數字聽診器的系統功能及設計考慮

　　摘要：本應用筆記探討關于數字聽診器的基本操作和設計考慮，介紹了數字聽診器和老一代聲學聽診器的類似之處。本文還簡要介紹了數字設計的最新技術，包括錄音和回放功能。在討論數字聽診器的設計考慮時，詳細介紹了音頻信號回路的重要功能，給出了音頻編解碼器的設計要點以及心臟、肺部音頻信號的頻率要求。本文還描述了系統的子功能，包括數據存儲和傳輸、顯示與背光、電源管理和電池管理等。

　　概述

　　無論是聲學聽診器，還是數字聽診器，主要功能都是作為心臟和肺部的輔助診斷工具，通過傾聽聲音信號進行診斷。聲學聽診器的使用已經有大約200年的歷史，而電子數字聽診器則是近期開發出來的新型設備。

　　數字聽診器的基本目標是保持聲學聽診器的外觀和感覺，但提高了聲音信號的檢測能力。另外，高端數字聽診器還提供了一些新功能，例如：錄音和回放，也可以提供直觀的數據顯示結果，并顯示在外設顯示器，如計算機監視器。先進的功能增強了醫師的診斷能力。數字聽診器在改進性能的同時，還要求維持現有聲學聽診器的外形(相同的外觀和感覺)，這就需要使用小尺寸、低功耗的解決方案。

　　音頻信號通道

　　數字聽診器的主要單元是聲傳感器、音頻編解碼器和揚聲器。聲傳感器將聲音轉換成模擬電壓信號，這是信號鏈路的關鍵。它決定了數字聽診器的診斷質量，而確保用戶獲得與聲學聽診器相同的體驗。

　　需要對模擬電壓進行調理，并通過音頻模/數轉換器(ADC)或音頻編解碼器將其轉換為數字信號。有些數字聽診器帶有消噪聲功能，需要另一個聲傳感器或麥克風記錄環境噪聲，然后經過數字輸出消除噪聲。這種方案中，需要使用兩個音頻ADC。

　　數字聽診器原理框圖。