-цинковые батареи (до 63%), в то время как ртутные не превышают 36%, хотя и намечается тенденция к их вытеснению.

Применение других типов батарей - оксид-серебряных или никель-кадмиевых - весьма ограничено. Основным отличительным свойством батарей слуховых аппаратов является относительно пологая характеристика их разряда. Это означает, что в течение жизни батареи она не разряжается резко. Емкость батареи измеряется в мА/час.

При известном разряде тока жизнь батареи определяется по формуле: емкость, деленная на разряд тока. Формула эта справедлива для усилителей типа А, так как разряд тока постоянен и не зависит от установки громкости или входного уровня. В усилителях же типа Б время жизни батареи установить достаточно сложно.

В данном классе усилителей разряд тока - величина непостоянная. Кроме того, разряд имеет большие значения при высоких входных уровнях, высоких уровнях усиления, высоких уровнях окружающего шума, а также при сдвинутом в низкочастотную область диапазоне усиления. Для усилителей класса Б (пуш-пульных, с большим усилением и уровнями выхода) обычными являются значения разряда, равные 3-15 мА.

Преобразователи

К преобразователям СА относятся микрофоны и телефоны. Они активируются одним видом энергии, преобразуя его в другую форму.

Микрофоны. Они преобразуют звуковое давление в небольшие аналоговые электрические сигналы. В микрофонах, используемых в течение десятилетий в слуховых аппаратах, применялись различные принципы, в частности, углеродные и пьезоэлектрические микрофоны (1930). Электромагнитный микрофон с низким входным сопротивлением был впервые применен в 1946 г. в карманном СА и послужил основанием для разработки в начале 1950-х годов транзисторного усилителя. Ограничения данного класса микрофонов - плохая низкочастотная характеристика ответа и относительно высокая чувствительность к механическим повреждениям и вибрации.

Начиная с 1971 г., в СА используются электретные микрофоны, что обусловлено их высокой чувствительностью, прекрасным широкополосным частотным ответом и качеством звука, небольшими размерами, надежностью, низким внутренним шумом и низкой чувствительностью к механическим вибрациям.
Категории: микрофоны, используемые в СА, могут характеризоваться как по давлению (всенаправленные), так и по градиенту давления (направленные).

К дополнительному входу, используемому в СА, относится индукционная катушка. Она используется как при разговоре по телефону, так и в помещениях с индукционной петлей.

Кроме того, в большинстве современных СА имеется аудиовход, обеспечивающий подсоединение СА к внешним источникам звуков.

Телефоны (или приемники) предназначены для преобразования усиленного электрического сигнала в акустический или вибраторный сигнал на выходе. Соответственно, различаются телефоны воздушного и костного звукопроведения.

Усилители

Усилитель предназначен для усиления слабого электрического сигнала на выходе микрофона. Нередко процесс усиления разделяется на несколько стадий. В современных СА усиление обеспечивается использованием транзисторов, которые могут рассматриваться как полупроводниковые резисторы, регулирующие ток или действующие как преобразователь. Так в СА он преобразует ток, поступающий от батареи, в требуемый на выходе ток. При этом общее усиление контролируется входным током микрофона.

Как правило, усилители, используемые в СА, представляют собой монолитные интегральные схемы или же гибридные интегральные схемы, а также их комбинации.

Схемы, используемые в СА, имеют три или более стадий усиления. Финальная выходная стадия усилителя может подразделяться на классы А, В и D.

Класс А обычно используется в СА с низким усилением и выходным УЗД, в которых пиковое усиление не превышает 50 дБ. Они имеют постоянный разряд тока вне зависимости от уровня входного сигнала.

При необходимости использования большего усиления применяются пуш-пульные СА, в которых используются усилители класса В. В них имеются два раздельных устройства, обеспечивающих усиление отрицательных и положительных циклов входной волны. При отсутствии сигнала на входе отсутствует и разряд тока. Иными словами, они более экономичны. Выходная стадия усиления данного класса усилителей теоретически может обеспечить в 4 раза большую амплитуду выходного сигнала в телефоне, по сравнению классом А. Кроме того, усилители класса В обеспечивают больший выходной уровень на высоких частотах.

Усилители класса D - в отличие от предыдущих встроены непосредственно в телефон. Это позволяет запустить телефон относительно низкими уровнями переменного тока. К преимуществам интегральных схем данного класса относятся: 1) меньшее количество элементов и размеры; 2) меньший ток; 3) более высокий уровень насыщения; 4) повышенная надежность СА, обусловленная меньшим количеством внешних связей. Однако, учитывая то, что в современных усилителях класса В также используется минимальное количество внешних связей, отмеченные преимущества относятся прежде всего к классу А.

Наконец усилители подразделяются на одно- и многополосные. Используемые до 1987 года однополосные усилители обеспечивали лишь регулировку высоких и низких частот.

Многополосные усилители аналогичны графическим эквалайзерам. Они обеспечивают раздельную регулировку усиления раздельных частотных полос.

Регулировки

Регулировкам принадлежит особая роль в изменении характеристик СА. Наиболее часто используемой является регулировка усиления, применяемая больным и представляющая собой переменное сопротивление.

Существует также триммерный контроль усиления, представляющий собой регулировку усиления, используемую специалистом.

Электронная регулировка тембра - меняет частотный ответ СА и включает набор фильтров (конденсаторов, сопротивлений). Изменения частотного ответа регулируются дискретной установкой при помощи переключателя или плавной установкой при помощи отвертки. Набор фильтров имеет диапазон от простого пассивного фильтра первого порядка до активных фильтров более высокого уровня, обеспечивающих большее низкочастотное и высокочастотное подавление, а также фильтрацию отдельных полос в многополосных СА.

Регулировка выходного уровня звукового давления (SSPL90) используется для обеспечения максимального выходного уровня, не достигающего однако порогов дискомфорта пациента. Диапазон составляет 15-25 дБ.
Другие регулировки представлены автоматической регулировкой усиления, схемами подавления обратной связи (в основном подавлением высокочастотного усиления, однако иногда и фильтрами).

Ограничивающие системы

Предназначением каждого СА является усиление слабых звуков до достаточно громкого уровня, однако, без их чрезмерного усиления, достигающего дискомфортных уровней. Каждый слуховой аппарат имеет максимально достижимый УЗД (насыщение, перегрузка), определяемый телефоном, напряжением батареи, а также усилителем. На практике, однако, ограничения преимущественно определяются усилителем. Эти уровни могут регулироваться и устанавливаться ниже уровня насыщения.

Концепция линейного усиления

Усиление линейного аппарата отображено кривыми входа/выхода.

Линейное усиление означает, что выходной сигнал всегда пропорционален входному сигналу. При увеличении входного УЗД выходной УЗД увеличивается на ту же самую величину до достижения уровня насыщения, после чего дальнейшее увеличение входного УЗД не сопровождается изменением выходного. В большинстве линейных СА насыщение достигается при уровне входного сигнала 90 дБ УЗД.

Передаточная функция (характеристики входа/выхода) всегда изображается под углом в 45° к абсциссе, если и абсцисса, и ордината имеют одинаковую шкалу. Линейное усиление может быть описано как отношение 1:1 в рабочем диапазоне, с наклоном в 45° или постоянным усилением. В подобных системах при достижении уровня насыщения имеет место клиппирование пиков.

Ограничение выхода путем непосредственного его регулирования.

Клиппирование пиков является самым простым способом ограничения выходного уровня СА и определяется как удаление электронным путем пиков сигнала одной или обеих полярностей.

К преимуществам жесткого клиппирования относятся его конструктивная простота и малые размеры при обеспечении эффективного ограничения выхода.

К недостаткам жесткого клиппирования прежде всего следует отнести возникновение гармонических и интермодуляционных искажений над уровнем ограничения.
Данный вид клиппирования является разновидностью нелинейного усиления, которое характеризуется медленным увеличением выходного уровня при увеличении входного уровня.

Ограничение выхода путем регулирования усиления в зависимости от времени: схемы обратной связи, преобразования, адаптивные слуховые аппараты.

Автоматическая регулировка усиления

Данные системы имеют встроенную схему, автоматически уменьшающую электронное усиление СА как функцию величины сигнала, подлежащего усилению. Усиление уменьшается, однако способ этот отличается от клиппирования. Двумя основными задачами данной системы являются: 1) снижение усиления СА при повышении входного УЗД таким образом, что не достигается предел выходных характеристик, а искажения снижаются и 2) снижение динамического диапазона выходного сигнала и приведение его к динамическому диапазону поврежденного уха.

Уровень усиления контролируется автоматически. Данный процесс описывается также как компрессия имеющегося динамического диапазона в меньший диапазон. Иными словами, компрессия сводит к минимуму искажения при высоких уровнях входного сигнала, перераспределяет динамический диапазон речи, выполняет функции автоматического регулятора громкости, обеспечивает слуховой комфорт в шумной обстановке.

Кривая входа/выхода СА с автоматической регулировкой усиления может быть разделена на 3 части: линейный отрезок при низких входных значениях УЗД, когда прибавки во входном УЗД вызывают равные прибавки в выходном УЗД; отрезок, соответствующий компрессии, когда прибавки во входном УЗД вызывают меньшие прибавки в выходном УЗД; отрезок с ограничениями, когда прибавки во входном УЗД не оказывают существенного влияния на выходной УЗД.

Компрессия характеризуется следующими понятиями:

Ограничительный уровень - уровень, которым ограничен выходной уровень насыщения СА.

Колено компрессии - порог компрессии или порог автоматической регулировки усиления. Порог компрессии - это минимальный входной уровень, необходимый для срабатывания компрессии. Колено компрессии может быть охарактеризовано как точка, в которой кривая входа/выхода отстоит на 2 дБ по оси выходного УЗД от продолжения линейного участка кривой входа/выхода (при нелинейной компрессии). Уровень, на котором проявляется это колено, различает аппараты с высокими и низкими уровнями компрессии.

Коэффициент компрессии - степень компрессии представляет собой результат отношения величины изменения (увеличения) входного УЗД к величине изменения (увеличения) выходного УЗД в области действия компрессии.

Коэффициент компрессии может определяться также как отношение порога дискомфорта к величине динамического диапазона.

Постоянная времени. В процессе стабилизации при новых значениях усиления возникают временные задержки, обусловленные схемами обратной связи.

Время атаки (время срабатывания) относится к промежутку времени, необходимому для схемы обратной связи для установки нового значения усиления при высокоинтенсивных сигналах на входе. Как правило, время атаки равно 1 - 5 мс.

Время восстановления относится к промежутку времени, необходимому для схемы обратной связи для возвращения сниженных значений усиления к предыдущим величинам, когда прекращается подача высокоинтенсивных сигналовна вход. Время восстановления всегда больше времени атаки. Время восстановления может колебаться от 40 мс до нескольких секунд.

Компрессия может разделяться на низкопороговую и высокопороговую.

Нелинейная компрессия. При нелинейной компрессии коэффициент компрессии меняется в зависимости от входного уровня.

Рассматривая весь диапазон компрессии, можно вычислить средний эффективный коэффициент компрессии.

Большинство компрессионных технологий можно разделить на следующие категории: компрессия, регулируемая по входу (AGC-I), и компрессия, регулируемая по выходу (AGC-0).

Компрессия, регулируемая по входу. При компрессии сигнала до его усиления можно использовать низкие значения порога и коэффициента компрессии. Можно также использовать AGC-I для ограничения компрессии при высоких значениях порога и коэффициента компрессии. При этом следует иметь в виду, что положение регулятора громкости влияет на максимальный выходной уровень сигнала.

В некоторых СА используется фронтальная AGC-I (высокий порог для ограничения компрессии) и вторичная AGC-I для компрессии обычных сигналов ниже высокого порога срабатывания входной компрессии. Применяется также первичная нелинейная обработка сигнала, предполагающая использование низкого порога компрессии для восстановления нормального ощущения громкости.
В данном случае при компрессии сигнала после его усиления необходимо использовать высокие значения порога и коэффициента компрессии. Положение регулятора громкости минимально влияет на максимальный выходной уровень сигнала. Первичная линейная обработка не предназначена для восстановления нормального ощущения громкости, а используется в основном для уменьшения искажений (сравните с клиппированием) при высоких уровнях входного сигнала.

Ограничение компрессии

Ограничение компрессии может быть использовано как при компрессии, регулируемой по входу, так и при компрессии, регулируемой по выходу. При этом отсутствует необходимость в использовании специальной электронной схемы. Ограничение компрессии используется для предотвращения искажений, дискомфорта и болевых ощущений при громких звуках. Обычно применяются высокие значения порога и коэффициента компрессии. Данная функция может быть сравнена с "ударом по тормозам".

Следующей разновидностью компрессии является компрессия в широком динамическом диапазоне. В данном случае используется низкий порог компрессии - не выше 55 дБ. Иногда именуется компрессией в полном динамическом диапазоне.

Слоговая компрессия. Компрессия с низкими значениями порогов и коэффициентов характеризуется коротким временем срабатывания и отпускания - 50 - 150 мс.

Таким образом, ограничение усиления может происходить как при компрессии, регулируемой по входу, так и при компрессии, регулируемой по выходу, однако компрессия, регулируемая по входу, не обязательно ограничивает усиление, в то время как компрессия, регулируемая по выходу, всегда ограничивает усиление.

Компрессия в широком динамическом диапазоне всегда является компрессией, регулируемой по входу. В то же время, компрессия, регулируемая по входу, не обязательно является компрессией в широком динамическом диапазоне.

Слоговая компрессия всегда является компрессией в широком динамическом диапазоне, но последняя не всегда является слоговой.

Автоматическая обработка сигнала (ASP)

Представлена схема, включающая многообразие принципов обработки сигнала. До настоящего времени в подобных схемах предусматривалось ослабление усиления на высоких уровнях и/или увеличение усиления на низких уровнях без изменения частотных характеристик (фиксированный частотный ответ - FFR). В данных схема предусмотрено использование схем традиционной автоматической обработки сигнала (схем автоматической регулировки усиления или компрессии).

В современных схемах предусмотрено также и изменение частотного ответа как функции входного сигнала (частотный ответ, зависящий от уровня - LDFR).
Тип 1 (BILL) - повышение низких частот на низких уровнях и понижение их на высоких уровнях.

Тип 2 (TILL) - повышение высоких частот на низких уровнях и понижение их на высоких уровнях.

Тип 3 (PILL) - программируемое повышение (модификация частотного ответа) на низких уровнях, зависящее от уровня, в нескольких частотных полосах.

Схема К-амр

Наиболее распространенными схемами автоматической обработки сигнала являются схемы, обеспечивающие усиление низких частот на низких уровнях и снижение их на высоких. В отличие от этого, в К-амр на низких уровнях усиливаются высокие частоты, которые ослабляются на высоких уровнях. Как правило, данный тип используется у больных с высокочастотной тугоухостью.

Электроакустические искажения, влияющие на характеристики слухового аппарата.

Искажения

Гармонические искажения возникают при прохождении сигнала через нелинейный усилитель. Усилитель искажает сигнал за счет использования части энергии входного сигнала и передачи его в виде нового сигнала или продуктов искажений, расположенных на частотах, кратных частоте входного сигнала. Так, например, если входной сигнал с основной частотой, равной 500 Гц, проходит через нелинейный усилитель, то результатом будет образование новых сигналов, имеющих частоты кратные основной частоте, а именно, 1000, 1500 и 2000, 2500 Гц и т.д.

При разделении гармоник с основной частотой в выходном сигнале и измерении отношения общего значения гармоник и основной частоты определяется коэффициент гармонических искажений. Чем больше нелинейность усилителя, тем больше гармонические искажения и тем хуже качество усиленных звуков.

Интермодуляционные искажения - это отношение мощности выходного сигнала на частотах, отличных от поступивших к слуховому аппарату, и мощности входного сигнала. Интермодуляционные искажения могут быть продемонстрированы при рассмотрении двух входных частот (например, 500 и 700 Гц) равной амплитуды, однако не связанных гармонически. Как результат прохождения их через нелинейную систему мы имеем на выходе сложный ответ, состоящий как из этих частот, так и из их гармоник (500, 1000, 15000 и 2000; 700, 1400, 2100 Гц).

Дополнительно в ответе присутствуют частоты, соответствующие сумме и разнице двух указанных частот: 1200 и 200 Гц. При сложном входном сигнале, таком как речь, и при высоких уровнях окружающего шума, добавляется значительно большее количество частот.

Существуют также частотные (амплитудные или линейные) и фазовые искажения.

Транзиентные искажения - результат механического и электрического резонанса. Для исключения транзиентных искажений усиление должно быть на 9 дБ меньше оптимального ответа.

Приводим основные характеристики СА:
- Входной УЗД;
- Выходной УЗД;
- УЗД насыщения;
- Акустическое усиление;
- Частотный ответ;
- Частотный диапазон;
- Гармонические искажения;
- Эквивалентный уровень шума на входе;
- Ток батареи;
- Характеристики входа/выхода (для СА с АРУ);
- Динамические характеристики АРУ.

Шум слухового аппарата

Шум усилителя СА может суммироваться с входным сигналом, что изменяет его характеристики. Данный шум не относится к нелинейностям входного сигнала и обычно измеряется как соотношение сигнал/шум. Основным источником шума является микрофон. Дополнительные шумы могут возникать при неадекватном отключении батареи и схемы усилителя.

Обратная связь

Акустическая. Имеет место, когда выходной сигнал воспринимается микрофоном СА и усиливается. Она может быть также обусловлена неадекватным ушным вкладышем или трубкой, а также плохой акустической изоляцией преобразователей (и особенно при высоких значениях усиления) и наличием острых резонансных пиков в частотном ответе СА.

Механическая. Проявляется при механической вибрации телефона, передающейся к близко расположенному микрофону. С целью ее исключения используются резиновые амортизаторы-изоляторы, а также соответствующее расположение микрофона и телефона.

Магнитная. Имеет место при взаимодействии индукционной катушки с другими магнитными полями, например телефона.

Я.А. Альтман, Г. А. Таварткиладзе

Выбор слухового аппарата - дело ответственное. Слуховой аппарат - прибор для индивидуального использования. Некачественный или неправильно подобранный слуховой аппарат не только раздражает самого пользователя, но и может нанести непоправимый вред его остаточному слуху.

Часто люди пользуются советами продавца-консультанта, заочно гарантирующего 100% слух при покупке любого из имеющихся в ассортименте их компании слуховых аппаратов. Не верьте таким обещаниям!

Не пользуйтесь советами продавца-консультанта, не имеющего специального образования. Доверьте свой слух профессионалам.

Если Вы наверняка не знаете, какой слуховой аппарат подойдет для Вас или Ваших близких, лучше воспользоваться консультацией врача-сурдолога.

Советы, как выбрать слуховой аппарат правильно:

Прежде всего, нужно определить форму слухового аппарата, т.е. где вы собираетесь располагать свой слуховой аппарат - за ухом (заушная форма) или внутри уха (внутриушная, канальная).

Помимо ваших требований к внешнему виду слуховой аппарат должен выполнять свое прямое предназначение - качественно и четко, без искажений, усиливать звук. Хорошая разборчивость речи в любой ситуации, естественность звуковых ощущений, простота и удобство использования - это главные параметры, на которые следует обратить внимание в первую очередь.

Несколько советов, которые вы прочтете ниже, несомненно, помогут вам сделать правильный выбор.

Выбираем форму (внешний вид) слухового аппарата

	Если Вы выбрали внутриушную форму слухового аппарата или его разновидность внутриканальную форму, руководствуясь косметическими соображениями, то Вам необходимо помнить, что : Маленькие слуховые аппараты имеют меньшие батарейки. Срок службы таких батареек ограничивается тремя-десятью днями, в зависимости от модели слухового аппарата. из-за маленьких размеров такие слуховые аппараты трудно вынимать и вставлять в ухо, следовательно люди с нарушенной моторикой рук будут испытывать большие затруднения при эксплуатации. требуется особенно тщательный уход и контроль чистоты как слухового аппарата, так и самого слухового прохода. срок службы таких слуховых аппаратов в два раза меньше, чем у заушных моделей. внутриушные слуховые аппараты имеют ограничение по мощности. Это означает, что использовать их могут только те, у кого потеря слуха незначительная или средняя. косметичность такого аппарата зависит от мощности самого слухового аппарата, т.е. от его величины (чем мощнее модель, тем она больше) и от размеров и формы слухового прохода. внутриушные слуховые аппараты имеют противопоказания для использования - воспалительные заболевания наружного и среднего уха.
	Отличным косметическим решением на сегодняшний день являются слуховые аппараты OpenFit или «открытое ухо» - это гибрид удобства и практичности заушной формы и косметичности внутриушной. Минимальные размеры самого слухового аппарата и тончайшей трубочки, проводящей усиленный звук в слуховой проход, делает его практически невидимым.
	Традиционными являются слуховые аппараты заушной формы. Они располагаются позади ушной раковины. Современные технологии позволяют создавать мощный слуховой аппарат в маленьком корпусе. Поэтому современные заушные слуховые аппараты маленькие и очень удобные. Технологические возможности гораздо шире, чем у их аналогов внутриушной формы. Слуховой аппарат крепится на ушной раковины с помощью ушного вкладыша, который рекомендуется изготавливать индивидуально. От формы ушного вкладыша во многом зависит и эффективность слухопротезирования.

Выбираем мощность слухового аппарата

Мощность слухового аппарата определяется тестированием слуха, которое проводит обязательно врач-аудиолог. Неправильно проведенное исследование слуха может привести к неправильному выбору слухового аппарата. Небольшая потеря слуха потребует компенсации слуховым аппаратом слабой мощности, средняя – средней, и соответственно, при большой потере слуха используются аппараты большой мощности или супермощные.

Мощность слухового аппарата должна быть строго выверена специалистом, чтобы слуховой аппарат не был мощнее, чем того требует Ваш слух. Но и меньшая мощность аппарата не обеспечит достаточного усиления. Обычно для программируемых на компьютере слуховых аппаратов, программа сама "подскажет" рекомендуемую мощность в том или ином технологическом классе аппаратов.

Характеристики слухового аппарата

Важной характеристикой, помимо мощности, является количество каналов . Канал – это диапазон частот, в котором независимо можно настроить усиление. Чем больше количество каналов, тем более точно можно настроить слуховой аппарат под нарушение слуха и в итоге получить большую разборчивость речи. Однако не следует думать, что количество каналов – единственная характеристика, определяющая качество звучания и разборчивость речи в слуховом аппарате.

Система компрессии – неравномерное усиление звуков разной интенсивности. Более совершенная система компрессии дает больший комфорт при использовании слухового аппарата, так как позволяет настроить аппарат таким образом, чтобы слышать тихие звуки при том, что громкие звуки не будут дискомфортно громкими, сохраняя естественное ощущение громкости звука.

Также важна система подавления шума . Чем более совершенна данная система, тем большую разборчивость речи и комфорт дает слуховой аппарат в условиях шумной обстановки. Есть аппараты, которые не только подавляют шум, но и могут усиливать речь на фоне шума.

Система микрофонов . Микрофоны могут не иметь никакой направленности, могут быть фиксировано направленными. Самой совершенной системой направленности является адаптивная, в этом случае направленность меняется автоматически в зависимости от акустической обстановки. Самые совершенные слуховые аппараты также дают пользователю возможность самостоятельно управлять направленностью микрофонов.

Кроме перечисленных, существует еще много параметров, от которых зависит качество звучания, комфорт и разборчивость речи (формула усиления, система подавления обратной связи, сглаживания резких импульсных звуков и др.). Квалифицированный специалист поможет разобраться в том, насколько важен для Вас тот или иной параметр.

Выбираем класс слухового аппарата

Класс слухового аппарата - это набор функций и возможностей для его успешного и эффективного использования. Класс аппарата определяет его стоимость. Различают 5 классов этих приборов: базисный (самый низкий), экономический, средний, бизнес класс и премиум класс.

Базисный класс включает слуховые аппараты с ручной регулировкой имеют заданные параметры (например, для конкретной слуховой потери - отдельный аппарат), и с изменением слуха появляется необходимость замены данного аппарата другим, подходящим уже измененному слуху.

Экономический класс включает программируемые слуховые приборы, преимущество которых состоит в том, что они не имеют конкретных частотно-амплитудных параметров. Прежде, чем такой аппарат начнет работать, надо задать ему режим функционирования. Иначе он будет лишь «шуметь». Этот процесс называется программированием слухового аппарата.

Это очень удобно, потому что как слух может меняться со временем, так и индивидуальные пожелания к звуковому восприятию не отличаются постоянством.

Средний класс - это цифровые программируемые приборы с определенным набором функций для выделения речи и шумоподавления. Этот функционал среднего уровня и имеет определенные требования к акустике помещения, где находится пользователь.

Аппараты бизнес и премиум уровня являются наиболее эффективными и комфортными. Они не только улучшают слух, но и восстанавливают и сохраняют разборчивость речи. Основой таких цифровых аппаратов является особый электронный процессор, цифровой преобразователь, который обеспечивает сложные алгоритмы обработки звука. Такие устройства более точные, надежные, комфортные.

Деление на классы обусловлено тем, что каждый последующий технологический класс учитывает недостатки предыдущих моделей и имеет дополнительные опции для регулирования по пути к наилучшей разборчивости и естественности звучания.

Еще несколько советов:

• Если Вам небезразлична эффективность слухового аппарата в различных акустических условиях (например, на шумной улице, в театре, в цеху, на лекции и т.п.) выбирайте слуховые аппараты с несколькими программами, режим функционирования которых выбирается для конкретной акустической ситуации.


• Если Вы не уверены, что предлагаемая Вам модель слухового аппарата имеет функцию выделения речевого сигнала, так необходимую для наиболее разборчивого восприятия речи, ориентируйтесь по стоимости аппарата, которая в этом случае не может быть менее 20 000 рублей.

Дополнительные функции

Несмотря на то, что большинство цифровых слуховых аппаратов автоматически подстраиваются под акустическую обстановку, многие аппараты дают возможность самостоятельной регулировки громкости, переключения дополнительных программ. Программа - это режим работы слухового аппарата для специфических условий (шумная обстановка, просмотр телевизора, прослушивание музыки и т.д.). Управление слуховым аппаратом может осуществляться кнопками или переключателями, расположенными на корпусе или с помощью пульта управления.

Самые совершенные слуховые аппараты имеют беспроводные технологии передачи данных (например, Widex Link), позволяющие осуществлять связь с мобильными телефонами, аудиоплеерами, компьютерами через дополнительные устройства.

Аппараты могут иметь специфические возможности, например, программу Zen для людей с ушным шумом, функцию частотной транспозиции для глубоких снижений слуха в высокочастотной области и т.д. О таких функциях Вам расскажет специалист.

Выбираем цену слухового аппарата

Условно аппараты можно разделить на пять ценовых класса: базисный, экономический, средний и ТОПовый (Premium или Hi-class).

Однако, с каждым днём разделяющие их грани становятся всё прозрачнее - индустрия настолько быстро развивается, что даже требовательный пользователь сможет остаться довольным аппаратом низшей ценовой категории - в нем может оказаться достаточный набор функций для удовлетворения потребностей конкретного пользователя.

Слуховые категории бюджетной группы имеют возможность как ручной, так и программируемой настроек, аналоговую или цифровую обработку звука. Имеют одну акустическую программу (не считая телефонной катушки), обычно 1 или 2 канала обработки. Функции выделения речи и шумоподавления нет. Это самый дешевый класс слуховых аппаратов.

Ценовой порог среднего класса лежит, как правило, в диапазоне 25 тыс. – 40 тыс. руб. Это обязательно цифровые программируемые слуховые аппараты с системами шумоподавления и простой системой выделения речи. Возможно наличие системы двух микрофонов (фиксированный или адаптивный). Многоканальные и многопрограммные аппараты.

Аппараты «high-end»-класса предлагают пользователю максимальную функциональность и индивидуальность слуховых аппаратов.

Основные производители слуховых аппаратов, представляющие свою продукцию в России – Widex (Дания) , Siemens (Германия) , Bernafon (Швейцария), Oticon (Дания) , Fonak (Швейцария).

Однако даже самый современный слуховой аппарат окажется абсолютно бесполезным, если он неправильно запрограммирован. Настройка слухового аппарата - 50% успеха слухопротезирования в целом. И чем выше технологический класс аппарата, т.е. дороже стоимость слухового аппарата, тем требовательнее нужно подойти к профессиональным качествам специалиста.

Отвечая на вопрос, как выбрать слуховой аппарат, в первую очередь хотим обратить внимание, что подбирать прибор необходимо вместе со специалистом. Слуховой аппарат является сложным медицинским прибором, поэтому к его выбору необходимо относиться крайне серьезно, после проведения диагностики слуха.

По результатам исследования подбирается аппарат с оптимальными параметрами мощности, который позволит максимально точно компенсировать потерю слуха. Кроме того, каждая модель характеризуется определенным набором функций и программ, которые подбираются в зависимости от шумовой обстановки, в которой будет эксплуатироваться аппарат.