数字助听器电磁兼容性控制的技术和效果

Technologies and Effectiveness of Electromagnetic Compatibility Control of Digital Hearing Aids

移动电话（俗称手机）已在全球范围内普遍应用， David等[1]预测近期其总量将达到30亿部。常见移动电话的工作频率在超高频（0.3～3 GHz）范围，用脉冲或数字信号调制。这样的发射信号形成了一种不可避免、独特的干扰源。助听器是很小的电声器件，内部的电路连接线和印刷电路板（printing circuit board，PCB）印制线可能对这样的超高频信号形成有效而隐蔽的接收天线，因而会在助听器输出时产生音频噪声。为了保护助听器用户的听力健康，相关领域的研究人员对这样的电磁干扰（electromagnetic interference，EMI）进行了多年研究，目前对它的控制很有成效。1997年，国际电工委员会（International Electrical Committee，IEC）对这类电磁兼容性（electromagnetic compatibility，EMC）提出了要求。最初的标准是针对模拟助听器和旁人手机干扰而制定的，以后不断更新，2011年制定了适用于数字助听器和用户手机干扰的最新版本[2]。美国国家标准协会（American National Standard Institute，ANSI）于2001～2011年3次颁发了无线通讯器件与助听器间EMC的国家标准，十分重视手机对助听器的近场干扰，规定了近场EMC的测试方法和指标[3]。William等[4,5]对通用EMC的基本原理和控制技术做了全面介绍，将其分为两大类，即EMC接地、屏蔽技术和PCB印制线设计技术。Thomas等[6]对新一代电磁元件做了相当精细的论述，是广义电磁理论和技术的三部曲：电磁元件基础、等价电路理论，各种电磁元件的特性、工作领域及其应用实例。DELTA实验室[7]调查了助听器EMC测试结果的不一致性，对多个助听器厂家的测试结果做了汇总、比较和讨论。顾军[8]对助听器与移动电话的兼容性及其较早期状况，包括国内研究进展做了初步介绍。然而，有关EMC控制技术在助听器中应用的论著、报告至今极少公诸于众。基于基本的电磁信号辐射、接收原理，EMC成就和助听器PCB 设计的新技术，利用新一代电磁元件的优势，笔者多年来研究了多类助听器中的EMC控制，取得了较显著的成果。本文将部分有效而实用的技术分类、论述和总结，希望相关助听器研制、临床和市场人员能从中获益。