安森美用于助聽器的DSP系統(tǒng)方案

2012年全球預(yù)計銷售近1200萬部助聽器，推動力來自于人口老齡化、更長預(yù)期壽命、更低出生率；新興市場（中國、印度、巴西及東歐）收入上升；過渡噪聲、糖尿病、耳毒性（某些處方藥副作用）等疾病所致的聽力減退病例蔓延。

關(guān)于中國聽力健康現(xiàn)狀的案例研究顯示，中國有超過1，000萬成人患有聽力減退，聽力減退者中估計僅1%使用助聽器（歐洲為16%，美國為25%）。美國的研究顯示，由于受到過度噪音的影響，6至19歲兒童及青少年中有12.5%存在永久性聽力上損害，中國城市地區(qū)的研究顯示出類似結(jié)果。

助聽器主要分耳背式（Behind The Ear， BTE）和耳內(nèi)式（In the Ear， ITE），適合不同年齡和不同需要的患者配戴。前者有傳統(tǒng)BTE，微型BTE和耳道內(nèi)置受話器（Receiver In Canal， RIC）；而后者有全、3/4、半耳腔式ITE，耳道內(nèi)置，深耳道（Completely In the Canal， CIC）及耳道內(nèi)不可見（Invisible In Canal， IIC）等類型。其趨勢有三：其一是分立及“不可見”，更小巧的耳道內(nèi)置受話器（RIE）及新的耳道內(nèi)不可見（IIC）類型在美國“嬰兒潮”一代開始采用助聽器時更受歡迎；其二是無線通信及連接：當(dāng)前技術(shù)為2.4 GHz、900 MHz及帶藍(lán)牙繼電器的近場磁感應(yīng)（NFMI）；其三是完全自動化及“智能”，音量控制及信號處理自動適配聲音環(huán)境，因而更有效，令用戶更方便。滿足這些趨勢分別需要轉(zhuǎn)移至65 nm或更小節(jié)點工藝及微型化封裝技術(shù)；需要互操作性及先進的封裝技術(shù)；增加處理功率及算法復(fù)雜度。隨之而來的設(shè)計挑戰(zhàn)是功耗約1 V工作電壓時的電流消耗、多芯片及芯片面積要小于10mm2、采用混合信號技術(shù)。

從圖3中可以看到，綠色部分是安森美半導(dǎo)體提供的器件。其系統(tǒng)級封裝（SiP）簡化了微型助聽器的組裝過程，適合所有助聽器類型助聽器。

圖3：助聽器框圖

安森美半導(dǎo)體為無線助聽器應(yīng)用提供預(yù)配置的DSP系統(tǒng)，包括Ayre？ SA3291混合模塊及AYRE中轉(zhuǎn)器參考設(shè)計等。這些預(yù)配置DSP系統(tǒng)提供多種混合選擇及功能包，支持所有助聽器產(chǎn)品類型，非常適合于要求極少編程配置、要求即可應(yīng)用的助聽器制造商。

其中，安森美半導(dǎo)體的Ayre SA3291混合模塊采用完整特性的助聽器算法套件、預(yù)配置聽覺處理器和NFMI高帶寬集成雙工無線電，天線是唯一需要的外部元器件，并可同步左耳及右耳參數(shù)。而安森美半導(dǎo)體的Ayre中轉(zhuǎn)器參考設(shè)計支持立體聲音頻流、持藍(lán)牙、音量控制和程序選擇。

安森美半導(dǎo)體的助聽器數(shù)字信號處理軟件具有幾個明顯的特性，如寬動態(tài)范圍壓縮，可柔和放大聲音，且不會使增大的聲音令人不適，可針對個體的聽力減退情況提供個性化定制；反饋消除器可消除由反饋產(chǎn)生的部分助聽器輸出信號，并通過相位消除來自適應(yīng)地消除；自適應(yīng)方向可自動適配極性模式，根據(jù)噪聲位置調(diào)節(jié)；利用環(huán)境分類持續(xù)分析聲音環(huán)境，自動調(diào)節(jié)助聽器將舒適度和可聽性提升至最高。

圖4：無線助聽器應(yīng)用示意圖

為方便工程師設(shè)計，安森美半導(dǎo)體還提供軟件開發(fā)工具（網(wǎng)上工具），幫助選擇及配置算法，創(chuàng)建定制助聽器；對電聲特性建模、測試算法、微調(diào)等。如果客戶開發(fā)驗配軟件，可提供接口通信庫文件；如果客戶沒有驗配軟件，可提供驗配軟件的定制化。硬件開發(fā)工具包括DSP編程器和開發(fā)板。

除了預(yù)配置DSP方案，安森美半導(dǎo)體還為助聽器應(yīng)用提供Ezairo？ 5900系列開放可編程的DSP系統(tǒng)。此DSP系統(tǒng)提供可高度定制的混合功能配置選擇，非常適合于開發(fā)自有創(chuàng)新算法或應(yīng)用第三方供應(yīng)商提供的全定制算法的助聽器制造商。

結(jié)論

為滿足家庭保健及人們對健康、保健設(shè)備興趣增高的需求，安森美半導(dǎo)體針對中國市場為醫(yī)療應(yīng)用提供了多種半導(dǎo)體解決方案，包括用于血糖儀等便攜感測設(shè)備的高性能、高精度、高可靠性的Q32M210 32位混合信號微控制器，用于助聽器的預(yù)配置DSP及公開可編程DSP系統(tǒng)，幫助中國醫(yī)療電子產(chǎn)品制造商開發(fā)創(chuàng)新的高精度、可可靠性及低能耗醫(yī)療設(shè)備。同時，安森美半導(dǎo)體還提供配套軟、硬件開發(fā)工具，協(xié)助客戶實現(xiàn)芯片產(chǎn)品以外2次性開發(fā)，還有應(yīng)用工程師團隊為客戶體供現(xiàn)場支持，幫助他們縮短設(shè)計周期，加快產(chǎn)品上市。

更多醫(yī)療電子信息請關(guān)注：21ic醫(yī)療電子頻道