Danas je nabavljeno slušno pojačalo Whisper XL. Po dizajnu izgleda kao medicinsko slušno pojačalo za osobe sa oštećenim sluhom, no ovdje je riječ o uređaju široke potrošnje koji se sredinom 1990-tih godina počeo prodavati u Americi, a ubrzo i širom svijeta preko raznih TV prodaja. Kod nas se prodavao pod komercijalnim nazivom “Super Uho”. Reklamirao se kao uređaj kojim se može čuti šapat na udaljenosti 30 metara, pa su primjene mogle biti različite, od pomoći nagluhim osobama do mogućnosti prisluškivanja nečijih razgovora sa sigurne udaljenosti.
Izgledom isti ili vrlo slični uređaji prodaju se i danas preko raznih internetskih trgovina. Međutim, po unutrašnjoj shemi to su danas bitno drugačiji uređaji. Oni iz sredine 1990-tih godina slušni aparati su se bazirali na tri do pet stupnjeva tranzistorskog pojačanja, a tranzistori su mogli biti zasebni elementi ili izrađeni u obliku monolitnih integriranih krugova. Napretkom elektronike počeli su se razvijati specijalni integrirani krugovi za izradu slušnih pomagala koji nisu sadržavali samo jednostavna pojačala već i različite filtre te dodatne sklopove za poboljšanje kvalitete i stabilnosti rada takvih uređaja.
U novije vrijeme se koriste čipovi sa digitalnim procesuiranjem audio signala (DSP). Tako je za današnja slušna pomagala vrlo popularan integrirani krug Rhythm SB3231. To je programabilni DSP sistem u koji su implementirane sve značajke potrebne za kvalitetan i stabilan rad slušnih aparata. Sadrži 4-kanalni kompresor dinamike (WDRC) kojim se dobiva ulazni audio dinamički opseg širine 96 dB, zatim grafičke ekvilajzere (osam stupnjeva) za prilagodbu audio frekvencijskog odziva potrebama pacijenta, osam konfigurabilnih digitalnih bikvadnih audio filtera, krugove za utišavanje šumova iz mikrofona kada nema prijema vanjskih zvukova (squelch), opcionalno limitiranje maksimalne jačine izlaza, generator šuma za pacijente koji imaju simptome tinitusa (osjet zvuka bez zvučnog podražaja), krugove za zaglađivanje prijelaza između procesuiranih audio kanala (cross fading), automatsko prilagođavanje slušnog aparata pacijentu s obzirom na promjenu zvučnog okružja u kojem se nalazi (EVOKE), analognu ili digitalnu kontrolu pojačanja sa programiranjem opsega pojačanja, EEPROM memoriju za spremanje četiri različito programiranih postavki i drugo. Čip je dimenzija 3,1 x 5,5 x 1,6 mm, radi na naponu od 1,1 do 1,65 V (max 1,3 mA).
Unutrašnja blok shema integriranog kruga Rhythm SB3231 kojemu za rad nisu potrebni nikakvi vanjski elementi osim mikrofona, slušalice i upravljačkih kontrola.
Iako se mogućnosti i performanse čipa SB3231 čine odlične, taj čip se zapravo ugrađuje u jeftinije slušne aparate kakvi se danas prodaju po cijeni oko 20 eura. Bolji čipovi imaju još naprednije algoritme digitalne obrade zvuka, dodatne konfigurabilne funkcije i opcije te još manju potrošnju struje. Bolji slušni aparati su također opremljeni minijaturnim radio prijemnikom za različita konfiguriranja aparata i za izravnu međusobnu komunikaciju sa drugim takvim uređajima kako bi se premostili problemi komunikacije u vrlo bučnim okruženjima. Napajanje, odnosno baterija je uvijek problem kod slušnih aparata je ista mora biti što manja i lakša sa što većim kapacitetom. Uobičajeno se koriste četiri tipa (veličine) jednokratnih malih dugmastih cink-zrak baterija nominalnog napona 1,45 V koje u aparatu traju prosječno 3-7 dana (uz neku reduciranu dnevnu upotrebu do 20 dana). Punjive baterije također dolaze u istim veličinama i obično su Ni-MH tipa (1,2 V). Ove baterije u slušnom aparatu traju oko 10 sati i moraju se puniti svaki dan. Vijek trajanja im je oko godinu dana (cca 420 punjenja).
Naš uređaj je definitivno starijeg tipa i napaja se preko jedne male dugmaste baterije 1,45 V (AG13 ili LR44).
U unutrašnjosti je smješten mali mikrofon, baterijska sklopka, potenciometar za jačinu zvuka i pločica sa pojačalom koje se bazira na tri tranzistora.
Pločica je dimenzija cca 23×11 mm sa dvostranom štampom i ručno lemljenim SMD komponentama. Sve to izgleda prilično neuredno i nagužvano no uspjeli smo izvući elektroničku shemu.
Pred pojačala za slušne aparate ne postavljaju se visoki hi-fi zahtjevi (dovoljan je razumljiv prijenos govora) čak ni unutrašnji šum pojačala nije toliko važan (nagluhe osobe ga neće čuti) tako da su to uglavnom vrlo jednostavni spojevi pojačala gdje je najvažnije izvući dovoljno pojačanje. Pojačala za slušne aparate moraju biti dimenzijama što manja pa se koriste spojevi sa što manjim utroškom elemenata. S obzirom da su to pojačala male izlazne snage koja rade na niskim naponima i strujama, često se izostavljaju krugovi negativne povratne veze i naprednije temperaturne stabilizacije kolektorskih struja tranzistora. Pojačala se međusobno vežu izravno (DC sprega bez kondenzatora), a izravno se veže i visokoomska slušalica u kolektorski krug izlaznog tranzistora jer je napon napajanja mali pa su i mali istosmjerni naponi.
U našem slučaju prvi i drugi stupanj pojačala su odvojeni kondenzatorom (RC pojačalo), a drugi i treći stupanj su vezani izravno. Izravno je vezana i slušalica impedancije 120 Ω u kolektorski krug izlaznog tranzistora. Temperaturna stabilizacija tranzistora izvedena je otpornicima od 100 kΩ i 180 kΩ između baze i emitera što je jedan od najjednostavnijih načina stabilizacije karakterističan za jeftina audio pojačala. Tako čitavo pojačalo sadrži minimalan broj komponenti.
Praktično bi i prvi stupanj pojačanja mogao biti izravno vezan na drugi stupanj no to bi uvelike povećalo rizike od neželjenih oscilacija uslijed kreiranja pozitivne povratne sprege sa zadnja dva stupnja pojačala za slušalicu na prvi stupanj mikrofonskog pojačala. Otpornik od 120 Ω, filtarski kondenzator od 22 µF kao i vezni kondenzatori između prvog i drugog stupnja ključni su za sprječavanje neželjene pozitivne povratne veze sa izlaza natrag na ulaz pojačala.
Međutim, puno teži problem od sprječavanja električne pozitivne povratne sprege je sprječavanje zvučne povratne sprege od slušalice natrag prema mikrofonu, odnosno sprječavanje mikrofonije koja se manifestira kao neugodno snažno “cviljenje” u slušalici. Mikrofon i slušalica su fiksno montirani na uređaju jedno blizu drugom i tu se ne može ništa napraviti. Jedini način je smanjenje pojačanja tako da zvuk iz slušalice više ne bude dovoljno snažan da ga uhvati mikrofon.
Tako postoje automatski krugovi koji smanje pojačanje čim detektiraju mikrofoniju, a bolji krugovi uz jačinu prate i frekvenciju zvuka. Naime, neke audio frekvencije će vjerojatnije izazvati mikrofoniju od drugih, pa sustav prati te frekvencije i automatski ih stišava ako pređu neki prag koji izaziva mikrofoniju. Svaki sistem mikrofon-pojačalo-zvučnik ima svoje specifičnosti i nema nekog univerzalnog rješenja za potiskivanje problematičnih frekvencija. Danas kad je raširen DSP razvijeni su i posebni digitalni algoritmi koji prate znakove mikrofonije te na problematične povratne frekvencije postavljaju precizne uskopojasne filtre čime ih stišavaju i sprječavaju pojavu mikrofonije. Naravno, ovakvi sklopovi su prilično složeni i posve sigurno ih nije bilo moguće ugurati u prve tranzistorske mini slušne aparate koji se diskretno nose iza uha.
Kad su se sredinom 1980-tih godina slušni aparati sa ovakvim pojačalima pojavili na tržištu po povoljnim cijenama, postali su zanimljivi za gradnju malih špijunskih predajnika tzv. “buba”. Naime, sa uređajem ste dobili minijaturni mikrofon i dovoljno snažno mikrofonsko pojačalo za modulaciju nekog također minijaturnog FM predajnika sa jednim tranzistorom. Najbolje je što pojačalo radi na naponu jedne baterije od 1,5 V tako da se mogla napraviti buba zaista malih dimenzija.
Test našeg slušnog pojačala je pokazao ono što smo i očekivali. Treba je potenciometrom stalno podešavati granicu (balans) između željenog pojačanja i nastanka mikrofonije. Ovim pojačalom doista možemo čuti tihe i udaljene zvukove iz okružja kao da stvarno imamo “super uho”. Ograničenja se naravno odnose na usmjerenost mikrofona, okolne smetajuće šumove i na tu nesretnu mikrofoniju koja nam bez upozorenja može dobro “probosti” uši baš u trenutku kada smo ih najviše naćulili da čujemo neki jako tihi zvuk. Stoga je tijekom upotrebe ovog slušnog pojačala uvijek dobro imati jedan prst na potenciometru spreman za trenutno utišavanje nenadanih podivljalih oscilacija i time spašavanje vlastitog uha da mu stvarno ne zatreba i za trajno jedan ovakav uređaj 🙂