電子耳蝸語(yǔ)音處理電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、電子耳蝸是一種利用微電子技術(shù)使失聰患者恢復(fù)聽(tīng)覺(jué)的神經(jīng)電刺激裝置，受到臨床醫(yī)學(xué)、神經(jīng)工程及康復(fù)工程界學(xué)者的高度重視。電子耳蝸的體外語(yǔ)音信號(hào)處理電路是其關(guān)鍵組成部分之一，其主要功能是利用聲電換能裝置將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為可以用來(lái)刺激人耳聽(tīng)神經(jīng)的電信號(hào)。國(guó)內(nèi)在電子耳蝸研究方面起步較晚，包括體外語(yǔ)音處理電路部分在內(nèi)的電子耳蝸關(guān)鍵技術(shù)有待進(jìn)一步完善。本課題對(duì)電子耳蝸語(yǔ)音處理電路的研究，有助于提高電子耳蝸的國(guó)產(chǎn)化水平，造福于2000多萬(wàn)深度耳聾患者，產(chǎn)生

2、巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　本課題在分析人體聽(tīng)覺(jué)器官生理結(jié)構(gòu)、電子耳蝸語(yǔ)音信號(hào)處理及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了電子耳蝸體外語(yǔ)音處理電路。該電路使用數(shù)字信號(hào)處理器芯片TMS320VC5402構(gòu)建了語(yǔ)音處理模塊，以音頻芯片 TLV320AIC23設(shè)計(jì)了語(yǔ)音信號(hào)采集模塊，采用無(wú)線數(shù)傳芯片 nRF2401A設(shè)計(jì)了信號(hào)發(fā)射模塊，并設(shè)計(jì)了其它相應(yīng)外圍模塊。其中，數(shù)字信號(hào)處理器作為核心器件，在進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)處理的同時(shí)，還通過(guò)多通道緩沖串行口

3、、復(fù)用主機(jī)接口等接口管理控制這些功能模塊電路的初始化及其工作狀態(tài)設(shè)定。在硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，本課題提出了一種基于連續(xù)間隔采樣CIS方案和連續(xù)可變斜率增量調(diào)制CVSD算法的新型語(yǔ)音信號(hào)處理方案，該方案在完成普通 CIS方案頻帶劃分及聲－電轉(zhuǎn)換功能的同時(shí)，能以較小的語(yǔ)音質(zhì)量損失獲取較大的壓縮率以便于無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸。最后在DSP開(kāi)發(fā)代碼設(shè)計(jì)工作站CCS軟件環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的語(yǔ)音信號(hào)處理，使處理信號(hào)成為能夠提供給體內(nèi)刺激器語(yǔ)音信息的信號(hào)。

4、　　在語(yǔ)音信號(hào)采集、處理、發(fā)射各功能模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)其小體積的要求，對(duì)電子耳蝸體外語(yǔ)音處理電路進(jìn)行了PCB整體布局上的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其達(dá)到了基本的便攜要求。同時(shí)，以電子耳蝸語(yǔ)音處理電路中上述功能模塊所要求達(dá)到的性能指標(biāo)為依據(jù)，設(shè)計(jì)了相關(guān)的測(cè)試方案，分析了實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，解決了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了討論。結(jié)果表明：本課題電子耳蝸語(yǔ)音處理電路可以完成對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的采集、對(duì)信號(hào)進(jìn)行分組濾波、編碼壓縮和量化以進(jìn)行聲電映射、打包組幀及無(wú)