使用数字信号控制器的简化、高性能的助听器设计

中心议题：
    *  思卡尔提供的设计说明对现代助听器进行剖析
    *  介绍其 DSP56F80x 数字信号控制器如何与主要的功能元件相结合

数字音频技术使助听器制造商能够提高助听器性能，降低其尺寸与成本，从而为最终用户提供更方便和舒适的产品。飞思卡尔提供的设计说明对现代助听器进行剖析，介绍其 DSP56F80x 数字信号控制器如何与主要的功能元件相结合，以小型轻便的外形提供更高的听力效果和更长的电池寿命。

图 1 显示数字助听器的常规功能，其中包括电源管理、麦克风和输入电路、数字信号处理器 (DSP)、音频输出组件以及用户界面功能。



麦克风可连接到前置放大器（如图 2 所示），与阻抗结合，并正常化音频电平。前置放大器输出连接到放大器输入，以调节 ADC 接收到的电压水平。
ADC 将连续的音频信号转换为数字样本，以便由 DSP 处理和过滤。

飞思卡尔 MC56F8006 等数字信号控制器 (DSC) 可以提供放大器和 ADC 功能，并且还集成计时器/PWM 电路，以便向扬声器放大器生成脉宽调制输出，如图 3 所示。用一个 DSC来取代这些分散的设备，有非常明显的优势，包括节省板卡的占用空间，使设计人员能够生产小型助听器，以及提高可靠性和降低制造成本等。



ADC 的音频信号采样存储在内存中。采集的信号应用了过滤算法。低功率、数字和自适应过滤是电池供电的助听器的主要设计要素。因此，过滤算法可能是产品开发人员知识产权 (IP) 的关键部分，使产品能够最大程度地减少不必要的环境噪音，以便只将所需的信号放大并发送到扬声器。
 

MC56F8006的核心是器件的处理能力，由飞思卡尔 56800E内核提供。凭借其微控制器编程模型和优化的指令集，此内核能够执行紧凑型 DSP 和控制代码，因此，可将 DSP 的处理能力与 MCU 的功能相结合。它是执行密集数学运算但对功耗敏感的应用（例如，当前的助听器所需的复杂音频过滤）的理想选择’。MC56F8006 集成的外围设备与内核协作工作，使工程师能够消除许多外部组件，以最大程度地减少尺寸和重量，并确保使用时的高可靠性和耐用性。



MC56F8006 的 PWM 输出可以通过扬声器放大器前面的前置放大器传递。扬声器放大器通常是 D 类放大器。这种拓扑因其尺寸小、能效高和散热低等优点而倍受青睐。MC56F8006 的 PWM 输出有助于高效率运行 D 类扬声器放大器，可以较小外形尺寸支持更多的音频信道和更高功率。飞思卡尔 DSP56F80x 设备将外围设备与软件相结合，使 D 类放大器能够以最高性能工作。

如图 4 所示，MC13892 包含功率控制逻辑、处理器接口、事件检测功能、实时时钟以及带币形备用电池的关键振荡器电路，另外还在配套处理器 IC 器件上支持外部安全的 RTC。它采用 SPI 和 I2C 接口以及触摸屏接口电路，全部都包含在高度集成的混合信号 IC 中。MC13892与飞思卡尔 i.MX 处理器或任何其他需要高度集成的双向功率管理、I/O 和通信设备的系统相连接。