论文基于FPGA多频耳声导抗测试系统设计是关于本文可作为系统设计方面的大学硕士与本科毕业论文系统界面设计论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
摘 要： 为了实现多频探测音的声导抗测试方法,提升声导抗诊断灵敏度,设计一种基于FPGA的多频耳声导抗测试系统.采用FPGA芯片协调多模块同步工作,实现上位机通信、探测音产生、气压改变、声压和气压信号采集、数据缓冲和传输等核心功能,由上位机软件对数据实时处理和鼓室导抗图显示.系统对多名正常听力成年人采用1 000 Hz高频和226 Hz低频探测音进行测试试验,结果稳定并和理论分析一致,表明该系统设计正确和工作可靠.
关键词： FPGA; 多频探测音; 耳声导抗测试; 诊断灵敏度; 同步工作; 鼓室导抗图
中图分类号： TN304.94?34; TH77 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）12?0063?04
Abstract： A multi?frequency ear acoustic immittance testing system based on FPGA is designed to realize the acoustic immittance testing method for multi?frequency probing sounds and improve the sensitivity of acoustic immittance diagnosis. The FPGA chip is used to coordinate multiple modules′ synchronous working, so as to realize the key functions such as communication with the upper computer, generation of probing sounds, air pressure variation, acquisition of sound pressure and air pressure signals, and data buffering and transmission. The software of the upper computer is used to perform real?time data processing and tympanogram display. A test in which several adults with normal hearing were tested with the 1000 Hz high frequency probing sounds and 226 Hz low frequency probing sounds was carried out by the system. The testing results are stable and consistent with those of the theoretical analysis, which indicates the correctness and reliability of the designed system.
Keywords： FPGA; multi?frequency probing sound; ear acoustic immittance testing; diagnosis sensitivity; synchronous working; tympanogram
0 引 言
耳声导抗测试是在改变外耳道压力的情况下引起鼓膜连同听骨链对探测音的顺应性的改变,测量耳道内的反馈声压发生改变,利用等效容积法,将其和已知容积的标准腔内声压级相比,得到声导抗值,从而画出耳道内气压和声压的关系图,既鼓室导抗图[1].耳声导抗测试被广泛应用于中耳功能状态检查.根据探测音的频率不同,可分为低频耳声导抗测试和高频耳声导抗测试.低频耳声导抗测试主要反映中耳的劲度声纳的情况,高频耳声导抗测试主要反映中耳质量声纳的情况[2].测量时既要同步采集气压和声压数据,又要同步改变耳道内压力.国内关于耳声导抗测试仪器的研发较少,文献[1]利用ARM作为主控芯片,硬件结构复杂,且因ARM只有串行工作模式的限制[3],不能实现声压和气压采集并行同步进行,数据结果需要校正,较难实现.本文根据以上设计的不足,结合当前FPGA的发展及其接口简单灵活、数据传输速率快且资源容量大等特点[4],提出采用FPGA作为主控芯片实现耳声导抗测试仪的设计.FPGA芯片既能用作数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer,DDS）产生多个频率探测音,又能同步控制气压声压采集,还能同步控制气压改变以及数据传输.
1 系统的总体设计
本设计主要由电源模块、FPGA主控模块、探测音转换模块、恒声压控制模块、声压及气压信号采集模块、气路模块以及计算机几个部分组成[5].基于FPGA多频耳声导抗测试系统的总体设计框图如图1所示.电源模块为各个模块提供不同的电压;FPGA主控模块实现对各模块的并行控制以及实现DDS生成多个频率正弦波信号;探测音转换模块将FPGA设计的DDS生成的正弦波信号经D/A转换后生成对应频率的探测音;声压及气压信号采集模块采集耳道中的声压及气压信号经A/D转换后送入FPGA处理;气路模块改变密闭耳道内压力,由电机驱动、步进电机、电磁阀驱动、电磁阀、活塞泵、导管及探头组成;计算机用于人机交互和数据处理、显示、存储.
2 系统硬件设计
2.1 电源模块
电源模块电路如图2所示,220 V交流电压首先通过变压器降压,经整流电桥将交流电压转为直流电压,再通过电容滤波,最后经过一系列稳压芯片得到不同的直流电压.系统分别采用L7805和L7812,L7905和L7912稳压芯片提供稳定的5 V,12 V,-5 V,-12 V电源.L78XX正电压系列和L79XX负电压系列三端稳压器具有低噪声、高功率、所需的 元件少、内部有过流过热及调整管的保护电路等优点,为系统提供低噪声,高稳定的电压源.
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参考文献：
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