EF-21937-033
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商品概述
近年来,移动电话的广泛使用改善了快节奏世界中许多人的生活质量,但却降低了一些助听器用户的生活质量。当人们在助听器附近使用某些采用数字传输的移动电话时,由于电磁干扰,可能会听到干扰性的“嗡嗡”声。
像GSM(全球移动通信系统)、PCS(个人通信系统)、DECT(欧洲数字无绳电话)等无线技术都采用TDMA(时分多址)作为复用方案。这种射频信号可能会被助听器解调,从而产生不需要的“嗡嗡”声。现在一些采用称为CDMA(码分多址)的扩频传输模式的产品正在出现。在任何特定频率下的功率密度非常低,整流问题也较少。幸运的是,下一代无线产品似乎正在采用CDMA和其他扩频技术。
简要讨论和比较各种系统有助于解释为什么某些系统比其他系统更容易产生问题。数字系统似乎更有可能产生干扰,因为射频幅度变化波形的整流和解调会在音频范围内产生产物。如果解调,信号的实际包络变化频率太高,不会引起关注。然而,由于移动电话以“帧”的形式传输数据,信号表现为高速脉冲串。
GSM的实际数据速率为270.833kbps,就其本身而言,这个频率太高,不会引起任何解调问题。每个GSM帧持续4.615ms,由8个时长为576.92μs的时隙组成。移动电话仅在这些时隙内传输270.833kbps的脉冲。由于这些时隙每4.615ms重复一次,它们在216.68Hz处有一个频谱分量,显然在可听频率范围内。还有其他不太关键的低频频谱分量是由多帧引起的(一个GSM多帧由26个时长为120ms的帧组成,频谱分量为8.3Hz,显然不可听)。
为了突出这个问题,GSM是便携式发射输出功率最高的系统之一,最大为1W,平均为125mW。
与GSM相比,USDC(数字蜂窝)的IS - 54规范的数据速率为48.6kbps。帧时长为40ms(25Hz),由6个时长为6.66ms的时隙组成(150Hz)。其谐波仍可能带来潜在的解调问题。
USDC移动电话的最大输出功率为600mW,平均输出功率为200mW,与GSM相比,这往往会进一步降低干扰的可能性。
在其他三种主要的移动协议中,DECT(帧时长10ms,频谱速率100Hz,功率250mW)、PHS(帧时长5ms,频谱速率200Hz,功率80mW)和PACS(帧时长2.0ms - 2.5ms,频谱速率400 - 500Hz,功率100mW),除了PACS电话功率水平较低这一幸运因素外,它似乎是最有可能产生问题的。
虽然有许多“标准”的无线通信协议,但GSM是当今助听器中最有可能导致问题的传输方法。
某些TDMA移动电话传输对助听器电路的干扰是一个特别棘手的问题,原因有几个。辐射天线与高增益助听器电路非常接近,这种情况很特殊,会在敏感的助听器电路上产生较大的射频电场梯度。助听器也在天线的近场中工作,因此无法事先对电场(E)和磁场(H)的方向做出假设。如果可以做出这样的假设,那么通过机械重新设计,确保拾取点位于场零区域就足够了。
射频能量可以通过助听器的五个基本元件之一进入助听器,即麦克风、音量控制/微调器、集成电路、布线或接收器。
射频能量根据其强度和在助听器系统中的位置,会以两种不同的方式影响助听器电路。如果射频信号幅度较大,它可能会降低电路内预期音频信号的动态范围。这会表现为音频信号在远低于正常削波幅度的水平上出现明显的失真或削波。这种情况可能发生在电路的任何位置,但最有可能发生在输出级,因为预期信号在输出级的幅度最大。
理论上,任何类型的手机,无论是模拟还是数字的,都可能导致这种类型的干扰。测试表明,目前模拟或数字手机不会造成严重的干扰。然而,必须持续认识和监测这种潜在的干扰源,以确保它不会成为问题。
第二种机制涉及半导体电路中射频能量的接收和整流。TDMA数字调制方案在这方面尤其成问题,因为射频载波是脉冲式开关的。如前所述,主要的TDMA调制方案(GSM)使用217Hz的脉冲速率。这会产生217Hz及其所有谐波的解调干扰频谱。这些频率在大部分音频频率范围内都很容易听到,会导致助听器发出可听的“嗡嗡”声。抑制这种类型的干扰需要使射频能量远离任何可能进行解调的非线性电路元件,这包括助听器电路。
