便携式耳声发射检测仪设计

摘要

耳声发射是一种产生于耳蜗，经听骨链及鼓膜传导释放到外耳道的音频能量。耳声发射的发现揭示了耳蜗不但可以察觉和辨别外界的声音，而且会自发的发出声音。其临床意义在于，它为我们提供了一个检测耳蜗放大功能和外毛细胞功能完整性的方法。但是目前国内研发的耳声发射检测仪功能较少，技术不成熟，而国外耳声发射检测仪价格较高，不适合广泛应用。针对这些不足，本文设计了一款功能较全且性价比较高的便携式耳声发射检测仪。
　　本文采用ATEML公司研发的一款新型高档的ATmega128单片机作为耳声发射检测仪的核心控制器，基于它设计了整个耳声发射检测仪的硬件系统和软件系统。在硬件电路上，诱发刺激声部分由数模转换器、音频功率放大器和探头组成，信号处理部分由仪表放大器、滤波器和程控放大器组成。在软件算法上，采用同步累积、相干平均、时域加窗、快速傅里叶变换等方法对模数转换器采集到的信号进行处理，得到瞬态诱发耳声发射和畸变产物耳声发射的结果。
　　本文设计出的便携式耳声发射检测仪完成了对瞬态诱发耳声发射和畸变产物耳声发射两种信号检测的功能。它既能用计算机的USB接口供电，通过检测仪上的USB转串口模块配合计算机上位机软件使用，也能脱离计算机单独的采用电池供电，键盘操控，以液晶屏作为显示终端，便于携带。
　　最后，在完成了硬件电路和软件算法的设计之后，本文用耳声发射检测仪进行了多次实验，通过得到的实验结果和波形证实了本设计的可行性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 耳声发射研究背景及意义

1．3 耳声发射国内外研究现状

1．4 本文研究内容

第2章 耳声发射的产生机制分类及信号特点

2．1 耳声发射的产生机制

2．1．1 基底膜结构的主动反馈机制

2．1．2 基底膜行波的双向性

2．2 耳声发射的临床特点

2．3 耳声发射的分类

2．3．1 瞬态诱发耳声发射

2．3．2 畸变产物耳声发射

2．4 耳声发射的信号特点

2．5 本章小结

第3章 耳声发射信号处理方案

3．1 耳声发射诱发刺激声

3．2 耳声发射信号的放大及滤波

3．3 耳声发射信号的采样频率

3．4 耳声发射信号的处理

3．4．1 相干平均法

3．4．2 设拒绝阈值

3．4．3 带通滤波法

3．4．4 时域加窗法

3．4．5 非线性差分平均

3．5 耳声发射信号的识别

3．5．1 瞬态诱发耳声发射信号的识别

3．5．2 畸变产物耳声发射信号的识别

3．6 本章小结

第4章 耳声发射检测仪硬件系统设计

4．1 主控制器模块

4．1．1 ATmega128单片机

4．1．2 时钟电路

4．1．3 复位电路

4．1．4 JTAG接口电路

4．2 诱发刺激声驱动模块

4．2．1 数模转换电路

4．2．2 音频功率放大电路

4．3 探头

4．4 信号处理模块

4．4．1 前置放大电路

4．4．2 滤波电路

4．4．3 程控放大电路

4．5 信号采集模块

4．6 数据存储模块

4．6．1 外部静态随机存储器

4．6．2 串行闪存存储器

4．7 串口通信模块

4．8 液晶屏显示模块

4．9 本章小结

第5章 耳声发射检测仪软件系统设计及实验

5．1 软件系统总体框图

5．2 瞬态诱发耳声发射检测流程

5．3 畸变产物耳声发射检测流程

5．4 耳声发射检测实验

5．4．1 瞬态诱发耳声发射实验

5．4．2 畸变产物耳声发射实验

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢