2.3.1 Mediciones electroacústicas

Transcripción

1 2.3.1 Mediciones electroacústicas Comprobación del correcto funcionamiento de los audífonos 1

2 INDICE Estándares de medición 3 Colocación del audífono en la cámara del analizador 4 Mediciones básicas 5 Principios para las medidas de protección 5 SSPL90 5 FOG 5 GANANCIA DE REFERENCIA 6 RESPUESTA EN FRECUENCIA 7 RUIDO EQUIVALENTE DE ENTRADA 8 DISTORSIÓN ARMÓNICA 8 DISTORSIÓN INTERMODULAR 9 ENTRADA/SALIDA 9 CONSUMO DE BATERÍA 9 ATAQUE/RECUPERACIÓN 10 INDUCCIÓN 10 Anexo: Diapositivas de apoyo 12 2

3 ESTÁNDARES DE MEDICIÓN Las primeras normas IEC aparecieron en el año 1959 y se detallaban los procedimientos para realizar verificaciones de los audífonos en acoplador de 2 cc. Las mediciones en acoplador de 2 cc fueron normalizadas en la publicación 126 de la norma IEC en 1961 y revisada en Una segunda edición de la publicación 118 se inicia en 1983, incluyendo doce publicaciones desde a , incluyendo nuevos aspectos de las mediciones de los audífonos. Las publicaciones que son relevancia para nosotros son: Medición de las Características Electroacústicas, Audífonos con circuitos de control automático de volumen AGC, y Mediciones de las características de los audífonos para control de calidad. La publicación proporciona las normas de uso del simulador de oído de acuerdo a la publicación Describe con detalle las condiciones físicas para las mediciones. Mientras la norma está más dirigida a los fabricantes la está dirigida a distribuidores y audioprotesistas y describen los test básicos para control de calidad. El principio básico de las medidas de los audífonos es que, con los controles del audífono ajustados convenientemente, se aplica una señal de entrada al micrófono y se mide y analiza la señal de salida del auricular. Para poder comparar las medidas efectuadas en distintos equipos es preciso conocer los estándares de medición aplicados, una serie de normas que especifican detalladamente estas condiciones de medida. Entre las normas internacionales más utilizadas cabe destacar: 1.- IEC 118-0, 118-1, de Esta es la norma europea que utiliza un acoplador denominado OES (simulador de oído cerrado). 2.- IEC de Al igual que la anterior, se trata de una norma europea y como diferencia emplea un acoplador de 2 cc. En la norma IEC se emplea una frecuencia de referencia de 1600 Hz ó 2500 Hz. Según indicaciones del fabricante. Algunas de las mediciones realizadas sobre el audífono van referidas a esta frecuencia. 3.- ANSI S3.22 de 1982 y ANSI S3.22 de Es la normativa americana y emplea un acoplador de 2 cc.. En esta norma se emplea la denominada HFA, que es el promedio de las frecuencias de y 2500 Hz. En la variación de 1987, el promedio de HFA se ve modificado y ampliado teniendo en cuenta otras frecuencias. El esquema básico para las mediciones consiste en un analizador en el que se puede seleccionar la frecuencia y la presión sonora emitida por un altavoz alojado en el interior de una cámara insonorizada. En el interior de esa cámara se sitúa el audífono conectado a un acoplador al que se conecta a su vez el micrófono del analizador, que nos medirá la presión sonora a la salida del audífono. La figura nos muestra el esquema de la toma de medidas. 3

4 COLOCACIÓN DEL AUDÍFONO DENTRO DE LA CÁMARA DEL ANALIZADOR Ajuste según la norma IEC Seleccione la batería utilizada normalmente con ese audífono, que debería estar parcialmente descargada, (algunos analizadores utilizan un simulador de pila). Ajuste la ganancia al máximo, o al nivel de la ganancia de referencia descrito por el fabricante. Ajuste los controles de tonos para obtener la respuesta en la frecuencia más amplia posible. Los demás ajustes, tales como AGC, deberían estar ajustados de forma que permitan la mayor presión de salida del audífono. Cómo colocar un audífono de cordón en la cámara (diapositiva nº4) Compruebe que el acoplador de 2cc está conectado al micrófono situado en la cámara. Ajuste los controles del audífono como se explicó anteriormente, con la ganancia y el control de volumen al máximo. Conecte el audífono directamente al acoplador de los audífonos de cordón. Utilice la silicona para sellar el ajuste con el acoplador. Desconecte el simulador de pila ya que no se puede utilizar con audífonos de cordón. Situe el audífono y el acoplador en la cámara, colocando el micrófono de referencia a un máximo de 5 mm del micrófono del audífono, compruebe que los dos micrófonos están en un angula correcto con respecto al altavoz de la cámara: 90º Conecte el audífono, cierre la cámara y efectúe las mediciones. Cómo colocar un audífono Retroauricular en la cámara (Diapositiva nº5) Compruebe que el acoplador de 2 cc está conectado al micrófono en la cámara. Ajuste los controles del audífono como se explicó anteriormente, con la ganancia y el control de volumen al máximo. Conecte el audífono directamente al acoplador de retros a través del tubo flexible (tubo macarrón. Salvo indicación contraria, la longitud del tubo desde el codo del audífono hasta la entrada del acoplador debería ser igual a 20 mm) Conecte el simulador de la pila apropiado e inserte la pila en el audífono. Sitúe el audífono y el acoplador en la cámara, colocando el micrófono de referencia a un máximo de 5 mm del micrófono del audífono. Compruebe que los dos micrófonos están en un ángulo correcto con respecto al altavoz de la cámara: 90º. Cómo colocar un audífono Intra en el interior de la cámara (Diapositiva nº6) Compruebe que el acoplador de 2 cc está conectado al micrófono situado en la cámara. Ajuste los controles del audífono como se explicó anteriormente, con la ganancia y el control de volumen al máximo. Conecte el audífono directamente al la cavidad del adaptador de intras para acoplador de 2 cc. La unión entre audífono y el acoplador se debe sellar con algún tipo de material flexible. Las mediciones deben realizarse con el venting sellado. Compruebe que la salida del sonido del audífono está orientada al centro del acoplador. Conecte el simulador de la pila apropiado e inserte la pila en el audífono. 4

5 Sitúe el audífono y el acoplador en la cámara, colocando el micrófono de referencia a un máximo de 5 mm del micrófono del audífono. Compruebe que los micrófonos están en ángulo correcto con respecto al altavoz de la cámara. Como medida de comprobación, para verificar que el ajuste del audífono con el acoplador es correcto, realice una curva SSPL90 con el audífono desconectado. La curva debería ser menor de 90 db SPL a cualquier frecuencia. MEDICIONES BÁSICAS Las mediciones básicas a realizar son: 1.- SSPL90 Curva de máxima presión sonora de salida o saturación. Representa la presión sonora máxima que un audífono es capaz de proporcionar. Todos los controles han de estar situados en su posición máxima y la señal de entrada ha de ser de 90 db SPL. Se hace un barrido de frecuencias con el analizador obteniéndose así su curva. El circuito trabaja en la zona de saturación, que es aquella en la que incrementos del nivel de la señal de entrada no producen incrementos en la señal de salida. Condición de la Señal de Entrada: 90dB Curva de presión máxima de salida medida con una entrada de 90 db SPL. Indica que la salida máxima de este audífono es de 133 db SPL a 1120 Hz. HF AVG: media de las frecuencias altas. Durante un QUICKTEST, el campo Max.Sal.SPL del informe, refleja el valor máximo de la curva y su frecuencia correspondiente. El valor de la curva en la frecuencia de test (sea 1600 o 2520Hz) se describirá en el campo OSPL FOG Curva de máxima ganancia o Full-On-Gain. Representa la curva máxima de ganancia que es capaz de proporcionar el audífono estando todos sus controles posicionados para que den las máximas prestaciones. La señal de entrada será de 50 ó 60 db SPL según la ganancia del amplificador. Esta medición mide la ganancia, la diferencia entre el nivel de presión sonora a la entrada y el nivel de presión sonora a la salida, con los ajustes de ganancia al máximo. Cuando se realiza con el QUICKTEST, la señal de entrada es 50dB ó 60dB SPL según la configuración establecida. También puede utilizar esta opción para realizar curvas de ganancia del audífono con los ajustes o la señal de entrada en cualquier posición. 5

6 Descripción: La norma IEC establece que la medición FULL ON GAIN debe realizarse con el control de ganancia del audífono al máximo, con la señal de entrada sinusoidal (tonos puros) de 50-60dB. Se utilizará 50 db si el audífono incorpora un control de AGC que no pueda ser desconectado. Cuando seleccione esta posición, obtendrá una curva de ganancia en la pantalla, con los valores en db en el eje vertical y las frecuencias en el eje horizontal. El nivel de entrada por defecto es de 60dB. La ganancia acústica máxima se registra como la diferencia entre la señal medida en el micrófono del acoplador y la señal de entrada en el rango de frecuencias de 125 Hz a 8KHz. Condición de la Señal de Entrada: 60dB Salida máxima: 125 db SPL a 2240 Hz. Curva de ganancia máxima del audífono (FOG) medida con una entrada de 60 db SPL. En algunas hojas técnicas se especifica la ganancia a la frecuencia de referencia, que es de 1600 Hz., excepto en los audífonos especiales de alta frecuencia, que la tienen fijada en 2500 Hz. El valor de referencia se obtiene con una entrada de 60 db SPL y el control de volumen fijado de tal forma que la salida sea 15 db menor que la salida máxima a la frecuencia de referencia. 3.- REFERENCE TEST GAIN (Ganancia test de referencia) Objetivo: Esta opción le permitirá ajustar el control de ganancia del audífono a la posición del test de referencia, la cual se utilizará en las siguientes mediciones. La ganancia acústica del audífono, debería ser ajustada en la posición de control de ganancia del test de referencia en las siguientes mediciones: FRECUENCY RESPONSE ( Curva de respuesta en frecuencia) EQUIVALENT INPUT NOISE (Nivel de ruido de entrada equivalente) HARMONIC DISTORTION (Distorsión armónica) INTERMODULATION DISTORTION (Distorsión por inter modulación) BATERY CURRENT (Consumo de pila) 6

7 Descripción: La norma IEC establece que la ganancia del test de referencia se debería ajustar al nivel nominal establecido por el fabricante. Sin embargo el programa tambien calcula y muestra la ganancia del test de referencia de acuerdo a la norma IEC que dice que la posición de control de la ganancia del test de referencia es aquella que proporciona, con una señal de entrada de 60 db en la frecuencia de referencia, un nivel de presión sonora en el simulador de oído de 15 db (+/- 1) menor que la OSPL 90. Si esto no se pudiera lograr, se ajustará el control de ganancia en su posición máxima. Si desea utilizar el cálculo automático de la ganancia del test de referencia, cuando seleccione esta opción individualmente, debe realizar primero la medición del la curva OSPL90. La ganancia del test de referencia calculada se mostrará en pantalla, en la ventana Ref. TEST GAIN, en la parte superior derecha. Durante la medición, se emitirá continuamente un tono en la frecuencia de referencia, y el valor de ganancia se indicará por el puntero en dicha frecuencia. También se mostrará dicho valor junto al valor calculado teórico. Utilización Después de ejecutar la prueba para presentar la señal lea el valor obtenido y el objetivo en la ventana REF. TEST GAIN Abra la cámara y ajuste la ganancia del audífono hasta que el valor obtenido sea el que le indica el fabricante en la hoja técnica, o hasta el valor TARGET calculado por el programa y el obtenido CURRENT se igualen. Mientras el sistema está midiendo, usted puede alternar la lectura entre 1600 Hz y 2520 Hz mediante los cursores derecha-izquierda. NOTA: debería mantener la tapa de la cámara lo más bajo posible al realizar el ajuste, ya que los valores pueden variar cuando cierre la caja. 4.- FRECUENCY RESPONSE (Respuesta en frecuencia) Objetivo El objetivo de esta medición, es obtener la respuesta en frecuencia estando la ganancia ajustada al valor nominal del test de referencia. Descripción Esta opción mide la respuesta edn frecuencia del audífono. La ganancia del audífono debe estar ajustada al valor del test de referencia. Los demás ajustes deberían estar normales tal y como se describe en IEC En la pantalla de medición de la curva de respuesta en frecuencia los valores en db SPL se muestran en el eje vertical. El nivel de la señal de entrada es de 60 db SPL. Podemos medir la respuesta en frecuencia con cualquier nivel de entrada entre 50dB y 90dB, o con cualquier otro ajuste de controles del audífono. Durante la medición los valores de ganancia máximo son copiados, recalculados en valores máximos de salida, si todas las condiciones de medida, incluido el valor de ganancia del test de referencia, permanecen inalteradas. 7

8 5.- EQUIVALENT INPUT NOISE (nivel de ruido de entrada equivalente) Objetivo Esta medición comprueba el ruido interno generado por el audífono. El resultado se expresa como si fuera un ruido de entrada al audífono ( equivalente al ruido de entrada) Descripción El nivel de ruido de entrada equivalente se calcula como la diferencia entre el nivel de salida (sin entrada y la ganancia del test de referencia. La medición se realiza con la ganancia del audífono ajustada en la posición de referencia, y los demás controles tal y como se describen en IEC explicado anteriormente. Durante la medición el sistema primero medirá la ganancia, a 1600 Hz o 2500 Hz, con una señal de entrada. La ganancia será mostrada en la ventana en la parte superior derecha. Entonces, la señal de entrada se desconecta y el equipo medirá la salida durante un breve periodo de tiempo. Aparecerá una línea horizontal a lo largo de todo el rango de frecuencias, mostrando el nivel de salida medido (sin filtro, banda ancha) Cuando finalice la medición, podremos ver el nivel de ruido de entrada equivalente en la pantalla. Cuando la señal de salida se mide sin filtros (en banda ancha), la medición es sensible al ruido ambiente. Recuerde mantener la tapa de la caja cerrada para impedir que el ruido ambiente pueda afectar a las mediciones. Esta medición no debería exceder el valor máximo especificado por el fabricante dB se pueden considerar valores típicos. Valores mayores pueden obtenerse si la ganancia del audífono estuviera ajustada al máximo. El nivel de ruido de entrada equivalente es función del ancho de banda. Esto significa que audífonos con un mayor ancho de banda pueden mostrar valores mayores por eso mismo, y no porque tengan mayor ruido interno. 6.- ARMONIC DISTORTION (distorsión armónica) Objetivo El objetivo de esta medición es determinar el grado de distorsión armónica del audífono. De forma típica, aparecerá distorsión cuando el audífono esté trabajando al máximo de sus posibilidades, o si la señal es recortada de alguna manera. Descripción La presentación de un estímulo en forma de tono puro a una determinada frecuencia a un sistema no lineal, introducirá nuevas frecuencias al doble, triple,... de la frecuencia fundamental, que se conocen como armónicos. Para este test, la norma IEC describe que el audífono debería estar ajustado al valor nominal de ganancia test de referencia asignado por el fabricante, y el nivel de entrada a 70dB SPL. La norma solo requiere la medición de la distorsión armónica total en una frecuencia entre 400 Hz y 1600 Hz asignada por el fabricante. Sin embargo ya que la curva total aporta más información, el sistema mide la distorsión según la norma 118-0, midiendo la curva entre 250 y 5000Hz. La curva es representada calculando los porcentajes de distorsión armónica total sobre la frecuencia fundamental (la frecuencia de medición) 8

9 Una curva de respuesta disminuida en graves, puede causar la medición de valores altos de distorsión armónica. La norma IEC da unas normas para considerar incorrecta la medición de la distorsión. La distorsión armónica total no debería exceder la indicada por el fabricante. 7.- INTERMODULATION DISTORTION (distorsión por inter. modulación) Objetivo Para medir el producto de distorsión generado por el audífono cuando se le presentan dos tonos puros simultáneamente. Estos productos son generados por la no-linealidad en la función de transferencia del audífono. Descripción Se emplean como señal dos tonos puros de igual intensidad. Las frecuencias de los tonos se denominan f1 y f2. La diferencia entre ambos se especifica por la norma IEC, y es de 125 Hz, siendo f2 mayor que f1. Cuando más de un tono puro se presenta a un sistema que no es lineal, estos interactúan entre sí, se modulan uno al otro, y provocan que el sistema genere nuevos tonos, que son sumas y restas del estímulo empleado. 8.- INPUT / OUTPUT (curvas de entrada-salida) Objetivo El objetivo de esta medición es mostrar gráficamente la relación entre la señal de entrada y la señal de salida para una frecuencia concreta, o como valor RMS de todo el espectro frecuencial. Se aplica principalmente a audífonos que incorporan AGC, para ajustar el punto de activación, pero se puede utilizar con audífonos lineales para determinar en que punto se produce la saturación. Durante la medición sigue la norma estándar, presentando un tono a 1600 Hz. Descripción La norma IEC dice que la ganancia del audífono debe estar ajustada al máximo. Cualquier otro control que afecte a la ganancia y esté posicionado detrás del bucle de AGC debe estar ajustado de manera que impida la saturación del audífono. La pantalla de medición muestra un eje de coordenadas con los niveles de entrada, en db SPL, en el eje horizontal y en el vertical, los niveles de salida, en db SPL. Durante la medición el altavoz emite el estímulo incrementando el nivel de entrada desde 50 a 100 db SPL, midiendo la salida correspondiente y representándolo gráficamente. 9.- BATTERY CURRENT (consumo de pila) Objetivo Para determinar el consumo de energía del audífono. 9

10 Descripción El equipo lleva incorporado un simulador de pila programable, con una doble función: aportar energía al audífono y al mismo tiempo medir el consumo. La alimentación del audífono se produce a través del simulador de pila, en sus diferentes tamaños, conectados por un cable al equipo. El único parámetro que usted necesita aportar al programa, es si la pila es de mercurio o de zinc-aire. El resto de los parámetros necesarios para establecer un voltaje e impedancia correctos viene determinado por el modelo de pila, el cual es detectado automáticamente por el equipo cuando se conecta. La información sobre el tipo de pila utilizado en la medición se almacena junto con la curva. Cuando se realiza una medición, se realiza un barrido de frecuencias, midiendo el consumo a cada una de las frecuencias presentes en el barrido. Esto se representa con una curva con las frecuencias en el eje horizontal y el consumo en el eje vertical. Este test se suele realizar con la ganancia del audífono ajustada en la posición del test de referencia. Durante la medición el nivel del estimulo se ajusta automáticamente a 60 db y el tipo de estímulo es de tonos puros ATTACK / RECOVERY (tiempo de ataque / tiempo de recuperación) Objetivo Para determinar las características dinámicas del AGC del audífono. Descripción Se utiliza una señal de tono puro que alterna entre dos intensidades (IEC indica entre 55 y 80dB SPL cuando se mide el tiempo de ataque para el rango normal de la palabra). Durante un periodo de tiempo la salida del audífono se está midiendo y se representan dos curvas, una del tiempo de ataque (empezando al nivel inferior y aumentando hasta el máximo) y otra del tiempo de recuperación (empezando al nivel máximo y cayendo hasta el mínimo). Estas curvas representan la salida de audífono en función del tiempo. IEC define el tiempo de ataque como el intervalo de tiempo entre la señal de entrada se aumenta bruscamente un número determinado de db y el momento en que la salida del audífono con AGC se estabiliza al nivel máximo + -2 db. El tiempo de recuperación se define como el intervalo de tiempo entre que la señal de entrada se reduce bruscamente un número determinado de db y el momento en el que la salida del audífono se estabiliza de nuevo al nivel más bajo + -2 db. Durante medición el programa automáticamente establece el nivel inferior del estímulo a 55 db, y el superior a +25 db, y la frecuencia de test a 1600 / 2500 Hz. La medición se realizará continuamente hasta que sea válida (no aparezcan recortes). La pantalla de medición del tiempo de ataque / recuperación. Tiempo en milisegundos aparecen en el eje horizontal y db SPL en el vertical. 11- INDUCTION COIL ( bobina telefónica, de inducción) Objetivo El objetivo de esta medición es medir la máxima sensibilidad de captación de la bobina inductiva del audífono. 10

11 Descripción El programa le solicitará al principio de la medición que active la posición T del audífono y ajuste la ganancia al máximo. El resto de los ajustes deben estar en el modo normal de operación. El audífono debe orientarse en la posición de máxima sensibilidad. Esto depende de la colocación de la bobina en el interior de audífono. En caso de duda realice varias mediciones con diferentes posiciones. La extensión del campo magnético de la bobina de inducción del equipo está ajustado al nominal de 10 ma/m (10 miliamperios/metro). Los resultados muestran la salida del audífono correspondientes a una entrada de 10 ma/m. La sensibilidad de la bobina de inducción según la norma IEC es la salida correspondiente a una entrada de 1 ma/m, por lo que tendrá que restar 20 db a los valores reflejados para calcular la sensibilidad de la bobina. IN-OUT AGC - 11

12 Medidas electroacústicas, CURSO comprobación del funcionamiento correcto AUDIOPRÓTESS dede comprobación del funcionamiento correcto de los audífonos ISEP-CEU, Mayo 2008 Tomás Sánchez García CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU

13 2 Mediciones electroacústicas de los audífonos Comprobación del Equipo Esquema básico CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU

14 3 Mediciones electroacústicas de los audífonos Comprobación del Equipo Un ejemplo de colocación Rastronic, mod. PR-2000 CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU

15 4 Mediciones electroacústicas de los audífonos Colocación de los audífonos Tipo Cordón CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU

16 5 Mediciones electroacústicas de los audífonos Colocación de los audífonos Tipo Retroauricular CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU

17 6 Mediciones electroacústicas de los audífonos Colocación de los audífonos Tipos ITE, ITC, MC, CIC CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU

18 7 Mediciones electroacústicas de los audífonos IEC 118 0, 118 1, (1983) Norma europea. Emplea un acoplador denominado OES (simulador de oído cerrado) IEC (1983) Acoplador utilizado es de 2 cc. Frecuencias de referencia :1600 Hz o la de 2500Hz,(en todas IEC) ANSI S3.22 (1982), ),ANSI S3.22 (1987) Norma americana Emplea un acoplador de 2cc. Valores de referencia: media de las frecuencias de 1000, 1600 y 2500 (HFA) ANSI de 1987 el promedio HFA tiene en cuenta otras frecuencias(en audifonos especial agudos) Revisión ANSI S3.22 (1996): Método para AGC Revisión ANSI S3.42 (1992): Método paraautomáticos automáticos. CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU

19 8 Mediciones electroacústicas de los audífonos BATERIA DE MEDIDAS OSPL90 GANANCIA MÁXIMA GANANCIA TEST DE REFERENCIA RESPUESTA EN FRECUENCIA NIVEL DE RUIDO DE ENTRADA EQUIVALENTE DISTORSIÓN ARMÓNICA CURVA DE ENTRADA/SALIDA CURVA DE ENTRADA/SALIDA CONSUMO DE CORRIENTE TIEMPO DE ATAQUE Y RECUPERACIÓN BOBINA DE INDUCCION CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU

20 9 Mediciones electroacústicas de los audífonos BATERIA DE MEDIDAS CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU

21 10 Mediciones electroacústicas de los audífonos BATERIA DE MEDIDAS CEU Módulo profesional 2, Instituto Superior de Estudios Profesionales TÉCNICO SUPERIOR EN AUDIOPRÓTESIS, ISEP-CEU