基于FPGA多频耳声导抗检测系统设计与实现

摘要

耳声导抗测试是一种中耳功能检测的客观方法，其在临床耳科和听力学诊断方面的重要地位已经得到临床医生的公认，是提高耳部疾病诊断准确率的一种先进手段。目前，临床上常采用226Hz、678Hz和1000Hz纯音信号作为耳声导抗探测音进行耳声导抗测试，但采用226Hz单一低频率纯音作为探测音信号时，耳声导抗特性取决于中耳的劲度因素，因此只能反映以劲度声纳改变为主的中耳病变;当采用678Hz或1000Hz高频率纯音信号作为探测音进行耳声导抗测试时，耳声导抗特性只取决于中耳的质量因素，因此只能反映质量声纳改变为主的中耳病变。近年来，国内外学者研究表明，当探测音的频率接近于中耳共振频率时，中耳病变才能全面的反映出来，所以采用扫频声探测音信号做耳声导抗测试也成为检测中耳功能的方法之一，其价值渐渐为国内学者利用于中耳功能临床测试上。
　　本文研制一种基于FPGA的多频耳声导抗测试系统，具备多频耳声导抗测试和中耳共振频率测试的中耳功能测试系统。该系统包含一个以FPGA为核心的下位机和以Visual C＃平台开发的计算机程序。系统通过计算机控制下位机的功能模式、探测音频率和强度以及密闭耳道内气压值，传感器采集数据后将数据经过下位机上传至计算机分析处理，计算机进行检测结果的呈现和存储等。本文详述耳声导抗测试系统的硬件设计和软件设计等。耳声导抗测试系统硬件设计以高集成度和低噪声为原则。耳声导抗测试系统的硬件部分在功能上可以分为探测音产生部分、气压控制部分、声压信号采集部分、气压信号采集部分、FPGA主控部分、电源部分、计算机部分。系统软件包括FPGA程序设计和基于Visual C＃设计的计算机程序设计。FPGA程序采用自顶向下的模块化设计方法，将FPGA程序分为顶层模块、控制模块、PLL模块、AD转换模块、串口模块、电机控制模块、探测音产生模块。基于Visual C＃设计的计算机程序设计按照功能可以可分为串口通信模块、测试模式模块、数据分析模块和数据管理模块等。
　　本文最后通过实验验证多频耳声导抗测试系统设计的可行性、稳定性和重复性，分别进行探测音频率测试，多频耳声导抗测试和中耳共振频率测试。实验结果稳定并与理论值符合，表明系统设计正确和工作可靠。

目录

摘要

1．1 背景和意义

1．2 国内外发展与现状

1．3 本文研究内容及结构安排

第二章 耳声导抗测试的原理及结构

2．1 耳声导抗测试原理

2．2 耳声导抗测试结构

第三章 耳声导抗系统硬件设计

3．1 电源部分电路

3．2 FPGA主控部分

3．3 探测音部分电路

3．4 气压控制部分电路

3．5 信号采集部分电路

第四章 耳声导抗系统软件设计

4．1 FPGA简介

4．2 系统的FPGA程序设计

4．3 C#程序设计

4．4 系统的工作流程

第五章 测试结果与分析

5．1 探测音播放测试

5．2 系统容积校准

5．3 多频耳声导抗测试

5．4 中耳共振频率测试

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士期间成果

致谢

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