指向性技術(shù)用于收集期望方向的聲音同時(shí)削弱其它方向的聲音，它可以幫助助聽器配戴者提升在多種噪音環(huán)境下的語(yǔ)言識(shí)別。現(xiàn)在沒有任何電子線路能完全從背景聲中分離出語(yǔ)言信號(hào)，尤其是當(dāng)背景噪音也是語(yǔ)音信號(hào)時(shí)(例如餐廳)。
為了幫助人們能在噪聲環(huán)境中聽得更清楚，解決方案之一就是不讓噪音進(jìn)入信號(hào)處理線路中去，現(xiàn)在最好的辦法就是采用指向性技術(shù)。實(shí)現(xiàn)助聽器指向性的方法很多，根據(jù)所采用麥克風(fēng)的不同，可以歸納為以下幾種模式：
1.單個(gè)指向性麥克風(fēng)
2.一對(duì)全向性麥克風(fēng)
3.由三個(gè)或更多麥克風(fēng)組成的陣列
下面分別介紹這幾種指向性模式的原理和結(jié)構(gòu)。
1. 指向性麥克風(fēng)
指向性麥克風(fēng)有兩個(gè)入聲口，呈前后方向排列，指向性麥克風(fēng)的工作原理十分簡(jiǎn)單：
從助聽器后面?zhèn)鱽?lái)的聲波將首先傳遞進(jìn)入麥克風(fēng)的后入聲口，這部分聲波(聲波A)進(jìn)入麥克風(fēng)口后將遇到一個(gè)機(jī)械濾網(wǎng)，這將使聲波延遲，這個(gè)濾網(wǎng)對(duì)聲波的延遲被稱為內(nèi)部延時(shí)Ti。
同時(shí)，聲波還將向前傳播到達(dá)前麥克風(fēng)口(聲波B)，由于兩個(gè)麥克風(fēng)口之間有一定的距離，聲波從后麥克風(fēng)口到達(dá)前麥克風(fēng)需要一定的時(shí)間，這一時(shí)間被稱為外部延時(shí)Te。
如果這個(gè)機(jī)械濾網(wǎng)對(duì)聲波的延時(shí)被設(shè)計(jì)成正好等于外部延時(shí)Te，則當(dāng)聲波B到達(dá)麥克風(fēng)的前口并使連通著前口的麥克風(fēng)前半腔體壓力產(chǎn)生變化時(shí)，聲波A也正好進(jìn)入麥克風(fēng)后半腔，由于聲波A和聲波B將在各自腔體內(nèi)產(chǎn)生非常接近的聲壓，在振膜的兩側(cè)沒有壓差存在。因此不能引起振膜振動(dòng)也沒有電信號(hào)會(huì)產(chǎn)生。由此可見，指向性麥克風(fēng)已有效在消除了從后側(cè)來(lái)的聲波，并且阻止這些信號(hào)進(jìn)入線路。
2. 雙麥克風(fēng)系統(tǒng)
上述指向性麥克風(fēng)的這種工作方式也可以由兩個(gè)全向性麥克風(fēng)來(lái)達(dá)成(如下圖)。雙麥克風(fēng)系統(tǒng)中采用了一個(gè)電子延時(shí)器(模擬或數(shù)字)，用于延遲來(lái)自后麥克風(fēng)的聲音信號(hào)。而且，如果該電子延時(shí)即內(nèi)部延時(shí)Ti被設(shè)定等于外部延時(shí)Te時(shí)(即聲波從后麥克風(fēng)傳遞到前麥克風(fēng)所需時(shí)間)，兩個(gè)信號(hào)將在一個(gè)減法器中完全抵消，因此來(lái)自后側(cè)的聲音被消除了。
相對(duì)于指向性麥克風(fēng)，雙麥克風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是明顯的，首先雙麥克風(fēng)系統(tǒng)具有很高的靈活性。在一個(gè)指向性麥克風(fēng)中，延時(shí)比是由麥克風(fēng)制造商固定的，因此，只有一種指向性特性可獲得。
在一個(gè)雙麥克風(fēng)系統(tǒng)中兩個(gè)麥克風(fēng)口間的距離和內(nèi)部延時(shí)可以由助聽器制造商調(diào)整，有些助聽器通過(guò)多程序設(shè)置多種極性圖可以由用戶根據(jù)不同的聽力情景選擇最合適的極性圖。當(dāng)然，其中某一個(gè)聽力程序必須是全向性狀態(tài)，因?yàn)榇蟛糠致犃η榫跋拢蛐匀允亲詈线m的。
雙麥克風(fēng)系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是麥克風(fēng)噪音低;此外，雙麥克風(fēng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)抵消槽自適應(yīng);并且雙麥克風(fēng)系統(tǒng)還可以減少低頻滾降的影響，減少低頻頻響損失。
3. 三麥克風(fēng)系統(tǒng)
三麥克風(fēng)系統(tǒng)在一個(gè)耳背機(jī)里整合三個(gè)全向性麥克風(fēng)，在水平方向前后排列，麥克風(fēng)1在前，麥克風(fēng)3在后，而麥克風(fēng)2居中。
下圖顯示了三個(gè)麥克風(fēng)輸出在助聽器線路內(nèi)的處理過(guò)程，三個(gè)雙麥克風(fēng)處理模式呈塔狀分布組成二階差分抵消器。其中麥克風(fēng)1和2、麥克風(fēng)2和3各組成一個(gè)雙麥克風(fēng)系統(tǒng)，而兩個(gè)系統(tǒng)的輸出再次被送入一個(gè)抵消器中，通過(guò)三次對(duì)后向信號(hào)的抵消，三麥克風(fēng)獲得了極高的指向性指數(shù)。但是由于低頻滾降的存在，低頻信號(hào)也被削減很多。從第二階抵消器輸出的信號(hào)雖然有很高的指向性指數(shù)，但對(duì)低頻信號(hào)(1000Hz以下)的靈敏度大幅下降，使聲音音質(zhì)受損，甚至還會(huì)減少言語(yǔ)信號(hào)的可聽度。
因此在三麥克風(fēng)系統(tǒng)中，低頻部分是讓雙麥克風(fēng)系統(tǒng)的輸出通過(guò)低通濾波器后獲得的，而只有高頻部分采用高通濾波器從二階抵消器輸出信號(hào)中獲得，最后高低頻信號(hào)進(jìn)入加法器疊加以獲得完整信號(hào)。
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