보청기는 어떻게 특정 주파수만 선택적으로 증폭시키나요?

Question

보청기가 모든 소리를 무작정 키우는 게 아니라 사람마다 필요한 주파수대를 선택적으로 증폭한다고 들었는데, 이런 정밀한 신호처리가 어떻게 가능한지 궁금합니다.

Answer 1

소리를 주차수별로 나눠서 특정 주파수만 증폭한다는게

물리학적으로 그리고 수학적으로 복잡해 보이지만

사실 실제로 하는건 꽤 간단합니다

순수하게 아날로그 전기 부품만 가지고 할 수 있어요

라디오에 주파수를 고르는 기능이 있는 것 처럼요

소리를 전기신호로 바꾸면 교류 신호가 되는데

교류 회로에서는 캐패시터와 인덕터를 조합하면 특정 주파수 신호만 잘라내거나 강화시킬 수 있습니다

물론 요즘에는 이 과정을 컴퓨터 칩을 이용해서 디지털로 처리하는게 더 싸고 간편하긴 한데 어쨌든 기본 원리는 비슷합니다

Answer 2

안녕하세요

사람들이 귀에 끼우는 보청기가 어떻게 특정 주파수만 키우는지에 대해서 질문을 주셨군요

보청기는 이어폰처럼 기기안에서 볼륨을 조정하듯이 주파가 되어서 소리 조절이 되는거에요:)

Answer 3

이름 때문에 오해가 생기는데, 보청기는 특정 주파수만 골라서 키우는 게 아닙니다. 정확히는 들어온 소리를 여러 갈래로 쪼갠 다음, 갈래마다 다른 규칙으로 키웠다 다시 합치는 구조예요. 선택이 아니라 대역별로 다르게 처리한다고 보시는 게 맞습니다.

순서를 따라가면 이렇습니다. 마이크로 들어온 소리를 초당 수만 번 숫자로 바꾸고, 그 신호를 여러 개의 대역으로 나눕니다. 요즘 제품은 보통 여덟 개에서 스무 개 정도로 쪼갭니다. 이 하나하나를 채널이라고 부르고요.

그다음이 핵심입니다. 채널마다 작은 소리는 많이 키우고 큰 소리는 적게 키우는 압축을 겁니다. 난청이 있으면 겨우 들리는 크기와 시끄러운 크기 사이의 폭이 좁아지는데, 그 좁아진 폭 안에 소리를 밀어 넣는 작업이에요. 이걸 광대역 압축이라고 부르고, 요즘 보청기의 표준입니다.

그러니 단순히 볼륨만 정하는 게 아니라 채널마다 세 가지를 정합니다. 어느 크기부터 압축을 시작할지, 얼마나 세게 압축할지, 최대 출력은 어디까지 허용할지입니다. 이 값이 채널 수만큼 있으니 설정이 수십 개가 되는 셈이고요.

이 값들을 정하는 기준이 청력검사표입니다. 주파수별로 몇 데시벨부터 들리는지 찍힌 그 그래프를 피팅 소프트웨어에 넣으면 프로그램이 대역별 목표치를 계산해 줍니다. 그래서 같은 기계라도 사람마다 완전히 다른 설정으로 나갑니다.

이렇게까지 하는 이유는 난청이 고르게 오지 않기 때문입니다. 대개 높은 음부터 나빠지는데, 우리말에서 시옷이나 치읓 같은 소리가 바로 그 대역에 있습니다. 전체를 똑같이 키우면 저음만 웅웅거리고 말은 여전히 안 들려요.

여기에 소리가 새어 나가 삑 하는 것을 잡는 기능, 말소리와 배경 소음을 갈라 소음 쪽만 줄이는 기능, 마이크 두 개의 시간 차로 앞쪽 소리를 살리는 기능이 함께 돕습니다. 높은 음을 아예 못 듣는 분께는 그 소리를 들리는 대역으로 옮겨 주는 방식도 씁니다.

그래서 시중의 소리 증폭기와는 다른 물건입니다. 증폭기는 전체를 그냥 키우는 쪽이라 대역별 압축도, 개인별 설정도 없습니다. 보건 당국에서도 증폭기가 보청기를 대신할 수 없다고 안내하고 있어요.