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畸变产物耳声发射建模及听力检测仪研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 耳声发射研究背景及意义

1.2 耳声发射国内外研究现状

1.3 常用听力筛查方法

1.4 本文研究内容

第2章 耳声发射的产生、分类和信号处理

2.1 耳声发射的产生

2.2 耳声发射的临床医学特点

2.3 耳声发射的分类

2.4 耳声发射信号处理

2.4.1 诱发刺激信号的选取

2.4.2 耳声发射信号的放大和滤波处理

2.4.3 耳声发射信号的采样频率

2.5 耳声发射信号的处理

2.5.1 相干平均法

2.5.2 设拒绝阈值

2.5.3 带通滤波法

2.5.4 时域加窗法

2.5.5 非线性差分平均

2.6 耳声发射信号识别的方法

2.7 本章小结

第3章 畸变产物耳声发射Volterra核建模

3.1 非线性模拟电路Volterra核级数描述

3.2 非线性系统Volterra核提取

3.2.1 Vandermode法

3.2.2 多音信号法

3.3 DPOAE耳声发射Volterra核建模

3.4 本章小结

第4章 听力检测仪硬件系统设计

4.1 主控制器系统模块

4.1.1 ATmega128单片机

4.1.2 复位电路

4.1.3 时钟电路

4.1.4 JTAG接口电路

4.2 数据存储模块

4.2.1 串行闪存存储器

4.2.2 外部静态随机存储器

4.3 串口通信模块

4.4 液晶屏显示模块

4.5 听力检测仪探头

4.6 诱发刺激声驱动模块

4.6.1 数模转换电路

4.6.2 音频放大电路

4.7 信号处理模块

4.7.1 前置放大电路

4.7.2 滤波电路

4.7.3 程控放大电路

4.8 信号采集模块

4.9 本章小结

第5章 听力检测仪软件系统设计及实验

5.1 软件系统整体框图

5.2 DPOAE检测流程

5.3 耳声发射检测实验

5.4 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

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摘要

耳声发射产生于耳蜗,是经听骨链和鼓膜传播并释放到外耳道的一种音频能量。耳声发射的发现,证明了耳蜗不仅能够察觉和分辨外界的声音,还会主动的发出声音。其临床意义在于,它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。目前国外耳声发射检测仪的研究很多,技术比较成熟,售价相对较高,但关于入耳建模的听力检测仪的还未见报道。因此,本文设计了一款带有Volterra核入耳建模功能并且性价比较高的新型听力检测仪。
  为了对非线性系统入耳的畸变产物耳声发射建模,本文深入的研究了耳声发射的产生机制、非线性系统Volterra核描述、Volterra核的Vandermode法及多音信号法的原理,结合畸变产物耳声发射的特点,完成了Volterra核对入耳的建模。给人耳和建模发射相同的输入信号,对采集的输出信号进行对比,通过仿真证明,输出信号基本一致,证明该模型正确性。
  将Volterra核人耳建模运用在听力检测仪中,作为听力检测的一项新功能。听力检测仪对用户每次检测进行人耳建模,通过与正常人耳建模进行对比,判断人耳是否正常。
  采用ATmega128单片机作为核心控制器,设计了听力检测的硬件及软件。在硬件方面,电路中的诱发刺激模块由探头、数模转换器以及音频功率放大器组成,信号处理则是由滤波器、程控放大器等组成。在软件方面,采用相干平均、设拒绝阁值及带通滤波法处理噪声,使用时域加窗法和非线性平均法处理刺激伪迹,以便得到准确的畸变产物耳声发射的数据。
  完成了听力检测硬件各个模块的设计和软件程序的编写,通过大量的实验,证明了此听力检测仪中Volterra核建模和畸变产物耳声发射的检测功能是有效的。

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