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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN

APLICACIÓN DE LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS EN AUDIÓMETROS DE TONOS PUROS DE ALTAS

PRESTACIONES

TESIS DOCTORAL

AUTOR:

DIRECTOR:

TUTOR:

Mariano Ruiz González

Ingeniero de Telecomunicación

Manuel Recuero López

Doctor en Ciencias Físicas

Miguel Calvo Ramón

Doctor Ingeniero de Telecomunicación

Madrid, 2002

Me gustaría agradecer a M" Angeles y a mi familia, el apoyo que me han-

prestado durante todos estos años dedicados en pleno a trabajar en la

Universidad. En especial se lo quiero dedicar a mi madre por los delicados

momentos que vive.

En primer lugar agradecer profundamente a Manuel Recuero su esfuerzo personal por animarme a realizar los estudios de doctorado, dirigir esta tesis y por ayudarme a abrirme paso en el mundo de la electroacústica. A Alberto Martin le quiero agradecer su esfuerzo en estos trece años por enseñarme, apoyarme, corregirme y, en fin, orientarme personal y profesionalmente. A Miguel Calvo Ramón del Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones por brindarse a ser mi tutor. También le quiero dedicar éste trabajo a mis compañeros del Departamento de Sistemas Electrónicos y de Control y del INSIA, y en especial a Raúl Pagan, Eduardo Barrera, Sergio López, Juan Manuel López, Guillermo de Arcas y César Asensio. También quiero manifestar mi agradecimiento al personal de National Instrument Spain por su ayuda material y humana, y a la Universidad Politécnica de Madrid por haberme apoyado en todos los sentidos durante estos años.

RESUMEN

En esta tesis doctoral se propone una solución para la implementación, utilización, verificación y calibración, de un audiómetro tipo I (denominado como audiómetro clínico o de investigación), destinado a la realización de audiometrías en grandes colectivos afectados por ruido laboral (audiología industrial). Esta solución se basa en la utilización de las tecnologías hardware y software aparecidas en los últimos afios posibilitando, por tanto, la actualización tecnológica de estos equipos.

Los aspectos que se desarrollan son:

El estado del arte en audiómetros de tonos puros haciendo especial incidencia en la terminología, la normativa de implementación (UNE, lEC y ANSÍ) y de utilización (ISO), y otros aspectos legales que le son de aplicación.

La arquitectura hardware-software de un audiómetro basado en una tarjeta de ordenador personal y una aplicación cliente-servidor.

El estudio teórico, planteamiento y realización del diseño y verificación de un prototipo de audiómetro, ajustándose a los requisitos esenciales incluidos en la norma EN60645-1 Ed2: 2001.

Una solución software, que se ajusta al contenido del Real Decreto 1316 de 1989 y al protocolo de vigilancia sanitaria en materia de ruido (elaborado por el Ministerio de Sanidad en el año 2000). Éste software permite la utilización del audiómetro simplificando la realización de las audiometrías, aportando métodos automáticos, y gestionando los datos obtenidos.

Los procedimientos de verificación y calibración, así como la definición de un modelo de cálculo de incertidumbre, aportando métodos y aclarando algunos puntos oscuros de las normas.

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SUMMARY

In this doctoral thesis a solution is proposed for the implementation, utilization, verifícation and calibration of a type I audiometer (often refer to as clinical or research audiometer), design to test large groups of workers affected by industrial noise (industrial audiology). This solution is based on the use of hardware and software technologies that have come into use in recent years allowing for the technological updating of these Instruments.

The foliowing topics are covered in this thesis:

The State of the art in puré tone audiometers making special mention of terminology, implementation (UNE, lEC and ANSÍ) and utilization (ISO) norms, and the other legal aspects which are applicable.

The hardware-software architecture of and audiometer based on a personal computer board and a client-server application.

The theoretical study, approach, and development of the complete design and verifícation of the audiometer prototype. This prototype fulfíls the essential requirements included in norm EN60645-1 Ed 2:2001.

A software solution, that fixlfils RD1316/89 and procedures by which sanitary vigilance of industrial noise (drañed by Ministry of Health in 2000) is realized. The software permits the utilization of the audiometer simplifying the audiometric process, incorporating automatic methods, as well as processing data.

The verifícation and calibration procedures, as well as the defínition of a model of uncertainty calculation. In this thesis new methods are provided, for the calibration and verifícation procedures, and also some obscure points of the norms have been clarifíed.

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índice

ÍNDICE

1 INTRODUCCIÓN 1

1.1 JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS 1

1.2 ESTRUCTURA DE LA TESIS 3

2 DESCRIPCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE U N AUDIÓMETRO DE TONOS PUROS, NORMATIVA INTERNACIONAL Y ESTADO DEL ARTE.. 5

2.1 DEFINICIÓN D E AUDIÓMETRO 5

2.2 RESEÑA HISTÓRICA 6

2.3 CAMPO D E APLICACIÓN 7

2.4 PROCEDIMIENTO BÁSICO PARA DETECTAR EL UMBRAL D E AUDICIÓN 8

2.5 DEFINICIONES BÁSICAS UTILIZADAS E N AUDIOMETRÍA 8

2.6 TIPOS D E AUDIÓMETROS 13

2.7 TRANSDUCTORES UTILIZADOS EN AUDIOMETRÍA 13

2.8 NORMATIVA NACIONAL E INTERNACIONAL 16

2.9 DESCRIPCIÓN DE LAS NORMAS PARA AUDIÓMETROS ANSÍ E lEC 19

2.10 REQUISITOS PARA LOS DISTINTOS TIPOS DE AUDIÓMETROS 19

2.11 DESCRIPCIÓN DE LOS REQUISITOS GENERALES 23 2.11.1 GENERACIÓN DE SEÑAL 23 2.11.2 ENMASCARAMIENTO 26 2.11.3 SEÑALES O SONIDOS INDESEABLES EMITIDOS POR UN

AUDIÓMETRO EN LOS AURICULARES 29 2.11.4 SEÑALES O SONIDOS INDESEABLES EMITIDOS POR UN

AUDIÓMETRO EN EL VIBRADOR ÓSEO 30 2.11.5 SEÑALES O SONIDOS INDESEABLES EMITIDOS POR LA

MANIPULACIÓN DE LOS CONTROLES DEL AUDIÓMETRO 30 2.11.6 PRECISIÓN EN LAS SEÑALES ENTREGADAS POR UN

AUDIÓMETRO 31 2.11.7 CONTROL DEL NIVEL DE SEÑAL 31 2.11.8 CONTROL DEL NIVEL DE SEÑAL DE ENMASCARAMIENTO. ..31 2.11.9 ACTIVACIÓN/DESACTIVACIÓN DE LA SEÑAL 31 2.11.10 RELACIÓN ON/OFF PARA AUDIÓMETROS MANUALES 31 2.11.11 TIEMPOS DE ACTIVACIÓN Y DESACTIVACIÓN DE LA

SEÑAL DE SALIDA 31 2.11.12 MODO PULSADO 32 2.11.13 SISTEMA DE RESPUESTA DEL PACIENTE 33 2.11.14 MONITOR DEL NIVEL DE SALIDA 33 2.11.15 SISTEMA DE TALK BACK 33 2.11.16 RETSPL PARA AURICULARES SUPRAAURALES 33 2.11.17 RETSPL PARA AURICULARES CIRCUMAURALES 34

índice

2.11.18 RETSPL PARA AURICULARES INTRAAURALES 35 2.11.19 RETFL PARA VIBRADOR ÓSEO 36

2.12 ASPECTOS BÁSICOS DE LA NORMA IEC60318 37

2.13 ASPECTOS BÁSICOS DE LA NORMA IEC60373 38

2.14 ESTADO DEL ARTE EN AUDIÓMETROS 38 2.14.1 GENERACIÓN DE SEÑAL 39 2.14.2 TOLERANCIA DE LA FRECUENCIA 40 2.14.3 DISTORSIÓN ARMÓNICA 41 2.14.4 RUIDO ELECTRÓNICO DE FONDO 42 2.14.5 CROSS TALK O DIAFONIA 42 2.14.6 CONTROL Y PRECISIÓN EN LA ATENUACIÓN 42 2.14.7 GENERACIÓN DE RUIDO 42 2.14.8 SEÑALES MODULADAS 43 2.14.9 TONOS PULSADOS 43

2.15 NORMATIVAS DE UTILIZACIÓN Y APLICACIÓN DE AUDIÓMETROS 43

2.15.1 DIRECTIVA 86/188/CEE 43 2.15.2 REAL DECRETO 1316/1989 44 2.15.3 PROTOCOLO DE VIGILANCIA SANITARA EN MATERIA DE

RUIDO 45 2.15.4 ENSAYOS AUDIOMÉTRICOS DE TONOS PUROS 47

2.15.4.1 Audiometría de Familiarización 47 2.15.4.2 Audiometría Manual 48 2.15.4.3 Audiometría Automática 48 2.15.4.4 Ensayos audiométrícos de tonos puros sin enmascaramiento 48 2.15.4.5 Ensayos Audiométrícos de tonos puros con enmascaramiento

contralateral 49 2.15.4.6 Ensayos Audiométrícos de Tonos Puros Con Enmascaramiento

Ipsilateral 51 2.15.4.7 Otros tipos de ensayos Audiométrícos 51

PROTOTIPO DE SISTEMA AUDIOMÉTRICO CLÍNICO IMPLEMENTADO 53

3.1 INTRODUCCIÓN 53

3.2 ARQUITECTURA HARDWARE DEL AUDIÓMETRO. JUSTIFICACIÓN 53

3.3 MODELO SOFTWARE DE UTILIZACIÓN DEL AUDIÓMETRO. JUSTIFICACIÓN 55

3.4 DESCRIPCIÓN DE LA TARJETA PCI6600 56 3.4.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES 56 3.4.2 CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DEL PROCESADOR

TMS320C6701 56 3.4.3 CAPACIDADES DE LA ARQUITECTURA DE LA TARJETA

PCI6600 57 3.4.4 SOFTWARE BÁSICO PROPORCIONADO POR BLUE WAVE

5F^7EMSPARALAPCI6600 59

II

índice

3.5 DESCRIPCIÓN DEL MODULO PMC Q20DS 59 3.5.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES 59 3.5.2 CONECTORES DEL MÓDULO 60 3.5.3 ENTRADA ANALÓGICA 60 3.5.4 SALIDA ANALÓGICAS 61 3.5.5 LÍNEAS DIGITALES DE E/S DE PROPÓSITO GENERAL 61 3.5.6 FUENTES DE INTERRUPCIÓN 61 3.5.7 FUENTES DE RELOJ 61 3.5.8 LÓGICA DE CONTROL DEL MÓDULO PMC 62 3.5.9 RUTINAS KERNEL 62 3.5.10 REGISTROS DEL PMC 63 3.5.11 CONFIGURACIÓN DE GANANCIAS EN LOS CANALES DE

ENTRADA 63 3.5.12 INTERRUPCIONES HACIA EL i /05r . 63

3.6 MÓDULO DE ACONDICIONAMIENTO 64 3.6.1 DIAGRAMA DE BLOQUES 64 3.6.2 CÁLCULOS TEÓRICOS PARA LOS TRANSDUCTORES 64

3.6.2.1 Cálculos genérico para auriculares 64 3.6.2.2 Relación Tensión-Presión en los auriculares supraaurales

DT48A0 67 3.6.2.3 Tensiones que han de aplicarse a los auriculares circumaurales

HDA200 70 3.6.2.4 Relación Tensión-Presión en los auriculares intraaurales

EAR3A 73 3.6.2.5 Conclusiones acerca de la sensibilidad de los transductores 77 3.6.2.6 Tensiones que han de aplicarse al Vibrador Óseo 77

3.6.3 SOLUCIÓN PROPUESTA. JUSTIFICACIÓN 82 3.6.4 INTERFAZ CON EL PACIENTE 87

3.6.4.1 PULSADOR 87 3.6.4.2 MICRÓFONO 87

3.7 APLICACIÓN DE GESTIÓN AUDIOMÉTRICA DESARROLLADA ENDSPBIOSII 87

3.7.1 IMPLEMENTACION 87 3.7.2 GESTIÓN DE LA GENERACIÓN/ADQUISICIÓN DE SEÑAL 90 3.7.3 GESTIÓN DE LA INTERRUPCIÓN: PMCINT5 91 3.7.4 ALGORITMO DE GENERACIÓN DE LAS MUESTRAS DE LA

SEÑAL 98 3.7.5 TAREA DE LECTURA DE COMANDOS 100 3.7.6 TAREA DE LECTURA DE PARÁMETROS 101 3.7.7 TAREA DE GESTIÓN DE AUDIOMETRIAS 102 3.7.8 TAREA PERIÓDICA 104 3.7.9 FUNCIÓN DE ASIGNACIÓN DE SEÑALES A CANALES:

SIGNAL_DISTRIBUTION 106 3.7.10 CÁLCULO DE UMBRALES Y GESTIÓN DE LA ATENUACIÓN. 107 3.7.11 CONCLUSIONES FINALES DEL DESARROLLO DE LA

APLICACIÓN DSPBIOS 108

3.8 APLICACIÓN DE CONTROL DEL AUDIÓMETRO AUDI01316 108 3.8.1 FUNCIONALIDAD 108

III

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3.8.2 ESTRUCTURA DE LA APLICACIÓN AUDIO 1316 111

3.9 SISTEMA DE GESTIÓN AUDIOMÉTRICA (SGA) 116 3.9.1 BASE DE DATOS DE APLICACIÓN AUDIOMÉTRICA 118

3.9.1.1 Tabla de Datos Personales 118 3.9.1.2 Tabla de Datos Laborales 119 3.9.1.3 Tabla de actividades de ocio 120 3.9.1.4 Tabla de síntomas 120 3.9.1.5 Tabla de enfermedades 121 3.9.1.6 Tabla de medicación 121 3.9.1.7 Tabla de audiometrías 121 3.9.1.8 Tabla de datos audiométricos 122 3.9.1.9 Relaciones en la base de datos 123

3.9.2 RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS DEL AUDIÓMETRO IMPLEMENTADO 123

VERIFICACIÓN Y CALIBRACIÓN DEL AUDIÓMETRO 127

4.1 INTRODUCCIÓN 127

4.2 EQUIPAMIENTO PROPUESTO 129 4.2.1 INSTRUMENTOS DE MEDIDA 130 4.2.2 ACOPLADORES ACÚSTICOS Y SIMULADORES DE OÍDO

ARTIFICIAL 130 4.2.3 ACOPLADOR MECÁNICO PARA LA MEDIDA DE

VIBRADORES ÓSEOS 133 4.2.4 ELEMENTOS NECESARIOS PARA CALIBRAR LOS

TRANSDUCTORES 134

4.3 VERIFICACIÓN DEL AUDIÓMETRO IMPLEMENTADO 136 4.3.1 MARGEN DINÁMICO 136 4.3.2 FRECUENCIA 138 4.3.3 DIAFONÍA 139 4.3.4 ON/OFFRATIO 143 4.3.5 LINEALIDAD 145 4.3.6 DISTORSIÓN 145

4.3.6.1 Distorsión armónica con el vibrador óseo B-71 146 4.3.6.2 Distorsión armónica del transductor HDA200 147

4.3.7 RUIDO 148 4.3.8 MEDIDA DEL TIEMPO DE ACTIVACIÓN/DESACTIVACIÓN Y

DEL MODO PULSADO 154 4.3.9 MODULACIÓN 154

4.4 CALIBRACIÓN 154 4.4.1 CONSIDERACIONES INICIALES 155 4.4.2 MODELO DE CÁLCULO DE INCERTIDUMBRE DEL

SONÓMETROIEC60651 LD824 156 4.4.2.1 Incertidumbre del calibrador sonoro en modo presión 156 4.4.2.2 Contribuciones de Incertidumbre en el calibrador acústico 157 4.4.2.3 Contribuciones de incertidumbre en el micrófono y el

sonómetro 157 4.4.2.4 Cálculo de la incertidumbre combinada 159

IV

índice

4.4.3 INFLUENCIA EN LA CADENA DE MEDIDA DEL OÍDO ARTIFICIAL 159

4.4.4 INFLUENCIA EN LA CADENA DE MEDIDA DEL MASTOIDES ARTIFICIAL 160

4.4.5 RESULTADOS FINALES 160 4.4.5.1 Incertidumbre en la medida del nivel de presión para vía aérea... 160 4.4.5.2 Incertidumbre en la medida del nivel de presión para vía ósea.... 161

4.4.6 INCERTIDUMBRE DE LA MEDIDA DE LA FRECUENCIA 161 4.4.7 INCERTIDUMBRE DE LA MEDIDA DE LA DISTORSIÓN 162

4.5 DESCRIPCIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS DE CALIBRACIÓN DE AUDIÓMETROS 162

4.5.1 MEDIDA DEL NIVEL DE AUDICIÓN ENTREGADO POR EL AUDIÓMETRO 162

4.5.2 DIAFONIA 163 4.5.3 ON/OFF 164 4.5.4 LINEALIDAD 164 4.5.5 MEDIDA DE LA FRECUENCIA 165 4.5.6 MEDIDA DE LA DISTORSIÓN 166 4.5.7 SEÑALES PULSADAS Y SEÑALES MODULADAS 166

4.6 PROPUESTA DE REALIZACIÓN DEL PROCESO DE VERIFICACIÓN Y CALIBRACIÓN 167

5 APORTACIONES, CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS 169

5.1 APORTACIONES 169

5.2 CONCLUSIONES 170

5.3 LINEAS FUTURAS 172

6 APÉNDICES 173

6.1 APÉNDICE I: COMANDOS Y REGISTROS DEL Q20DS 173

6.2 APÉNDICE II: MEDIDAS 184 6.2.1 RESULTADO DE LA MEDIDA DE LA DIAFONÍA CON

IMPEDANCIA DE CARGA DE 5Q 184 6.2.2 MEDIDAS DE ON/OFF RATIO 186 6.2.3 MEDIDA DE LA LINEALIDAD 190 6.2.4 MEDIDA DE LA DISTORSIÓN 199

7 BIBLIOGRAFÍA 207

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2-1: Normativa internacional de audiómetros 16 Tabla 2-2: Normativa de audiómetros de CENELEC 17 Tabla 2-3: Normativa publicada por AENOR 17 Tabla 2-4: Normativa relacionada con la calibración y la utilización de

audiómetros 18 Tabla 2-5: Requisitos de los audiómetros de tonos puros 20 Tabla 2-6: Requisitos de los logoaudiómetros 21 Tabla 2-7: Características de los audiómetros según la IEC-60645-1 ED: 2001 23 Tabla 2-8: Frecuencias y niveles para los audiómetros de tipo 1 y 2 en dBHXL 24 Tabla 2-9: Frecuencias y niveles para los audiómetros tipo 3, 4 y 5 en dEntL 24 Tabla 2-10: Precisión de la frecuencia de la señal generada por un audiómetro 24 Tabla 2-11: Niveles de distorsión para conducción aérea en ANSÍ S3.6 25 Tabla 2-12: Niveles de distorsión para conducción ósea en ANSÍ S3.6 25 Tabla 2-13: Niveles de distorsión para conducción aérea en lEC 60645-1:2001 25 Tabla 2-14: Niveles de distorsión para conducción ósea en lEC 60645-1:2001 26 Tabla 2-15: Atenuación interaural en función de la frecuencia 27 Tabla 2-16: Criterios para la aplicación del enmascaramiento 27 Tabla 2-17: Tipos de ruido de enmascaramiento 28 Tabla 2-18: Ruidos de banda estrecha que debe generar un audiómetro 29 Tabla 2-19: Tiempos de activación/desactivación de la señal 32 Tabla 2-20: Tiempos de activación/desactivación de la señal en modo pulsed 32 Tabla 2-21: RETSPLpara auriculares supraaurales 34 Tabla 2-22: RETSPL para auriculares circumaurales HDA200 según ANSÍ S3.6-

1996 35 Tabla 2-23: RETSPL para auriculares de inserción 35 Tabla 2-24: Niveles dEniL máximos a generar por un auricular intraaural 36 Tabla 2-25: RETFL para vibradores óseos 37 Tabla 2-26: Niveles de audición máximos que debe entregar un audiómetro 37 Tabla 2-27: Niveles máximos generados por el AC40 40 Tabla 2-28: Niveles entregados por el audiómetro FA12 41 Tabla 2-29: Niveles en los que se garantiza una distorsión menor del 3% para el

FA12 42 Tabla 2-30: Especificaciones para los filtros de banda estrecha 43 Tabla 2-31: Acciones a realizar en función del Nivel diario equivalente según RD

1316/1989 45 Tabla 3-1: Registros de comunicación del módulo PMCQ20DS 62 Tabla 3-2: Características básicas del transductor DT48A 67 Tabla 3-3: Niveles para el transductor DT48A0 de 125 Hz a 1.000 Hz 69 Tabla 3-4: Niveles para el transductor DT48AO de 1.500 Hz a 8.000 Hz 70 Tabla 3-5: Características básicas del transductor HDA200 70 Tabla 3-6: Resultados para el transductor HDA200 para 125 Hz a 1.000 Hz 72 Tabla 3-7: Resultados para el transductor HDA200 de 1.500 Hz a 8.000 Hz 73 Tabla 3-8: Niveles de tensión a aplicar al EAR3A en función de 125 Hz a 1.000

Hz 76 Tabla 3-9: Niveles de tensión a aplicar al EAR3A de 1.500 Hz a 8.000 Hz 77 Tabla 3-10: Tensiones que se deben aplicar en el vibrador en el rango de

frecuencias de 250 Hz a 1.500Hz 81

VI

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Tabla 3-11: Tensiones que se deben aplicar en el vibrador óseo para el rango de frecuencias 2 KHz a 6 KHz 82

Tabla 3-12: Efecto de cada uno de los componente sobre el amplificador 84 Tabla 3-13: Factores de interpolación/diezmado óptimos para los filtros de banda

estrecha 100 Tabla 3-14: Funcionalidad de los distintos elementos que forman la aplicación

servidor del SGA 117 Tabla 3-15: Tabla de datos personales 119 Tabla 3-16: Tabla de datos laborales 120 Tabla 3-17: Tabla de actividades personales 120 Tabla 3-18: Tabla de síntomas 121 Tabla 3-19: Tabla de enfermedades 121 Tabla 3-20: Tabla de medicación 121 Tabla 3-21: Tabla de audiometrías 122 Tabla 3-22: Tabla de datos audiométricos 123 Tabla 3-23: Resumen de características del audiómetro implementado 125 Tabla 4-1: Condiciones de referencia en la calibración de un simulador de oído

IEC61318-1 131 Tabla 4-2: Incertidumbre máxima del simulador de oído IEC60318-1 131 Tabla 4-3: Incertidumbre del NPL (acreditación UKAS) para calibrar un

simulador de oído IEC60318-1 132 Tabla 4-4: Condiciones de referencia para la calibración de acopladores

IEC60318-3 132 Tabla 4-5: Incertidumbre máxima del simulador de oído IEC60318-3 132 Tabla 4-6: Condiciones de referencia para la calibración de acopladores

IEC60373 133 Tabla 4-7: Incertidumbre máxima del mastoides artificial IEC373 134 Tabla 4-8: Incertidumbre del NPL para el mastoides artificial IEC373 134 Tabla 4-9: Elementos necesarios para calibrar los transductores audiométricos 135 Tabla 4-10: Medida del margen dinámico 137 Tabla 4-11: Temperatura de la placa(T^ ambiente 24 "C. RL =5 Q) 138 Tabla 4-12: Medida de las frecuencias generadas 139 Tabla 4-13: Mejora en la diafonía con la conexión de retomo de señal 140 Tabla 4-14: Medida de la distorsión a 1 KHz 146 Tabla 4-15: Medida de la distorsión en el vibrador óseo 147 Tabla 4-16: Distorsión del audiómetro con transductor HDA200 148 Tabla 4-17: Niveles de ruido en los canales del prototipo y tensiones mínimas de

los transductores (125 Hz a 1.500 Hz) 150 Tabla 4-18: Niveles de ruido en los canales del prototipo y tensiones mínimas de

los transductores (2.000 Hz a 8.000 Hz) 151 Tabla 4-19: Niveles de atenuación 152 Tabla 4-20: Niveles HL mínimos del prototipo sin utilizar el atenuador 154 Tabla 4-21: Incertidumbre del calibrador acústico B&K4226 156 Tabla 4-22: Contribución de incertidumbres en el calibrador acústico 157 Tabla 4-23: Contribuciones de incertidumbre en el sonómetro 158 Tabla 4-24: Factores de corrección e incertidumbre del micrófono 2559 158 Tabla 4-25: Incertidumbre expandidas 159 Tabla 4-26: Factores de corrección en las medidas con el oído artificial 160 Tabla 4-27: Factores de conversión del nivel de fuerza en nivel de presión sonora.... 160

VII

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Tabla 4-28: Incertidumbre para las medidas de vía aérea 161 Tabla 4-29: Incertidumbre de las medidas de vía ósea 161 Tabla 4-30: Tolerancia indicada por la norma para auriculares 162 Tabla 4-31: Tolerancia indicada por la norma para el vibrador óseo 162 Tabla 4-32: Medida de la linealidad diferencial 165 Tabla 4-33: Frecuencias y niveles para los audiómetros de tipo 1 dBnxL 166 Tabla 4-34: Resumen de ensayos a realizar 168 Tabla 6-1: Rutinas que ejecuta el Kemel del módulo PMCQ20DS 175 Tabla 6-2: Registros internos del Kemel del módulo PMCQ20DS 180 Tabla 6-3: Registro del PLD del modelo PMCQ20DS 184 Tabla 6-4: Medida de la diafonía para niveles de 115 dBspL a 125 dBspL 185 Tabla 6-5: Medida de la diafonía para niveles de 100 dBspL a 110 dBspL 185 Tabla 6-6: Medida de la diafonía para niveles de 85 dBspL a 95 dBspL 186 Tabla 6-7: Medida de la diafonía para niveles de 70 dBspL a 80 dBspL 186 Tabla 6-8: Medidas para 130 dBsPL y 140 dBsPL 187 Tabla 6-9: Medidas para 110 dBsPL y 120 dBsPL 188 Tabla 6-10: Medidas para 100 dBsPL y 90 dBsPL 188 Tabla6-ll:Medidaspara70dBsPLy80dBsPL 189 Tabla 6-12: Medidas para 50 dBsPL y 60 dBsPL 190 Tabla 6-13: Medidas para 30 dBsPL y 40 dBgPL 190 Tabla 6-14: Linealidad 135 dBgPL y 140 dBspL 191 Tabla 6-15: Linealidad 125 dBsPLy 130 dBsPL 191 Tabla 6-16: Linealidad 115 dBsPL y 120 dBsPL 192 Tabla 6-17: Linealidad 105 dBspty 110 dBsPL 192 Tabla 6-18: Linealidad 95 dBsPLy lOOdBsPL 193 Tabla 6-19: Linealidad 85 dBspL y 90 dBsPL 193 Tabla 6-20: Linealidad 75 dBsPL y 80 dBspL 194 Tabla 6-21: Linealidad 65 dBgPL y 70 dBsPL 194 Tabla 6-22: Linealidad 55 dBsPL y 60 dBgPL 195 Tabla 6-23: Linealidad 45 dBsPL y 50 dBsPL 195 Tabla 6-24: Linealidad 55 dBgPL y 60 dBsPL 196 Tabla 6-25: Linealidad 45 dBsPL y 50 dBgPt 196 Tabla 6-26: Linealidad 35 dBsPL y 40 dBgPL 197 Tabla 6-27: Linealidad 25 dBgPL y 30 dBsPt 197 Tabla 6-28: Linealidad 15 dBsPL y 50 dBsPL 198 Tabla 6-29: Linealidad 5 dBsPL y 10 dBsPL 198 Tabla 6-30: Medida de la distorsión 202 Tabla 6-31: Medida de la contribución de los subarmónicos 205

VIII

índice

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1-1: Marco de referencia normativo y legal 2 Figura 2-1: Diagrama de bloques de un audiómetro 6 Figura 2-2: Auricular circumaural 10 Figura 2-3: Auricular intraaural o de inserción 10 Figura 2-4: Auricular Supraaural 10 Figura 2-5: Auriculares supraaurales TDH-39P. Cortesía Telephonis Inc 14 Figura 2-6: Almohadillas para TDH-39 14 Figura 2-7: Auriculares circumaurales HDA200. Cortesía Sennheiser 14 Figura 2-8: Auriculares de inserción EAR3A de Etymotic Research 15 Figura 2-9: Vibrador Óseo B-71 de Radioear Corporation 15 Figura 2-10: Envolvente del tono de ensayo cuando se activa/descativa la señal 32 Figura 2-11: Audiómetro FONIXFA-12. (Cortesía de Frye Electronics) 38 Figura 2-12: Audiómetro Interacoustics AC40. (Cortesía de Interacoustics) 39 Figura 2-13: Marco legal y normativo que afecta a los ensayos realizados con un

audiómetro 44 Figura 3-1: Diagrama de bloques del audiómetro PCI 54 Figura 3-2: Modelo software 55 Figura 3-3: Diagrama de bloques de la tarjeta PCI6600 58 Figura 3-4: Diagrama de bloques del módulo Q20DS 60 Figura 3-5: Obtención del reloj demuestreo 61 Figura 3-6: Acondicionador para transductores audiométricos diseñado 65 Figura 3-7: Diagrama de bloques del acondicionador 65 Figura 3-8: Variación de la Sensibilidad con la frecuencia en el Auricular

Supraaural DT48A de Beyerdynamic 67 Figura 3-9: Evolución de la sensibilidad del HDA200 en función de la frecuencia 71 Figura 3-10: Evolución de la sensibilidad del EAR3A en función de la frecuencia 74 Figura 3-11: Comparativa de la sensibilidad de los transductores 78 Figura 3-12: Sensibilidad del transductor con la frecuencia 79 Figura 3-13: Atenuador/amplificador CS3330 82 Figura 3-14: Amplificador del acondicionador 83 Figura 3-15: Circuito completo 84 Figura 3-16: Simulación del comportamiento de la red de

activación/desactivación 85 Figura 3-17: Respuesta en frecuencia del amplificador para cargas de 5

n(izquierda), 10 Q, 40 Q, 50 Q y 100 Q (derecha) 85 Figura 3-18: Representación del ruido en la entrada (predominio del ruido 1/f) y la

salida del amplificador 86 Figura 3-19: Comparativa del Nivel de ruido de fondo y los de tensión que genera

-lOdBHTL 87 Figura 3-20: Valores de tensión necesarios referidos a l^V 88 Figura 3-21: Diagrama de tareas de la aplicación DSPBIOS-II 89 Figura 3-22: Autómata de generación de señal 93 Figura 3-23: Organigrama de la rutina de atención a la interrupción 1 94 Figura 3-24: Organigrama de la rutina de atención a la interrupción II 95 Figura 3-25: organigrama de la rutina de atención a la interrupción III 96 Figura 3-26: Organigrama de la rutina de atención a la interrupción IV 97 Figura 3-27: Organigrama de la tarea de lectura de comandos 101 Figura 3-28: Organigrama de la tarea de lectura de parámetros 102

IX

índice

Figura 3-29: Organigrama del gestor de audiometrías 103 Figura 3-30: Organigrama de la tarea periódica 105 Figura 3-31: Organigrama de asignación de señales 1 106 Figura 3-32: Organigrama de asignación de señales II 107 Figura 3-33: Interfaz de usuario de AUDIO 1316 con la pestaña de familiarización

seleccionada 109 Figura 3-34: Interfaz de usuario de la aplicación AUDIO 1316 (pestaña manual

seleccionada) 110 Figura 3-35: Interfaz de usuario de AUDIO 1316 (pestaña automática

seleccionada) 111 Figura 3-36: Módulos software que componen el interfaz de AUDIO 1316 112 Figura 3-37: Funcionamiento de la aplicación AUDIO 13161 113 Figura 3-38: Funcionamiento de la aplicación AUDIO 1316II 114 Figura 3-39: Estados de funcionamiento de AUDIO 1316 115 Figura 3-40: Módulos software que componen el servidor del SGA 116 Figura 3-41: Módulos software que componen el cliente del SGA 117 Figura 3-42:Pantalla principal del terminal del SGA 118 Figura 3-43: Pantalla de gestión de la base de datos 118 Figura 3-44: Relaciones entre las distintas tablas de la base de datos 123 Figura 4-1: Equipamiento necesario para calibrar un audiómetro 129 Figura 4-2: Simulador de oído IEC318-1 131 Figura 4-3: Simulador de oído IEC60318-1 131 Figura 4-4: Acoplador acústico según IEC60318-3 132 Figura 4-5: Acoplador Acústico IEC60318-3 133 Figura 4-6: Mastoides artificial según norma IEC60373 133 Figura 4-7: Mastoides artificial AMC493 aplicado al acoplador acústico 134 Figura 4-8: Acoplador NBS 9A 135 Figura 4-9: Adaptador IEC60318-2 Tipo I para montar en Simulador de Oído

IEC60618-1 135 Figura 4-10: Adaptador IEC60318-2 Tipo II montador en simulador de oído

IEC60318-1 135 Figura 4-11: Acoplador IEC60126 para auriculares de inserción 136 Figura 4-12: Medida del margen dinámico 137 Figura 4-13: Disposición para la medida de la diafonía 140 Figura 4-14: Layout del amplificador 141 Figura 4-15: Mejora del retomo de señal 141 Figura 4-16: Representación del espectro de la señal en el canal activo (izquierda)

y de la señal en el canal inactivo 142 Figura 4-17: Evolución de la diafonía para 1 KHz en función de la resistencia de

carga con entrada en 100 dBspL 143 Figura 4-18: Señal a la salida aplicando el shutdown 144 Figura 4-19: Señal a la salida aplicando shutdown y mute 144 Figura 4-20: Medida de la distorsión con el Pulse LabShop en una señal de 5

KHz 146 Figura 4-21: Medida del ruido de entrada del Pulse LabShop 149 Figura 4-22: Ruido medido en el prototipo 150 Figura 4-23: Comparativa de niveles de ruido con los niveles mínimos de los

transductores 151

X

índice

Figura 4-24: Comparativa de niveles de ruido y niveles mínimos de los transductores 152

Figura 4-25: Reducción del nivel de ruido 152 Figura 4-26: Medida del ruido de fondo 153 Figura 4-27: Curvas de Calibración de dos auriculares HDA200 163 Figura 4-28: Curvas de calibración de dos vibradores óseos B71 164 Figura 5-1: Layout sugerido para la implementación del acondicionador 171

XI

índice

XII

Parte 1 Introducción

1 Introducción

1.1 JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS.

La justificación de la realización de esta tesis doctoral se apoya en tres pilares fundamentales:

• La aprobación de la directiva 86/188/CE [CEE188-86] sobre protección de los trabajadores frente al ruido, la aprobación de la Ley de Prevención de Riesgos Laborales en 1995 (Ley 31/1995) y la trasposición de la directiva mencionada en el Real Decreto 1316 de 27 de octubre de 1989 [RD1316-89], han sentado las bases legales para la realización del control de la fiínción auditiva de los trabajadores que están sometidos a ruido, sobre la base de ensayos audiométricos de tonos puros[MSC-00]. El último paso en éste sentido ha sido la realización del protocolo de vigilancia sanitaria especifica [MSC-00] para los trabajadores expuestos a ruido, por parte del consejo interterritorial del sistema nacional de salud. El análisis de toda esta legislación y recomendación (ver Figura 1-1) conduce a la necesidad de utilizar un audiómetro de tonos puros de tipo I (denominación ANSÍ) o de tipo Clínico Avanzado (según norma lEC), que debe ser manipulado de acuerdo a los procedimientos especificados en la norma ISO 8253 y que se debe calibrar periódicamente de acuerdo a la norma IS0389.

• La ausencia de la aplicación de las nuevas tecnologías en los audiómetros de tonos puros que actualmente se comercializan, que tienen un enfoque fundamentalmente clínico y no industrial. Los equipos que se comercializan en España, en un 100% importados, están orientados a ser manejados por audiólogos, o en su defecto por personal muy especializado, presentando gran dificultad en su manejo. Cualquier aportación que simplifique su utilización mejorará la situación actual.


La carencia en España, a diferencia de otros países, de legislación específica, que no general, para estos instrumentos en el campo de la metrología legal, así como la inexistencia de laboratorios que realicen las tareas de calibración y verificación que exigen tanto el RD 1316/1989, como el protocolo de vigilancia sanitaria en materia de ruido.

86/I88/CE

IS08253 _^ RD1316/1989 ^^

PROTOCOLO DE

VIGILANCIA SANITARIA

Ley 31/95 Prevención

Riesgos Laborales

MARCO DE REFERENCL\

Figura 1-1: Marco de referencia normativo y legal.

De esta forma el objetivo principal que se persigue en esta tesis doctoral es la definición, diseño y realización de un prototipo de sistema audiómetro clínico y de investigación^ de tonos puros, capaz de cubrir las necesidades anteriormente indicadas y la definición y ejecución de los procedimientos de calibración y verificación. La solución que se propone se basa en una arquitectura hardware con una tarjeta PCI de ordenador personal que se ajusta a los estándares de referencia de lEC [IEC60645-1 Ed 1-92] [IEC60645-1 Ed 2-01], ANSÍ [ANSIS3.6-96] y UNE [UNE60645-1-97] correspondientes. Éste audiómetro presenta una arquitectura hardware totalmente innovadora [RUIZ-00], apoyándose en la utilización de nuevas tecnologías como son los DSPs de la familia C6000 de Texas Instruments, las herramientas de desarrollo EXPRESS-DSP para estos, los amplificadores realimentados en corriente, etc. La arquitectura software se basa en el desarrollo de una aplicación cliente-servidor, implementada con un lenguaje de programación gráfica como LabVIEW, que accede a una base de datos situada en el servidor del sistema y que permite trabajar con varios clientes audiométricos de forma simultanea.

Los objetivos concretos que se han alcanzado con la realización de esta tesis son:

• Obtención de un prototipo de audiómetro clínico basado en una tarjeta PCI 6600 de Blue Wave Systems que se ha utilizado como herramienta de desarrollo.

• Investigación y desarrollo de un nuevo amplificador-atenuador con capacidad de excitar un margen de 130 dBnTL a transductores audiométricos como auriculares supraaurales, circumaurales, de inserción y vibradores óseos, basado en la

' En el lenguaje técnico se considera audiómetro clínico y de investigación a los audiómetros tipo I.


Utilización de atenuadores con control digital y amplificadores realimentados en corriente.

• Control completo del proceso audiométrico mediante el DSP. Se han implementado métodos de audiometría manual idénticos a los que se pueden desarrollar con los audiómetros comerciales y, principalmente, audiometrías automáticas, aéreas y óseas, con y sin enmascaramientos, que no están disponibles en equipos comerciales y que se deben desarrollar manualmente por personal formado adecuadamente. Además, se han implementado otros tests especializados como ABLB y MLB.

• Generación de las señales con algoritmos de forma continua, específicas de audiometría, utilizando el DSP (tonos, ruidos, ruidos de banda estrecha, señales moduladas en FM).

• Definición del modelo de un instrumento virtual, apoyándose en LabVIEW 6i, e implementación de la interfaz de usuario del audiómetro ajustándose a los requerimientos de la norma ISO 8253 con control completo de errores en el proceso de manejo.

• Implementación del software de gestión de audiometrias dotado de una base de datos, con fiíncionamiento local y remoto a través de INTERNET, que se ajuste a los requisitos del RD 1316/1989 y al protocolo de vigilancia sanitaria.

• Definición del sistema y de los procedimientos de calibración y verificación del audiómetro, y propuesta del modelo de cálculo de incertidumbre de acuerdo a las normas internacionales.

1.2 ESTRUCTURA DE LA TESIS.

La tesis está estructurada en cinco partes, incluyendo la presente, más un conjunto de apéndices y la bibliografía utilizada. La segunda parte presenta el estado del arte en audiómetros de tonos puros y la normativa internacional que afecta a éste tipo de equipos, tanto desde el punto de vista de su construcción como de su utilización y calibración.

La tercera parte describe la arquitectura del sistema que se propone, aportando los detalles más importantes que han afectado al desarrollo del equipo tanto, desde el punto de vista hardware como el software.

La cuarta presenta todas las medidas y comprobaciones realizadas con el prototipo para ver si cumple con los estándares que le son de aplicación. En éste punto, ha sido necesario aportar procesos propios de medida que las normas no contemplan o bien que no están especificadas de forma correcta. Esta parte del desarrollo de la tesis ha sido bastante compleja en su desarrollo debido a que la normativa es confusa.

Y por último, la quinta parte presenta las aportaciones de esta tesis, las conclusiones obtenidas, y las líneas fiaturas que se van a seguir.

Parte 2 Descripción de las características de un

2 Descripción de las características de un audiómetro de tonos puros, normativa internacional y estado del arte

2.1 DEFINICIÓN DE AUDIÓMETRO.

Un audiómetro [BERANEK-88] es un instrumento que permite realizar los ensayos que conllevan a la obtención del umbral de audición, utilizando los procedimientos definidos en la normativa internacional y basándose en el uso de transductores electroacústicos normalizados. El audiómetro es manipulado por un técnico, denominado audiometrista, que ejecuta el procedimiento de ensayo y anota o registra el resultado en un formato especial denominado audiograma. Los audiómetros se clasifican de acuerdo al tipo de señal que generan, su modo de operación y su complejidad en cuanto a las disfianciones auditivas detectadas [ANSIS3.6-96][IEC60645-lEd2-01].

Un audiómetro está compuesto, básicamente, por los elementos que se representan en la Figura 2-1. La misión del generador de señal de precisión consiste en generar tonos puros, ruidos y señales especiales a las cuales se les varía la frecuencia y se les controla la amplitud con precisión. Los parámetros de fi^ecuencia y tipo de señal a generar son fijados por un elemento de control que generalmente consiste en un microprocesador o un DSP. El acondicionador de señal se encarga de acondicionar en amplitud la señal entregada por el generador adaptando los niveles de corriente a las exigencias de los transductores audiométricos que presentan impedancias de nivel reducido (4Q-40Q). Los transductores que habitualmente se utilizan en audiometría son auriculares para diagnosticar la vía aérea y vibradores óseos para diagnosticar la vía ósea.


GENERADOR DE SEÑAL DE PRECISIÓN

i k

- >

- •

ACONDICIONADOR DE SEÑAL

ÍL

ELEMENTO DE CONTROL ^ ^

>—

>rC^

^U

TRANSDUCTORES AUDIOMÉTRICOS

^ \ ^

INTERFAZ CON EL PACIENTE

(^

Figura 2-1: Diagrama de bloques de un audiómetro

2.2 RESENA HISTÓRICA.

La invención del audiómetro está atribuida a Alexander Grahanm Bell en 1876. En el editorial de la revista "Deaf-Mute Journal" publicado el 9 de octubre de 1884 se muestra el interés de Bell por desarrollar instrumentos que permitan ayudar a diagnosticar los problemas de sordera parcial o total. En un articulo posterior de 1 de mayo de 1885 se indica que Bell ha presentado resultados de los ensayos realizados con su audiómetro a más de setecientos pacientes descubriendo que el 10% sufría problemas de sordera. El equipo descrito en el artículo consiste en dos bobinas que están separadas una distancia que se puede graduar con una escala. A una de las bobinas se conecta un dial que genera una corriente alterna y a la otra bobina se conecta un teléfono. El nivel de audición se controlaba con la distancia entre las dos bobinas.

El siguiente hito importante, en el desarrollo de los audiómetros, se produce a finales de los años 20 cuando la compañía Western Electric (posteriormente se uniría a la compañía Bell) comercializa el primer audiómetro denominado 2.A. Éste fue patentado a nombre de Harvey Fletcher (autor de las principales publicaciones y tratados sobre psicoacústica) y con él, éste investigador y otros empezaron a realizar importantes estudios audiométricos. En 1933 Sivian y White publican un estudio sobre el umbral mínimo de audición de las personas. En 1937 se funda en Minnesota la compañía MAICO (Medical Acoustic Instrument Company), quien diseñó el primer instrumento capaz de entregar el nivel de referencia con objeto de realizar medidas precisas de las pérdidas auditivas. En 1938 Beasley publica [BEASLEY-38] datos sobre medidas de los valores de los umbrales de audición de las personas jóvenes que permitirían publicar en 1951 el primer estándar de niveles de referencia por el ANSÍ. En 1939 Bunch publica [BUNCH-39] un estudio que relaciona la exposición al ruido con las pérdidas que se producen en alta frecuencia.

En 1946 Bekesy (premio Nobel en 1961 por sus estudios en psicoacústica), desarrolla y evalúa un audiómetro adaptable con capacidad de registro, conocido desde entonces como audiómetro tipo Bekesy. Éste es un audiómetro que genera tonos puros, semiautomático, que se utiliza para eliminar la intervención del operador (audiometrista) en la realización del ensayo. El tono que se genera tiene una amplitud


que se controla automáticamente por el paciente al igual que los saltos de frecuencia. Los resultados se visualizan en un gráfico denominado audiograma. En 1950 Charles Holland funda la compañía Amplifon, dedicada al diseño de instrumentos de ayuda a la audición, que comercializa a través de Ampliad su primer audiómetro en 1969.

En 1967 se funda la compañía Interacoustics en Dinamarca y en EEUU para especializarse en equipamiento para tratamiento de la sordera como amplificadores y unidades de visualización. En 1969 Interacoustics introduce su primer audiómetro, el AD5, con capacidad de enmascaramiento.

En 1970 se ñanda Frye Electronics como empresa dedicada a la fabricación de equipos de test de a)aadas auditivas y de audiómetros.

Actualmente existen varias compañías que distribuyen comercialmente audiómetros, como Interacosutic, Damplex, Amplifon, Frye Electronics, Gradson &StandleryMAICO.

2.3 CAMPO DE APLICACIÓN.

La audiología actualmente se clasifica tal y como sugiere Martin [MARTIN-00] en cinco áreas de especialización y aplicación:

• Médica: se encarga de la realización de diagnósticos que permiten localizar el lugar donde se ha producido la disfunción dentro del sistema auditivo. En este área se engloban los médicos otorrinolaringólogos.

• Educacional: profesionales que se encargan de ayudar a los discapacitados auditivos a minimizar el impacto de su enfermedad.

• Pediátrica: profesionales que se dedican al diagnóstico de problemas auditivos en niños.

• De rehabilitación: profesionales que se encargan de aplicar las ayudas auditivas que intentan minimizar los problemas de pérdida auditiva.

• Industrial: profesionales que se dedican a realizar el seguimiento de la función auditiva dentro de los programas de prevención de riesgos laborales.

En todas las áreas, además del audiómetro, se utilizan los siguientes instrumentos como herramientas de diagnóstico:

• Impedanciómetro. Equipo que permite calcular la impedancia o movilidad de la parte mecánica del oído extemo y medio.

• Equipos de emisiones otoacústicas. Equipo que mide las ondas que se reflejan desde el oído interno.

• Equipos de potenciales evocados. Equipo que analiza la respuesta cerebral a estímulos auditivos.

En la audiología industrial, tal y como se corrobora en [MSC-00], el audiómetro es el instrumento más utilizado para realizar el diagnóstico de la función auditiva, y la


audiometría de tonos puros por vía aérea es el método idóneo para la evaluación de grandes colectivos [HDG-98].

2.4 PROCEDIMIENTO BÁSICO PARA DETECTAR EL UMBRAL DE AUDICIÓN.

En 1959 Carhart & Jerger [CARHART-59] investigaron distintos métodos para obtener el umbral de audición y recomendaron el método ascendente-descendente como uno de los métodos más adecuados. Éste procedimiento para calcular el umbral de audición, descrito y aplicado por Kaplan y Mercher en [KAPLAN-98] y [MENCHER-97], consiste en aplicar en los transductores, un tono de un nivel de presión sonora que el paciente pueda oír claramente a una frecuencia determinada (el paciente presiona un pulsador) e ir disminuyendo en pasos de 10 dB su nivel hasta que el paciente deje de oírlo, momento en el cual se debe aumentar en pasos de 5 dB hasta que el paciente detecta el nivel del tono de nuevo. Esta técnica permite obtener el umbral de audición como aquel nivel mínimo que el paciente detecta en un 50% de las veces. Además de esta técnica, actualmente se utiliza también la técnica denominada como encuadramiento (Bracketing) que permite obtener el umbral de audición de una forma más sencilla a partir del cálculo de la media ponderada de los picos y los valles detectados en el proceso de ascenso-descenso.

2.5 DEFINICIONES BÁSICAS UTILIZADAS EN AUDIOMETRÍA.

A continuación se definen los términos que se utilizan comúnmente en audiometría y que aparecerán a lo largo de esta tesis. Las definiciones se ordenarán alfabéticamente para una mejor referencia en su posterior uso.

> AUDIOGRAMA

Representación del umbral de audición de una persona en función de la frecuencia.

> ACOPLADOR ACÚSTICO

Cavidad de forma y volumen normalizado que es utilizada para la calibración de un transductor aéreo (auricular supraaural, intraaural, circumaural), junto con un micrófono calibrado, para medir el nivel de presión acústica producido dentro de la cavidad.

> ACOPLADOR MECÁNICO

Dispositivo diseñado para presentar una impedancia mecánica normalizada a un vibrador aplicado con una fuerza estática especificada, y equipado con un transductor para permitir que el nivel de la fuerza aplicada en la superficie de contacto entre el vibrador y el acoplador mecánico sea determinado.

> ACUMETRÍA

Procedimiento de evaluación de la función auditiva que se basa en la utilización de instrumentos de diagnósticos no electrónicos, como diapasones.


> AUDIOMETRÍA DE CONDUCCIÓN AEREA

Conjunto de pruebas que se realizan con ajoida de auriculares para determinar el umbral de audición aéreo de una persona.

> AUDIOMETRÍA DE CONDUCCIÓN ÓSEA.

Conjunto de pruebas que se realizan con ayuda de un vibrador mecánico para determinar el umbral de audición óseo de una persona.

> AUDIOMETRÍA DE INGRESO O PREVIA

Es la primera audiometría que se realiza a una persona cuando se quiere seguir la evolución de su función auditiva con objeto de prevenir posibles daños debidos a la exposición al ruido.

> AUDIOMETRÍA PERIÓDICA

Audiometría que se realiza con objeto de compararla con la audiometría de ingreso para poder conocer la evolución del estado de la función auditiva.

> AUDIÓMETRO DE BEKESY

Audiómetro de registro automático en el que el paciente controla los cambios de amplitud y frecuencia mediante el uso de un pulsador, quedando el audiograma registrado en un gráfico.

> AUDIÓMETRO CONTROLADO POR COMPUTADOR. Equipo audiométrico controlado por un ordenador o bien dotado de un

microprocesador.

> AUDIÓMETRO MANUAL

Equipo en el que todo el proceso audiométrico está controlado manualmente por un operador.

> AUDIÓMETRO DE PALABRA O LOGO AUDIÓMETRO.

Audiómetro que utiliza señales vocales para medir el nivel de audición.

> AUDIÓMETRO DE TONOS PUROS

Instrumento que permite medir el umbral de audición en función de la frecuencia (hasta 8.000 Hz) utilizando tonos puros como señal de ensayo. Dentro de éste tipo de audiómetros se incluyen también los de alta frecuencia que permiten realizar ensayos entre 8.000 Hz y 16.000 Hz.

> AURICULARES CIRCUMAURALES Transductores que generan un nivel de presión sonora a partir de una señal

eléctrica. Se caracterizan por su posición de aplicación, rodeando por completo el pabellón auditivo (ver Figura 2-2).

> AURICULARES INTRAAURALES Transductores que generan un nivel de presión sonora a partir de una señal

eléctrica. Su lugar de aplicación es el canal auditivo del oído, donde quedan insertados


mediante una leve presión. Es destacable su eficacia frente al ruido exterior debido a su posición en el oído, muy cerca del tímpano (ver Figura 2-3).

Figura 2-2: Auricular circumaural.

Figura 2-3: Auricular intraaural o de inserción.

> AURICULARES SUPRAAURALES

Son transductores que generan un nivel de presión sonora a partir de una señal eléctrica. Se caracterizan por su posición de aplicación, con apoyo en todo el pabellón auditivo extemo del oído (ver Figura 2-4).

Figura 2-4: Auricular Supraaural.

10


> CAÍDA SIGNIFICATIVA DEL UMBRAL (CSU).

Medida cuantitativa de la variación del umbral de audición basándose en comparar el audiograma actual con uno de referencia. Se calcula viendo si existe una variación de 10 dB en la media de los umbrales obtenidos en 2.000 Hz, 3.000 Hz y 4.000 Hz (criterio de OSHA), o bien en 500 Hz, 1.000 Hz y 2.000 Hz, o 3.000 Hz, 4.000 Hz y 6.000 Hz (criterio AAOO).

> CONDUCCIÓN AÉREA.

Transmisión del sonido a través del oído extemo y medio al oído interno.

> CONDUCCIÓN ÓSEA.

Transmisión del sonido al oído interno a través de la vibración de los huesos craneales.

> dBHTL

También denominado dBnL- Se utiliza para expresar el nivel de audición como diferencia con respecto al nivel umbral de referencia (RETSPL o RETEL).

> dBsPL

Indican nivel de presión sonora (Sound Pressure Level), tomando como referencia 20 )aPa.

> dB ,N

La medida de niveles de fuerza se usa tomando como referencia 1 ¡ÍN. También se suele denominar dBpL-

> ENMASCARAMIENTO

Se manejan dos acepciones. La primera es el proceso por el que el umbral de audición de un sonido es elevado por la presencia de otro sonido (enmascarante). También se suele decir que es la cantidad en la que el umbral de audición se eleva, expresada en decibelios.

> HIPOACUSIA

Lesión del aparato auditivo que se manifiesta como pérdida, o desplazamiento del umbral, en algunas frecuencias.

> ÍNDICE DE PÉRDIDA PRECOZ

índice que tiene como objeto evaluar la pérdida de nivel de audición en 4.000 Hz, considerando los efectos de presbiacusia, con objeto de clasificarla. Se le denomina índice ELI (Early Loss Index).

> ÍNDICE DE PÉRDIDA CONVERSACIONAL

índice que analiza la pérdida media que se produce en las frecuencias de 500Hz, 1.000 Hz y 2.000 Hz.

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> MASTOIDES ARTIFICIAL

Es un dispositivo que presenta a un vibrador óseo, una impedancia mecánica equivalente a la impedancia presentada por el hueso Mastoides. Está equipado con un transductor (acelerómetro) para la medida de la fuerza producida por el vibrador óseo.

> NIVEL EQUIVALENTE DE FUERZA UMBRAL: ETFL (ESCUCHA MONOAURAL) Nivel de vibración obtenido en el vibrador óseo, al aplicarle una tensión

concreta, sobre un adaptador mecánico para un vibrador concreto y para una fuerza de aplicación del vibrador sobre la cabeza humana. Éste nivel se denomina ETFL.

> NIVEL EQUIVALENTE DE PRESIÓN SONORA UMBRAL: ETSPL (ESCUCHA MONOAURAL)

Es el nivel de presión sonora generado por el auricular, cuando a éste se le aplica una señal eléctrica, en un oído artificial, acoplador acústico o simulador del oído, a una frecuencia especifica, para un tipo de auricular específico y para una fuerza concreta de aplicación del auricular al oído humano. Este nivel se denomina en el ámbito normativo como ETSPL.

> NIVEL EQUIVALENTE DE PRESIÓN SONORA UMBRAL DE REFERENCIA: RETSPL

La media de los niveles ETSPL de un número suficientemente grande de personas de ambos sexos y de edades comprendidas entre 18 y 30 años otológicamente normales.

> NIVEL EQUIVALENTE DE FUERZA UMBRAL DE REFERENCIA: RETEL

La media de los niveles ETFL de un número suficientemente grande de personas de ambos sexos y de edades comprendidas entre 18 y 30 años otológicamente normales.

> OCLUSIÓN

Cambio en el nivel de señal conducida que llega al oído interno por vía ósea, cuando el oído extemo se encuentra bloqueado por la colocación de un auricular o un tapón.

> OÍDO ARTIFICIAL

Dispositivo que presenta a un auricular una impedancia acústica equivalente a la impedancia presentada por el oído humano. Está equipado con un micrófono patrón para la medida de la presión sonora producida por el auricular.

> OTOSCOPÍA

Exploración del oído extemo y medio con objeto de ver el estado de los conductos auditivos y de la membrana timpánica.

> PRESBIACUSIA

Pérdida de la audición que se manifiesta con el envejecimiento. Existen tablas que indican la pérdida media que se produce en una persona con la edad.

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> SUJETO OTOLÓGICAMENTE NORMAL

Un sujeto otológicamente normal es una persona en un estado de salud normal que está libre de todos los signos o síntomas de enfermedades del oído, su canal auditivo está libre de cera que lo obstruya y no tiene antecedentes de exposición indebida al ruido.

> UMBRAL DE AUDICIÓN

El umbral de audición (también conocido como umbral de audibilidad) es el nivel de presión sonora mínimo capaz de evocar una sensación auditiva.

> VIBRADOR ÓSEO Transductor que transforma la sefial eléctrica en vibración mecánica. Se aplica

sobre el hueso mastoides o bien sobre el hueso frontal.

2.6 TIPOS DE AUDIÓMETROS.

La normativa internacional clasifica los audiómetros en tres grandes grupos:

• Audiómetros de tonos puros. Equipos que generan como estímulos señales sinusoidales de frecuencia fija y baja distorsión en los que los niveles de amplitud se pueden controlar. Estos equipos se suelen manejar manualmente, aunque habitualmente disponen de modos automáticos de fimcionamiento, es decir, sin intervención del audiometrista.

• Audiómetros de tonos puros de alta frecuencia. Idénticos a los anteriores pero con el rango de trabajo ampliado hasta 16 KHz. La tendencia actual es unificar en los audiómetros de tono puros normales la extensión a alta frecuencia.

• Audiómefros de Bekesy o audiómefros de registro automático. Audiómetros en los que la frecuencia y el nivel de la sefial cambian de forma semiautomática según lo indica el paciente.

2.7 TRANSDUCTORES UTILIZADOS EN AUDIOMETRÍA.

En audiometría se utilizan los siguientes transductores:

• Auriculares supraaurales:. Son los transductores más utilizados [SHERWOOD-95] que permiten realizar audiometrías hasta 8 KHz. La Figura 2-5 muesfra el modelo plástico de uno de estos auriculares (TDH-39P) y la Figura 2-6 muestra las almohadillas que habitualmente se montan para adaptar al pabellón auricular.

• Auriculares circumaurales: Mejoran la respuesta de los anteriores permitiendo realizar audiometrías hasta 16 KHz. Además, mejoran el aislamiento del ruido exterior permitiéndose incluso la posibilidad de realizar el ensayo audiométrico sin necesidad de cámara de ensayo (ver Figura 2-7).

• Auriculares de inserción o intraaurales: Permiten realizar audiometrías hasta 8 KHz pudiendo realizarse ensayos sin necesidad de utilizar enmascaramiento. En la Figura 2-8 se muestra un ejemplo de éste tipo de auriculares.

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Figura 2-5: Auriculares supraaurales TDH-39P. Cortesía Telephonis Inc.

Figura 2-6: Almohadillas para TDH-39.

Figura 2-7: Auriculares circumaurales HDA200. Cortesía Sennheiser.

14


Figura 2-8: Auriculares de inserción EAR3A de Etymotic Research.

Vibradores óseos: Permiten realizar las audiometrías de conducción ósea (Figura 2-9). Al aplicar el sonido sobre el hueso mastoides éste se propaga directamente al oído interno a través de los huesos craneales. Así se puede conocer si las pérdidas de audición son mecánicas (oído extemo y medio) o sensoneuronales.

Figura 2-9: Vibrador Óseo B-71 de Radioear Corporation.

• Altavoces: Se utilizan para la realización de audiometrías aéreas.

Los transductores están caracterizados por los siguientes parámetros:

• Impedancia nominal: impedancia eléctrica que presenta el transductor a la frecuencia de excitación de 1 KHz. Los transductores tienen impedancias típicas de 5 Q, 10 a, 40 Q, 50 Q, 100 Q y 300 Q.

• Potencia nominal: potencia eléctrica que hay que aplicarle al transductor para que a la frecuencia de 1 KHz genere un nivel de salida en presión sonora o fuerza determinado. A éste nivel el fabricante le llama sensibilidad.

• Sensibilidad en función de la frecuencia: el transductor presenta variaciones en la sensibilidad con respecto de la frecuencia. Los datos concretos de éste parámetro hay que obtenerlos de la curva de calibración de los transductores, si el fabricante la proporciona. En éste sentido los fabricantes suelen incluir una

15


gráfica de variación en la hoja de características para un modelo patrón ensayado en condiciones de referencia.

• Niveles de referencia: Para un auricular y un vibrador las normas internacionales fijan cuáles son los niveles de referencia en presión (RETSPL) y en fuerza (RETFN) respectivamente. Estos niveles están medidos con un oído artificial o acoplador acústico determinado.

2.8 NORMATIVA NACIONAL E INTERNACIONAL.

La normativa nacional e internacional que regula las prestaciones y utilización que los audiómetros de todo tipo deben cumplir, ha sido realizada por los organismos de normalización ANSÍ, ISO e lEC, a nivel Internacional, CENELEC en el ámbito Europeo y AENOR a nivel Nacional. En la Tabla 2-1 se muestran las normas publicadas por A N S Í e lEC. La norma ANSÍ especifica todos los tipos de audiómetros y las normas lEC especifican cada una de las familias de audiómetros disponibles no existiendo entre ellas características que las diferencien. Ña norma lEC 60645-1:2001 presenta algunas matizaciones que se desglosarán posteriormente.

NORMA

ANSÍ S3.6-1996

lEC 60645-1:1992 Ed. 1.0

lEC 60645-1:2001 Ed. 2.0

lEC 60645-2:1997

lEC 60645-3:1994

lEC 60645-4:1994

OBJETO

Especificación de todo tipo de audiómetros

Especificación de audiómetros de tonos puros

Especificación de audiómetros de palabra

Señales de corta duración para ensayos auditivos con fines audiométricos y otoneurológicos

Equipos para la audiometría extendida al dominio de la alta frecuencia

Tabla 2-1: Normativa internacional de audiómetros.

La Tabla 2-2 muestra las normas vigentes por CENELEC y que son estándar en el ámbito Europeo y, por último, la Tabla 2-3 muestra las normas publicadas por AENOR.

NORMA

EN 60645-1:1994

EN 60645-1:2001

EN 60645-2:1997

EN 60645-3:1995

OBJETO

Audiómetros-Parte 1: Audiómetros de tonos puros.

Audiómetros-Parte 2: Equipamiento para audiometría vocal.

Audiómetros-Parte 3: Señales de corta duración para ensayos auditivos con fines audiométricos y otoneurológicos

16


NORMA

EN 60645-4:1995

OBJETO

otoneurológicos


Tabla 2-2: Normativa de audiómetros de CENELEC.

NORMA

UNE-EN 60645-1:1996

UNE-EN 60645-2:1999

UNE-EN 60645-3:1997

UNE-EN 60645-4:1997

OBJETO

Audiómetros-Parte 1: Audiómetros de tonos puros.

Audiómetros-Parte 2: Equipamiento para audiometría vocal.

Audiómetros-Parte 3: Señales de corta duración para ensayos auditivos con fines audiométricos y otoneurológicos


Tabla 2-3: Normativa publicada por AENOR.

Existe otro conjunto de normas adicionales que no están directamente relacionadas con la construcción de equipos audiométricos sino con aspectos relacionados con su calibración, así como los procedimientos de ensayo que se realizan con éstos. La Tabla 2-4 muestra la relación de estas normas.

NORMA

lEC 60318-1:1998

UNE-EN-60318-1:2000

lEC 60318-2:1998

UNE-EN-60318-2:2000

lEC 60318-3:1998

UWE-EN-60318-3:2000

lEC 60711:1981

lEC 60126:1973

OBJETO

Simulador de la cabeza humana y del oído. Parte 1: Oído artificial para la calibración de auriculares supraaurales.

Simulador de la cabeza humana y del oído. Parte 2: Acoplador acústico interno para la calibración de auriculares en el rango de firecuencia extendida.

Simulador de la cabeza humana y del oído. Parte 3: Acoplador acústico para la calibración de auriculares supraaurales usados en audiometría.

Simulador de oído ocluido para la medida de auriculares acoplados al oído por inserción en éste (pasará a denominarse lEC 60318-4)

Acoplador de referencia para la medida de ayudas auditivas utilizando auriculares acoplados al oído por inserción en éste (pasará a denominarse lEC 60318-5)

17


NORMA

IEC-60373:1990

180 389-1:1998

UNE-EN-ISO 389-1:2001

180 389-2:1996

UNE-EN-ISO 389-2:1997

I80 389-3:1994/TC1: 1995

UNE-EN-ISO 389-3:1999

180 389-4:1994

UNE-EN-ISO 389-4:1999

ISO/TR 389-5:1998

UNE-EN-ISO 389-5:2000

180 389-7:1998

UNE-EN-ISO 389-7:1998

180 8253-1:1989

UNE-EN-ISO 8253-1:1998

180 8253-2:1992

UNE-EN-ISO 8253-2:1998

180 8253-3:1996

UNE-EN-ISO 8253-3:1998

180 6189:1983

OBJETO

Acoplador mecánico para la medida de vibradores óseos.

Cero de referencia para la calibración de equipos audiométricos. Parte 1: Niveles de referencia equivalentes de presión acústica liminar para auriculares de tonos puros y supraaurales.

Cero de referencia para la calibración de equipos audiométricos. Parte 2: Niveles de referencia equivalentes de presión acústica umbral para tonos puros y auriculares insertados.

Cero de referencia para la calibración de equipos audiométricos. Parte 3: Niveles de referencia equivalentes de fuerza umbral para vibradores de tonos puros y vibradores óseos.

Cero de referencia para la calibración de equipos audiométricos. Parte 4: Niveles de referencia para ruidos de enmascaramiento de banda estrecha.

Cero de referencia para la calibración de equipos audiométricos. Parte 5: Niveles de referencia equivalentes de presión acústica umbral para tonos puros en el intervalo de frecuencias de 8KHz a 16KHz.

Cero de referencia para la calibración de equipos audiométricos. Parte 7: Umbral de audición de referencia bajo condiciones de escucha de campo libre y campo difuso.

Métodos de test audiométrico. Parte 1: Audiometría aérea y ósea de tonos puros.

Métodos de test audiométrico. Parte 2: Audiometria de campo sonoro con tonos puros y señales de banda estrecha.

Métodos de test audiométrico. Parte 3: Logoaudiometría

Audiometría de tonos puros para conservación de la audición.

Tabla 2-4: Normativa relacionada con la calibración y la utilización de audiómetros

18


2.9 DESCRIPCIÓN DE LAS NORMAS PARA AUDIÓMETROS ANSÍ E lEC.

El objetivo a partir éste punto es describir el contenido básico de las normas que afectan a un audiómetro. La norma que mejor especifica los puntos a tener en cuenta para la realización del audiómetro es la ANSÍ S3.6, ya que recoge los tres tipos de audiómetros indicados anteriormente. La norma de aplicación en Europa EN60645 se ha desglosado según los distintos tipos de audiómetros siendo una traducción resumida de la norma ANSÍ. Por éste motivo se va a proceder a describir los contenidos fundamentales de la norma ANSÍ S3.6 ampliando en algunos puntos con las matizaciones o cambios introducidos por la norma lEC del año 2001. Además, en algunos puntos se describirán aspectos básicos de ensayos audiológicos (o métodos utilizados por los audiometristas) relacionados con las fimcionalidades de los audiómetros.

2.10 REQUISITOS PARA LOS DISTINTOS TIPOS DE AUDIÓMETROS.

La norma ANSÍ S3.6 específica cinco tipos de audiómetros de tonos puros que se designan como Tipo 1 a Tipo 5, tres tipos de audiómetros para logoaudiometrías, denominados A, B y C, y una ampliación para ensayos audiométricos de fi"ecuencia extendida designada como HF. Las características obligatorias que deben incluir estos equipos se indican en la Tabla 2-5 y en la Tabla 2-6. En estas tablas se detallan las características de los equipos o requisitos generales en función del tipo.

Características

Conducción aérea

-Dos auriculares

-Auricular de inserción

-Altavoces

Conducción Ósea

Enmascaramiento

-Ruido de Banda Estrecha

-Ruido de Banda Estrecha u otro

-Ruido de Banda Ancha

Aplicación del enmascaramiento

-auricular contralateral.

-auricular ipsilateral

-vibrador óseo

Audiómetros de Tonos Puros Tipo

1 Tipo

2

•

•

•

•

•

•

Tipo 3

•

•

•

•

•

Tipo 4

•

•

Tipo 5

•

Frecuencia extendida

•

•

19


Características

-altavoz

Interruptor de tono

-presentación/interrupción de tono

-tono pulsado

Tono de referencia

-presentación alterna

-presentación simultánea.

Sistema de respuesta del sujeto

Salida de señal eléctrica auxiliar

Entrada para señales extemas

Niveles de audición y frecuencias de ensayo

Indicador de señal

Supervisión audible de la señal de ensayo

Comunicación entre el operador y el sujeto

Audiómetros de Tonos Puros Tipo

1

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Tipo 2

•

•

•

•

•

•

•

Tipo 3

•

•

Tipo 4

•

•

•

Tipo 5

•

Frecuencia extendida

Tabla 2-5: Requisitos de los audiómetros de tonos puros.

Característica

Conducción aérea

-Dos auriculares


Conducción Osea

Audiómetros de palabra

A

•

•

•

•

B

•

•

•

C

•

•

•

20


Característica

Enmascaramiento


-Ruido de Banda Estrecha u otro

-Ruido de Banda Ancha

ApHcación del enmascaramiento

-Auricular contralateral.

-Auricular ipsilateral

-Vibrador óseo

Interruptor de tono

-Presentación/interrupción de tono

-Tono pulsado

Tono de referencia

-Presentación alterna

-Presentación simultanea.





Indicador de señal



Audiómetros de palabra

A B

•

•

•

•

•

•

•

•

•

C

•

•

•

•

Tabla 2-6: Requisitos de los logoaudiómetros.

21


Por el contrario la norma lEC 60645-1:2001 especifica 4 tipos de audiómetros a los que, además, asigna una denominación asociada a su capacidad de diagnóstico concreta. Las características de éstos se presentan en la Tabla 2-7.

Características

Conducción aérea

-Dos auriculares


Conducción Osea

Enmascaramiento





-vibrador óseo

Interruptor de tono


-tono pulsado

Tono de referencia


-presentación simultanea.




Niveles de audición y frpfnpnr ' iac r\p p n c a v n

Tipol

Clínico

Avanzado

Investigación

Tipo2

Clínico

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Tipo3

Diagnóstico

Básico

•

•

•

•

•

•

•

Tipo4

Monitorización 0

screening

•

•

•

•

e

22


Características

frecuencias de ensayo

Indicador de señal



Tipol

Clínico

Avanzado

Investigación

•

•

•

Tipo2

Clínico

•

Tipo3

Diagnóstico

Básico

Tipo4

Monitorización 0

screening

Tabla 2-7: Características de los audiómetros según la IEC-60645-1 ED: 2001

2.11 DESCRIPCIÓN DE LOS REQUISITOS GENERALES.

2.11.1 GENERACIÓN DE SEÑAL.

Un audiómetro debe generar obligatoriamente las frecuencias y los niveles de amplitud máximos especificados en la Tabla 2-8 y Tabla 2-9 . El nivel mínimo debe ser igual o inferior a -10 dEniL- Hay que resaltar que los valores aéreos indicados son para transductores supraaurales; para los circumaurales y de inserción se aplican lOdB menos. Los niveles a generar por cada tipo de audiómetro son idénticos en ambas normas.

Frecuencia (Hz)

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

Tipo 1 (dBHTL)

Aérea

70

90

120

120

120

120

120

120

120

Osea

45

60

60

70

70

70

70

60

Tipo2 (dBHTL)

Aérea

60

80

110

110

110

110

110

110

Osea

45

60

70

70

70

70

60

23


Frecuencia (Hz)

6.000

8.000

Tipo 1 (dBHTL)Tipo2 (dBHrL)

Aérea

110

100

Osea

50

Aérea

100

Osea

Tabla 2-8: Frecuencias y niveles para los audiómetros de tipo 1 y 2 en dEniL-

Frecuencia (Hz)

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

Tipo 3 (dBHTL)

Aérea

70

100

100

100

100

100

90

80

Osea

35

50

60

60

60

50

Tipo 4

(dBHTL)

Tipo 5 (dBHTL)

Aérea

70

70

70

70

70

70

Opcional

Tabla 2-9: Frecuencias y niveles para los audiómetros tipo 3, 4 y 5 en dEniL-

La precisión de las frecuencias generadas por el audiómetro se debe ajustar a los valores indicados en la Tabla 2-10.

Precisión

ANSÍ S3.6

Precisión

IEC60645-1

2001

Tipol

± 1 %

± 1 %

Tipo2

±2%

± 1 %

Tipo 3 y 4

± 3 %

±2%

Tipo5

± 3 %

Tabla 2-10: Precisión de la frecuencia de la señal generada por un audiómetro.

24


Obviamente la calidad de la pureza espectral de los tonos puros que genera un audiómetro debe tenerse en cuenta. En éste sentido la norma especifica los valores de la distorsión armónica total que debe presentar el equipo. Adicionalmente, la norma ANSÍ S3.6, indica los valores que deben tener los armónicos principales. En las Tabla 2-11 y Tabla 2-12 se presentan los valores que se deben medir en el equipo para conducción aérea y ósea respectivamente. Esta medida debe realizarse utilizando un oído artificial normalizado (conducción aérea) y un mastoides artificial normalizado (vía ósea).

Frecuencia (Hz)

125

250

500-4.000

6.000-16.000

Nivel (dB)

75

90

110

90

2° Armónico (%)

2,0

2,0

2,0

2,0

3 ' Armónico

(%)

2,0

2,0

2,0

4°-n Armónico

(%)

2,0

2,0

2,0

Subarmónicos

(%)

2,0

2,0

2,0

Total

(%)

2,5

2,5

2,5

2,5

Tabla 2-11: Niveles de distorsión para conducción aérea en ANSÍ S3.6.

Frecuencia (Hz)

250

500-750

1.000-5.000

Nivel (dB)

20

50

60

2° Armónico (%)

5,0

5,0

5,0

S ' Armónico

(%)

2,0

2,0

2,0

4°-n Armónico

(%)

2,0

2,0

2,0

Subarmónicos

(%)

2,0

2,0

Total

(%)

5,5

5,5

5,5

Tabla 2-12: Niveles de distorsión para conducción ósea en ANSÍ S3.6.

En la norma IEC60645-1:2001 se especifica exclusivamente la distorsión en los distintos rangos de frecuencia que genere el equipo no apareciendo los distintos armónicos. Los valores se presentan en la Tabla 2-13 y Tabla 2-14.

Frecuencia (Hz)

125-250

315-400

500-5.000

6.000-16.000

Nivel (dBHTL)

75

90

110

90

Total (%)

2,5

2,5

2,5

2,5

Tabla 2-13: Niveles de distorsión para conducción aérea en lEC 60645-1:2001.

25


Frecuencia (Hz)

250-400

500-800

1.000-4.000

Nivel (ÜEHIL)

25

50

60

Total

(%)

5,5

5,5

5,5

Tabla 2-14: Niveles de distorsión para conducción ósea en lEC 60645-1:2001.

Los audiómetros pueden incluir también la posibilidad de entregar señales moduladas (conocidas como Warblé) en cuyo caso deben cumplir las siguientes características:

• La señal moduladora del tono puro debe ser una señal triangular o sinusoidal con incrementos y decrementos simétricos que pueden ser lineales o logarítmicos.

• La portadora debe tener una frecuencia que no se desvíe mas del ±3% del fundamental.

• La velocidad de repetición de la señal debe estar comprendida entre 4 Hz y 20 Hz con una tolerancia del ±10%.

• La desviación total de la frecuencia alrededor de la portadora debe estar en el rango del 5% al 25% con un ±10%) de tolerancia según la norma ANSÍ S3.6.

• La desviación total de la frecuencia alrededor de la portadora debe estar en el rango del ± 2,5%) al ± 12,5%o con un ±10%) de tolerancia según la norma IEC60646-1:2001.

Si el equipo es un logoaudiómetro hay que tener en cuenta todo lo indicado en los puntos 6.2.x. de la norma ANSÍ S3.6.

2.11.2 ENMASCARAMIENTO.

En los audiómetros aparece la posibilidad de realizar ensayos con enmascaramiento para las vías aéreas y óseas, es decir, al paciente se le aplican señales compuestas por un tono puro y patrones de ruido con unas propiedades determinadas. Éste tipo de ensayos se utiliza cuando el paciente tiene un oído funcionando perfectamente y otro con problemas. El enmascaramiento permite que el odio bueno no escuche el tono presentado en el oído malo.

Cuando a un oído se le aplica por vía aérea un tono puro, éste puede ser escuchado (se propaga por vía ósea) con una atenuación media entre 40 dB y 60 dB en el oído contrario (atenuación interaural). La Tabla 2-15 muestra los valores de atenuación interaural media en función de la frecuencia [KAPLAN-98]. Si cuando se realiza un ensayo audiométrico se obtiene un umbral de audición en el oído de ensayo que al restarle la atenuación interaural da un valor audible por el oído que no se ensaya, entonces es necesario realizar un proceso de enmascaramiento del oído que no se está ensayando.

26


Frecuencia (Hz)

250

500

1.000

2.000

4.000

Promedio

Atenuación Interaural (dB)

Valor medio

61

63

63

68

68

63

Rango

50-80

45-80

40-80

45-75

50-85

51-70

Tabla 2-15: Atenuación interaural en función de la frecuencia.

De forma general en [ICAPLAN-98] se propone el método de Studebaker que sugiere utilizar el enmascaramiento, si la diferencia entre el umbral de audición obtenido por vía ósea en el oído no ensayado, y el umbral aéreo en el oído ensayado supera los valores indicados en la Tabla 2-16.

Frecuencia

(Hz)

250

500

1.000

2.000

4.000

Diferencia de

Umbrales (dB)

35

40

45

45

50

Tabla 2-16: Criterios para la aplicación del enmascaramiento.

Siempre que se realizan ensayos para el cálculo del umbral óseo es necesario efectuarlo enmascarando. Además, la posición en un oído u otro del vibrador óseo es insignificante. El objetivo de calcular el umbral de audición por vía ósea no es otro que compararlo con el aéreo. Si la diferencia es mayor de 10 dB entonces se puede hablar de que existen pérdidas conductivas y hay que determinar qué oído está afectado, realizando los ensayos aéreos con enmascaramiento.

Los tipos de señales que habitualmente se utilizan son el ruido blanco o de banda ancha, el ruido de banda estrecha (para ensayos tonales), y el ruido ponderado para ensayos de logoaudiometría. Las características de estas señales se muestran en la Tabla 2-17.

27


Tipo de Ruido

Banda ancha

Banda Estrecha

Ponderado Logoaudiometría

Características

Espectro con ±5 dB de variación con respecto al valor de 1 KHz

Ruido centrado en la frecuencia de ensayo con ima distribución espectral que coincida con la respuesta de los filtros especificados en Tabla 2-18.

Ruido constante entre 100 Hz y 1000 Hz con una caída de 12 dB/octava desde 1.000 Hz hasta 6.000 Hz. La tolerancia es de ±5 dB

Tabla 2-17: Tipos de ruido de enmascaramiento.

Cuando el audiómetro proporciona ruidos de banda estrecha éstos deben estar centrados geométricamente en la fi-ecuencia de ensayo. Los límites de las bandas están especificados en la Tabla 2-18. La respuesta debe caer más de 12 dB/octava y presentar una atenuación mayor de 36 dB, tres octavas antes y después de la frecuencia central de la banda.

Frecuencia (Hz)

125

160

200

250

315

400

500

630

750

800

1.000

1.250

1.500

1.600

2.000

2.500

Frecuencias de corte inferiores (Hz)

Mínimo

105

136

168

210

265

336

420

530

631

673

841

1.050

1.260

1.350

1.680

2.100

Máximo

111

143

178

223

281

356

445

561

668

713

891

1.110

1.340

1.430

1.780

2.230

Frecuencias de corte superiores (Hz)

Mínimo

140

180

224

281

354

449

561

707

842

898

1.120

1.400

1.680

1.800

2.240

2.810

Máximo

149

190

238

297

375

476

595

749

892

951

1.190

1.490

1.780

1.900

2.380

2.970

28


Frecuencia (Hz)

3.000

3.150

4.000

5.000

6.000

6.300

8.000

9.000

10.000

11.200

12.500

14.000

16.000

Frecuencias de corte inferiores (Hz)

Mínimo

2.520

2.650

3.360

4.200

5.050

5.610

6.730

7.570

8.410

9.420

10.510

11.770

13.450

Máximo

2.670

2.810

3.560

4.450

5.350

5.800

7.130

8.020

8.910

9.980

11.140

12.470

14.250

Frecuencias de corte superiores (Hz)

Mínimo

3.370

3.540

4.490

5.610

6.730

7.070

8.980

10.100

11.220

12.570

14.030

15.710

17.960

Máximo

3.570

3.750

4.760

5.950

7.140

7.400

9.510

10.700

11.890

13.320

14.870

16.650

19.030

Tabla 2-18: Ruidos de banda estrecha que debe generar un audiómetro.

2.11.3 SEÑALES O SONIDOS INDESEABLES EMITIDOS POR UN AUDIÓMETRO EN LOS AURICULARES.

Como se verá en la tercera parte, los audiómetros deben entregar señales de tensión muy reducida cuando se selecciona el nivel de audición de -10 dBnTL- La realización de medidas objetivas de estas señales es muy compleja y la norma permite sustituir estas medidas con medidas subjetivas. Las medidas o ensayos subjetivos se suelen realizar con dos personas otológicamente normales en cámaras audiométricas que cumplan los estándares correspondientes [ANSIS3.1-91]. Las medidas subjetivas se deben realizar aplicando un tono al paciente y procediendo a conectarlo y desconectarlo. En el rango de frecuencias de 250 Hz a 6.000 Hz el paciente no debe detectar nada con un nivel audición de 70 dEniL- En el rango de frecuencias de 125 Hz a 16.000 Hz no debe detectar nada con un nivel de 50 dEniL-

Cuando se aplican las señales en los fransductores pueden aparecer interferencias, por problemas de diafonía y acoplamientos, que pongan sobre aviso al paciente. La forma de cuantificar estos efectos consiste en sustituir los transductores por impedancias eléctricas equivalentes y medir la tensión que aparece con ajoida de un sonómetro que cumpla con la norma EN60645 o EN61672-1 y que esté configurado para medir con ponderación temporal Fast (medida del nivel de presión sonora con un tiempo de integración de 125 ms habiendo sustituido el micrófono por una impedancia

29


equivalente). La norma ANSÍ S3.6 indica que se debe comparar la medida de tensión existente cuando el audiómetro entrega la tensión necesaria para generar el RETSPL preciso, con la tensión obtenida en otras condiciones de ensayo. La norma propone las siguientes condiciones de ensayo:

• Sin señal aplicada pero con el control de nivel del audiómetro en 60 dEniL se debe medir en el rango de 125 Hz a 8.000 Hz en tercio de octava un nivel 10 dB por debajo del nivel de tensión necesario para generar el RETSPL.

• Con la señal aplicada en un canal se debe medir en el auricular contrario un nivel de 70 dB por debajo del aplicado.

2.11.4 SEÑALES O SONIDOS INDESEABLES EMITIDOS POR UN AUDIÓMETRO EN EL VIBRADOR ÓSEO.

Con respecto a las señales indeseables en el vibrador óseo la medida es bastante más compleja. Aunque teóricamente se debería poder medir sustituyendo el transductor por su impedancia, en la práctica la norma indica que debe ser el fabricante el que indique a qué frecuencias el vibrador puede radiar niveles de sonido que se puedan propagar por vía aérea con el suficiente nivel como para invalidar la medida del umbral de audición óseo. El procedimiento que fija la norma consiste en aplicar a 10 personas otológicamente normales el siguiente proceso:

• Obtener el umbral de audición óseo a frecuencias mayores de 2.000 Hz fijando el vibrador en el hueso mastoides y con el canal auditivo ocluido con un tapón que proporcione mas de 20 dB de atenuación a frecuencias mayores de 2.000 Hz.

• Obtener el umbral de audición sin tapón y sin mover de su posición el vibrador.

• Si la media de los umbrales calculados en el paso segundo es 10 dB menor que la media calculada en el primer paso el ruido emitido por el vibrador es despreciable.

El punto anterior pone de manifiesto el hecho de utilizar vibradores óseos que se ajusten a los propuestos por las normas con objeto de simplificar los ensayos que se deben realizar. En las hojas del catalogo proporcionadas por los fabricantes de éste tipo de productos, como en [B7X], no se incluye ningún tipo de aviso o característica especial relacionada con éste problema, sobreentendiéndose que se cumplen las prestaciones exigidas.

2.11.5 SEÑALES O SONIDOS INDESEABLES EMITIDOS POR LA MANIPULACIÓN DE LOS CONTROLES DEL AUDIÓMETRO.

Si el audiómetro se va a utilizar en la misma sala en la que está el paciente cualquier ruido emitido por el audiómetro debe minimizarse. La norma indica que el ensayo se debe realizar con dos sujetos otológicamente normales que llevan colocados los auriculares del audiómetro a una distancia de un metro, y con los terminales desconectados de la salida del audiómetro, estando ésta cargada con la impedancia equivalente a 1 KHz de los auriculares.

30


2.11.6 PRECISIÓN EN LAS SEÑALES ENTREGADAS POR UN AUDIÓMETRO.

La norma ANSÍ S3.6 indica que la precisión del nivel de señal entregado por el audiómetro en los transductores debe ser ±3 dB en el rango de frecuencia de 125 Hz a 5.000 Hz y de ±5 dB desde 6.000 Hz en adelante. Si el audiómetro dispone de la posibilidad de conectar dos salidas a un mismo transductor (suma de señales) la variación introducida en un canal cuando el otro está sin señal no debe ser mayor de ±1 dB de 125 Hz a 4.000 Hz y de ±2 dB desde 6.000Hz en adelante. Del análisis del párrafo anterior conviene indicar que la palabra precisión no está adecuadamente utilizada en la norma y que en todo momento se está hablando de la tolerancia exigida al nivel que presenta el audiómetro. La norma lEC 60645-1:2001 también utiliza la palabra precisión, aunque se refiere a tolerancia, pero sí que indica en un apartado la incertidumbre máxima con la que se debe realizar la medida. La norma lEC 60645-1:2001 también especifica que la tolerancia en transductores aéreos para el rango de 125 Hz a 4 KHz debe ser de ±3 dB y que para frecuencias superiores debe ser de ±5 dB. Para transductores óseos indica que la tolerancia debe ser de ±4 dB en el rango 125Hz a 4 KHz y de ±5 dB para las frecuencias superiores.

2.11.7 CONTROL DEL NIVEL DE SEÑAL.

El audiómetro debe estar dotado de un mando que permita controlar el nivel de señal entregada en pasos de 5 dB correspondiéndose el cero con el RETSPL o el RETEL de cada frecuencia.

La linealidad del control de nivel debe cumplir que aplicando un salto no mayor de 5 dB no se debe producir un error de 1 dB o de 3/10 del salto aplicado (el menor de los dos).

2.11.8 CONTROL DEL NIVEL DE SEÑAL DE ENMASCARAMIENTO.

Para las señales de enmascaramiento de banda estrecha y de logoaudiometría el nivel debe estar calibrado en dB de enmascaramiento efectivo [KAPLAN-98].

2.11.9 ACTIVACIÓN/DESACTIVACIÓN DE LA SEÑAL.

Los audiómetros manuales deben estar dotados con un interruptor para la presentación o interrupción del tono de ensayo. El audiómetro debe estar diseñado para que la presentación/eliminación del tono de ensayo no sea detectada por el paciente.

2.11.10 RELACIÓN ON/OFF PARA AUDIÓMETROS MANUALES.

Con el interruptor en OFF y el nivel de audición menor o igual a 60 dB la salida de los transductores debe entregar 10 dB por debajo del nivel de referencia. Si el nivel de señal está por encima de 60 dB se debe respetar que la relación S/N es de 70 dB.

2.11.11 TIEMPOS DE ACTIVACIÓN Y DESACTIVACIÓN DE LA SEÑAL DE SALIDA.

Las características del tiempo de subida y bajada de los tonos de ensayo cuando se activa y desactiva la salida se muestran en la Figura 2-10. Las características más

31


importantes son los tiempos necesarios para aplicar la señal. La Tabla 2-19 muestra los valores de los tramos indicados en la Figura 2-10. Además, hay que añadir que se tolera un sobreimpulso de 1 dB.

Intervalo

AC

BC

DH

EG

Valor

< 200 ms

>20ms

< 200 ms

>20ms

Tabla 2-19: Tiempos de activación/desactivación de la señal.

Instante de Conmutación

Instante de Conmutación

Figura 2-10: Envolvente del tono de ensayo cuando se activa/descativa la señal

2.11.12 MODO PULSADO.

Cuando el audiómetro implementa el modo pulsado, debe disponer de un mando o similar para aplicarlo, se debe generar una señal con una envolvente como la indicada en la Figura 2-10 con unas características temporales como las indicadas en la Tabla 2-20.

Intervalo

BC

EG

CE

FJyJK

GI

Valor

Mayor de 20 ms y menor de 50 ms.

Mayor de 20 ms y menor de 50 ms.

Duración no menor de 150 ms.

225 ms ± 35 ms

El nivel de señal en éste intervalo debe ser 20 dB menor que en el intervalo CE.

Tabla 2-20: Tiempos de activación/desactivación de la señal en modo pulsed

32


2.11.13 SISTEMA DE RESPUESTA DEL PACIENTE.

Los audiómetros deben estar equipados de un interruptor con el que el paciente responda a la presencia de estímulos. Éste interruptor y su circuitería asociada no deben generar ningún tipo de interferencia en la señal que se produce para medir el umbral de audición.

2.11.14 MONITOR DEL NIVEL DE SALIDA.

El monitor del nivel de salida es una funcionalidad del audiómetro que permite al audiometrista verificar que la señal se está aplicando. Éste monitor consiste en un auricular o un altavoz sobre el que se puede regular el nivel.

2.11.15 SISTEMA DE TALK BACK.

Sistema bajo el cual el audiometrista escucha al paciente. Suele estar formado por un micrófono, el preamplicador, el amplificador y un altavoz o auricular.

2.11.16 RETSPL PARA AURICULARES SUPRAAURALES.

El nivel de presión sonora a tomar como cero de referencia, RETSPL, según la norma ANSÍ S3.6-1996, para auriculares supraaurales que cumplan el apartado 9.1 de dicha norma, se corresponde con el indicado en la Tabla 2-21. Este tipo de auriculares se puede calibrar con un oído artificial o un acoplador acústico.

Frecuencia (Hz)

125

160

200

250

315

400

500

630

750

800

1.000

1.250

RETSPL (dBsPL)

Auricular Tipo TDH

Oído:IEC318

45,0

38,5

32,5

27,0

22,0

17,0

13,5

10,5

9,0

8,5

7,5

7,5

TDH39

NBS9A

45,0

25,5

11,5

8,0

7,0

TDH49/50

NBS9A

47,5

26,5

13,5

8,5

7,5

33


Frecuencia (Hz)

1.500

1.600

2.000

2.500

3.000

3.150

4.000

5.000

6.000

6.300

8.000

Habla

RETSPL (dBsPL)

Auricular Tipo TDH

Oído:IEC318

7,5

8,0

9,0

10,5

11,5

11,5

12,0

11,0

16,0

21,0

15,5

20,0

TDH39

NBS9A

6,5

9,0

10,0

9,5

15,5

13,0

19,5

TDH49/50

NBS9A

7,5

11,0

9,5

10,5

13,5

13,0

20,0

Tabla 2-21: RETSPL para auriculares supraaurales.

2.11.17 RETSPL PARA AURICULARES CIRCUMAURALES.

El nivel de presión sonora a tomar como cero de referencia, RETSPL, según la norma ANSÍ S3.6-1996, para auriculares circumaurales que cumplan el Anexo C de dicha norma, se corresponde con el indicado en la Tabla 2-22.

Frecuencia (Hz)

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

RETSPL (dBsPL)

29,5

18,0

9,5

6,5

6,5

5,5

3,0

3,0

Frecuencia (Hz)

5.000

6.000

8.000

9.000

10.000

11.200

12.500

14.000

RETSPL (dBsPL)

9,5

9,5

16,0

17,0

21,5

21,0

27,5

37,5

34


Frecuencia (Hz)

4.000

RETSPL (dBsPL)

8,5

Frecuencia (Hz)

16.000

RETSPL (dBsPL)

58,0

Tabla 2-22: RETSPL para auriculares circumaurales HDA200 según ANSÍ S3.6-1996.

La calibración de éste tipo de auriculares se debe realizar utilizando un oído artificial que se ajuste a la norma IEC318 y un adaptador.

2.11.18 RETSPL PARA AURICULARES E^TRAAURALES.

El nivel de presión sonora a tomar como cero de referencia (RETSPL) según la norma ANSÍ S3.6-1996, para auriculares intraaurales que cumplan la norma ISO 389-2:1994, se corresponde con el indicado en la Tabla 2-23. Es digno de mención que los niveles expuestos se basan en el método de calibración realizado mediante el acoplador acústico de la firma Bruel & Kjaer, modelo DB-0138 (HA-2), recomendado por el fabricante de los auriculares.

Frecuencia (Hz)

125

160

200

250

315

400

500

630

750

800

1.000

1.250

RETSPL (dBsPL)

26,0

22,0

18,0

14,0

12,0

9,0

5,5

4,0

2,0

1,5

0,0

2,0

Frecuencia (Hz)

1.500

1.600

2.000

2.500

3.000

3.150

4.000

5.000

6.000

6.300

8.000

RETSPL (dBsPL)

2,0

2,0

3,0

5,0

3,5

4,0

5,5

5,0

2,0

2,0

0,0

Tabla 2-23: RETSPL para auriculares de inserción.

Según está misma norma ANSÍ S3.6-1996, la amplitud mínima que ha de ser capaz de generar un audiómetro de tipo 1 para auriculares intraaurales es de -10 dEniL con respecto al cero de referencia, y la máxima varía en función de la frecuencia, tal y como se refleja en la Tabla 2-24.

35

Parte 2 Descripción de las características de un.

Frecuencia

(Hz)

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

Nivel de presión

sonora (ÜEHIL)

60

80

110

110

110

110

110

110

110

100

90

Tabla 2-24: Niveles dBnTL máximos a generar por un auricular intraaural.

2.11.19 RETFL PARA VIBRADOR ÓSEO.

Según las normas ANSÍ S3.6-1996 e ISO 389-3 para vibradores óseos, el nivel de fuerza a tomar como cero de referencia (RETFL) se corresponde con el indicado en la Tabla 2-25

Frecuencia (Hz)

125

160

200

250

315

400

500

630

750

800

RETFL (dB^N)

82,5

77,5

72,5

67,0

64,0

61,0

58,0

52,5

48,5

47,0

Frecuencia (Hz)

1.500

1.600

2.000

2.500

3.000

3.150

4.000

5.000

6.000

6.300

RETFL (dB^N)

36,5

35,5

31,0

29,5

30,0

31,0

35,5

40,0

40,0

40,0

36


Frecuencia (Hz)

1.000

1.250

RETFL (dBj,N)

42,5

39,0

Frecuencia (Hz)

8.000

RETFL (dB^N)

40,0

Tabla 2-25: RETFL para vibradores óseos.

La amplitud mínima que debe generar un audiómetro de tipo 1 es de -10 dBHXL con respecto al cero de referencia (según la misma norma ANSÍ S3.6-1996) y la máxima varía en función de la frecuencia, tal y como se refleja en la Tabla 2-26.

Frecuencia (Hz)

125

250

500

750

1000

1500

2000

3000

4000

6000

8000

Conducción aérea (dEniO

70

90

120

120

120

120

120

120

120

110

100

Conducción ósea (dBHXL)

45

60

60

70

70

70

70

60

50

Tabla 2-26: Niveles de audición máximos que debe entregar un audiómetro.

2.12 ASPECTOS BÁSICOS DE LA NORMA IEC60318.

Esta norma describe las características que deben poseer los instrumentos denominados simuladores de cabeza y oído artificial que se utilizan para realizar calibraciones y medidas objetivas de calidad sonora. La norma se descompone, en éste momento y con aplicación en audiometría, en tres documentos (IEC60318-1, 1EC60318-2 y IEC60318-3) que normalizan las características de los simuladores de oído u oídos artificiales para auriculares supraaurales, las características de los acopladores utilizados para transductores de rango de frecuencia extendida (auriculares circumaurales) y los acopladores utilizados para calibrar auriculares supraaurales. La norma IEC60318 especifica una cavidad acústica que incorpora un micrófono patrón que permite medir el nivel de presión sonora que existe en la cavidad. Detalles adicionales sobre la utilización de un instrumento que cumple con esta norma se presentarán en el parte cuarta.

37


2.13 ASPECTOS BÁSICOS DE LA NORMA IEC60373.

Esta norma describe las características que debe poseer el acoplador mecánico denominado mastoides artificial que se utiliza para caracterizar y calibrar vibradores óseos. La norma especifica la impedancia mecánica que debe presentar el acoplador y la forma en la que el vibrador se debe fijar al acoplador, así como la fiaerza que éste debe proporcionar. Detalles adicionales del uso de éste tipo de acopladores, así como sus características completas y la incidencia de estas en la calibración, se detallarán en la parte cuarta.

2.14 ESTADO DEL ARTE EN AUDIÓMETROS.

La tendencia en los últimos años en la implementación de audiómetros ha consistido en soluciones basadas en instrumentos totalmente independientes que pueden ser conectados a un ordenador personal mediante alguna interfaz de comunicación serie como RS232. En éste punto se exponen las características más importantes que proporcionan los audiómetros más completos de dos de los fabricantes con mayor implantación en el mercado. Los modelos de referencia para realizar éste estudio que se han considerado son dos audiómetros clínicos o de investigación como:

• Fonix FA12. La compañía Frye comercializa dos modelos, uno de tipo 3 (FA-10) y otro de tipo 1 (FA-12, Figura 2-11).

• Interacoustics AC40. La firma danesa Interacoustics comercializa audiómetros de los cinco tipos existentes. El AC40 es el único de tipo I (Figura 2-12).

Figura 2-11: Audiómetro FONIX FA-12. (Cortesía de Frye Electronics).

En los siguientes puntos se va a exponer las prestaciones hardware de estos audiómetros, resaltando aquellos aspectos que tienen especial incidencia en el cumplimiento de las normas.

38


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\

Figura 2-12: Audiómetro Interacoustics AC40. (Cortesía de Interacoustics).

2.14.1 GENERACIÓN DE SEÑAL.

El audiómetro AC40 genera tonos puros con frecuencias que se pueden programar en octavas, 1/2, 1/3, 1/6, 1/12 y 1/24 de octava. Los niveles mínimos que genera se corresponden con -10 dEniL y los máximos se muestran en la Tabla 2-27. Los transductores que el fabricante recomienda utilizar son: TDH39 para la vía aérea hasta 8 KHz, Koss o Sennheisser HDA200 para audiometría hasta 20.000 Hz, EAR 3-A para audiometría aérea de inserción y B71 para audiometría ósea.

Frecuencia (Hz)

125

160

200

250

315

400

500

630

750

800

1.000

1.250

1.500

1.600

Aérea (dB)

90

95

100

110

115

120

120

120

120

120

120/130

120

120

120

Ósea (dB)

45

50

65

65

70

70

70

70

70

70

70

Banda Estrecha

(dB)

80

85

90

100

105

110

110

110

110

110

110

110

110

110

39


Frecuencia (Hz)

2.000

2.500

3.000

3.150

4.000

5.000

6.000

6.300

8.000

Caracterí

8.000

9.000

10.000

11.200

12.500

14.000

16.000

18.000

20.000

Aérea (dB)

120

120

120

120

120

120

120

120

110

Ósea (dB)

75

80

80

80

80

60

55

50

50

Banda Estrecha (dB)

110

110

110

110

110

110

110

lio

100

sticas para audiometría extendida en frecuencia.

105

105

100

95

90

85

75

IIO(SPL)

IIO(SPL)

90

90

90

85

85

75

65

95(SPL)

95(SPL)

Tabla 2-27: Niveles máximos generados por el AC40.

El audiómetro FA12 genera las frecuencias y niveles indicados en la Tabla 2-28 para transductores TDH39 y EAR 3-A (vía aérea) y B-71 (ósea). Hay que hacer notar que éste audiómetro no está preparado para realizar audiometrías extendidas en frecuencia.

2.14.2 TOLERANCIA DE LA FRECUENCIA

En el caso del FA12 el valor está por debajo del 1% y en el AC40 no está directamente indicado, el fabricante únicamente dice que se cumplen las restricciones impuestas por la norma.

40


Frecuencia (Hz)

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

Tipo 1

Aérea

TDH39

(dB)

70

90

120

120

120

120

120

120

120

110

100

Aérea

EARTONE 3A

(dB)

70

90

110

110

110

110

110

110

110

100

90

Osea

B-71

(dB)

45

60

60

70

70

70

70

60

50

30

Tabla 2-28: Niveles entregados por el audiómetro FA12.

2.14.3 DISTORSIÓN ARMÓNICA.

La distorsión armónica no está indicada en las especificaciones del equipo AC40 pero el fabricante indica que está se ajusta a la normativa. En el caso de FA12 el fabricante proporciona un valor menor del 3% para las fi^ecuencias y los niveles de ensayo indicados en la Tabla 2-29.

Frecuencia (Hz)

125

250

500

750

1.500

3.000

4.000

Amplitud (dBHL)

75

90

110

110

110

110

110

41


Frecuencia (Hz)

6.000

8.000

Amplitud (dBHL)

110

90

Tabla 2-29: Niveles en los que se garantiza una distorsión menor del 3% para el FA12.

2.14.4 RUIDO ELECTRÓNICO DE FONDO

Con diferencia esta es la especificación más problemática de cualquier tipo de audiómetro. Así, los fabricantes especifican únicamente que el ruido de fondo satisface las características de mantener los -10 dBHXL necesarios para todos los transductores. En ningún caso se indican los niveles de ruido de fondo en voltios para que puedan compararse en función del tipo de transductor conectado a valores en dBspL-

2.14.5 CROSS TALK O DIAFONIA

Ambos fabricantes indican que este valor es siempre mayor de 70 dB, tal y como exige la norma.

2.14.6 CONTROL Y PRECISIÓN EN LA ATENUACIÓN.

En el caso del FA12 se indica que los pasos de atenuación son en 5 dB existiendo la posibilidad de reducirlos a 2,5dB con ayuda de un botón adicional. El rango del atenuador permite obtener los niveles de -10 dBnxL a 110 dBHXL y con ayuda de un excitador especial incrementarlo hasta 120dB. La precisión del atenuador es de ±1.5 dB que si se compara con el máximo error tolerable por la norma (3 dB) resulta una aportación de bastante importancia. En el caso del AC40 el fabricante permite controlar la atenuación en pasos de 1 dB y 5 dB desde -10 dBniL hasta 120 dBnxL sin indicar precisión.

2.14.7 GENERACIÓN DE RUIDO.

Los audiómetros como el FA12 disponen de la posibilidad de generar un ruido blanco con un comportamiento plano hasta 8 KHz y un rizado de ±2 dB. Para el caso de audiometrías habladas el equipo genera un ruido con un espectro plano (rizado máximo de ±5 dB) entre 250 Hz y 1 KHz y con pendiente de caída de 12 dB/octava entre 1 KHz y 4 KHz. El audiómetro genera también ruidos de banda estrecha para las frecuencias y con las características que se indican en la Tabla 2-30.

Frecuencias

125

250

500

Frecuencias de corte inferiores

Mínima

105

210

420

Máximo

111

223

445

Frecuencias de corte superiores

Mínimo

140

281

561

Máximo

149

297

595

42


Frecuencias

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

Frecuencias de corte inferiores

Mínima

631

841

1.260

1.680

2.520

3.360

5.050

6.730

Máximo

668

891

1.340

1.780

2.670

3.560

5.350

7.130

Frecuencias de corte superiores

Mínimo

842

1.120

1.680

2.240

3.370

4.490

6.730

8.980

Máximo

892

1.190

1.780

2.380

3.570

4.760

7.140

9.510

Tabla 2-30: Especificaciones para los filtros de banda estrecha.

2.14.8 SEÑALES MODULADAS.

El audiómetro FA12 es capaz de generar señales moduladas en frecuencia, con una desviación simétrica máxima de un 5% a una velocidad de cambio de 5 Hz. En el AC40 se puede programar la desviación y la velocidad de cambio.

2.14.9 TONOS PULSADOS.

Ambos audiómetros generan tonos pulsados con una frecuencia de 2,25 Hz (± 0,5 Hz) y 50% ciclo de trabajo (± 20%).

2.15 NORMATIVAS DE UTILIZACIÓN Y APLICACIÓN DE AUDIÓMETROS.

La Figura 2-13 resume todos los aspectos legales y normativos que afectan a la realización de ensayos audiométricos. Si el área de aplicación es exclusivamente la audiología médica o de investigación, los ensayos que se realicen deben ejecutarse de acuerdo a las pautas de la norma ISO 8253 [IS08253-1-89]. Por el contrario si el campo de aplicación es la audiología industrial, y, por tanto, la vigilancia de la función auditiva de los trabajadores, el marco de referencia cambia porque hay que considerar la normativa Comunitaria, la trasposición al derecho Español y otras recomendaciones que los organismos con competencia proporcionen como es el caso del Protocolo de Vigilancia Sanitaria en materia de ruido.

2.15.1 DIRECTIVA 86/188/CEE

La directiva 86/188/CE regula la protección de los trabajadores contra los riesgos debidos a la exposición al ruido durante el trabajo. El contenido de dicha directiva se ha traspuesto al ordenamiento jurídico español mediante el Real Decreto 1316/1989.

43


IS08253

86/188/CE

ir

RD1316/1989

T

PROTOCOLO DE

VIGILANCIA SANITAIUA

4

Ley 31/95 Prevención

Riesgos Laborales

O MARCO DE

REFERENCL\

Figura 2-13: Marco legal y normativo que afecta a los ensayos realizados con un audiómetro.

2.15.2 REAL DECRETO 1316/1989.

Los objetivos que se marca el RD 1316 se pueden resumir en:

• La protección a los trabajadores, por cuenta ajena, frente a los riesgos derivados del ruido en el trabajo. Quedan excluidos las tripulaciones de barcos y aviones.

• El empresario está obligado a reducir al nivel técnicamente posible más bajo el riesgo provocado por la exposición al ruido y a aplicar el RD.

• Obligar a los empresarios a evaluar la exposición de los trabajadores al ruido, para que si se superan los niveles especificados se apliquen las medidas preventivas. El empresario debe evaluar el riesgo de los puestos ya existentes y todos los de nueva creación, debiendo, además, realizar evaluaciones periódicas que serán anuales en los puestos de trabajo que superan los 85 dBA o 140 dB en el nivel diario equivalente y de pico respectivamente, y evaluaciones trianuales en los puestos de trabajo que superen los 80 dBA de nivel equivalente diario.

• La empresa deberá disponer de un organismo competente en materia de seguridad e higiene y, además, tanto éste como los representantes de los trabajadores tendrán derecho a:

o Estar presentes en las evaluaciones previstas y disponer de los resultados de las mismas.

o Ser informados de las medidas preventivas que se tomen.

• Las medidas de las evaluaciones contendrán el valor del nivel equivalente diario y del nivel de pico. Cuando el puesto de trabajo lo requiera se podrá especificar el nivel semanal equivalente. En los puestos en los que no se supere los 80dBA

44


y 140 dB de nivel diario equivalente y de nivel de pico respectivamente, no será necesario realizar mediciones.

• El empresario está, obligado, en función del nivel diario equivalente que reciba el trabajador, a realizar un conjunto de acciones especificas que se detallan en la Tabla 2-31.

Acciones que se debn realizar en función del nivel diario equivalente

Evaluación

Formación e información

Acceso e información de evaluaciones y resultados

Control auditivo inicial

Control auditivo periódico

Suministro de protección auditiva

Utilización de protección auditiva

Señalización

Programa técnico de control

Superior a 80dBA

Trianual

Si

Si

Si

Cada 5 años

Por solicitud

Optativo

Optativo

Optativo

Superior a

85dBA

Anual

Si

Si

Si

Cada 3 años

Obligatorio

Optativo

Optativo

Optativo

Superior a 90dB A o pico máximo de 140 dB

Anual

Si

Si

Si

Cada 1 año

Obligatorio

Obligatorio

Si

Si

Tabla 2-31: Acciones a realizar en función del Nivel diario equivalente según RD 1316/1989.

• Los protectores auditivos que se proporcionen deberán ajustarse a las necesidades personales y del puesto de trabajo, proporcionando la atenuación necesaria que deberá permitir reducir el nivel al valor más bajo posible.

• El empresario debe almacenar los resultados de las evaluaciones de los puestos de trabajo que realice. Igualmente debe guardar los resultados de los controles de la función auditiva. Los datos a almacenar de cada trabajador son: nombre, número de seguridad social, puestos de trabajo ocupados, datos de los controles auditivos, datos sobre tipo y tiempo de utilización de protectores y patologías relacionadas con la audición.

2.15.3 PROTOCOLO DE VIGILANCIA SANITARA EN MATERIA DE RUIDO.

Debido a que el RD 1316/1989 no explícita claramente los procedimientos de evaluación y seguimiento de la fiínción auditiva de los trabajadores, ni tampoco cómo se calcula el impacto de la pérdida auditiva, el protocolo de vigilancia sanitaria tiene como misión clarificar la realización de la vigilancia médica y la forma en la que se deben realizar las exploraciones audiométricas. El protocolo [MSC-00] lo ha elaborado la Comisión de Salud Pública del Consejo Interterritorial del Sistema Nacional de Salud

45


y se ha publicado en Diciembre de 2000. Este protocolo hace hincapié en la definición del problema del ruido y cómo debe evaluarse el riesgo, define y explícita el método de diagnóstico a utilizar, y cómo debe seguirse la evolución auditiva de los pacientes. Las conclusiones más importantes son:

1. En la evaluación del riesgo, el pilar fimdamental es la evaluación de la exposición al ruido, y, por tanto, se debe medir el nivel diario equivalente y el nivel de pico existente en cada puesto de trabajo. La medida del ruido debe realizarse con instrumentos normalizados lEC 60651-1 o lEC 60804 en ausencia del trabajador y si no fuera posible, a una distancia de 10 cm del puesto habitual. En todos los lugares de trabajo se deben realizar evaluaciones iniciales (cuando se comienza a aplicar), adicionales (cada vez que se crea un puesto de trabajo) y periódicas con un intervalo anual si el ruido supera un nivel diario equivalente de 85 dBA o de 140 dB de pico, y con un intervalo de tres años cuando se supera el nivel diario equivalente de 80 dBA.

2. El paciente o el trabajador estará sometido a un conjunto de evaluaciones médicas que se clasifican como: inicial o de ingreso, periódica, tras incorporación al trabajo y adicional. Cada una de estas evaluaciones contendrá y completará la siguiente información:

• Historial laboral y extralaboral. Importancia de los hobbies como uso de armas o vehículos a motor.

• Historia clínica. Incidencia de enfermedades, otitis, vértigos, otorreas o hábitos como tabaquismo y alcoholismo.

• Resultados de la exploración clínica compuesta de Otoscopía, Audiometría, y/o Acumetría. El protocolo indica que la audiometría es la prueba que permite conocer el estado de la función auditiva del individuo. La audiometría se realizará, en función de la problemática de cada paciente, para la vía aérea y ósea. En caso de no poder realizar audiometrías óseas se puede utilizar como alternativas ensayos acumétricos como el test de Weber y Rinne.

3. Con respecto a los ensayos audiométricos el protocolo pone de manifiesto que el método idóneo para la evaluación de grandes colectivos es la audiometría de tonos puros. Los objetivos de la audiometría son:

• Conocer el estado de la audición de personas que comienzan a trabajar en un lugar ruidoso (audiometría de ingreso).

• Detectar posibles deterioros del umbral de audición realizando audiometrías periódicas.

• Conocer el estado de la ñmción auditiva de \m trabajador cuando abandona el puesto o la empresa.

• Intentar educar al paciente promoviendo el uso de medidas preventivas.

46


• Evaluar los mecanismos de control del ruido que la empresa está aplicando.

4. Se debe calcular la caída significativa del umbral comparando el audiograma que se obtiene con el de base o ingreso. En los cálculos del CSU se recomienda no tener en cuenta los efectos de presbiacusia.

5. La audiometría se realizará con un audiómetro de tonos puros tipo 1 según norma lEC 60645-1 que estará calibrado bianualmente por un laboratorio competente o con el período que se crea conveniente según lo indicado en la norma EN 26189. Además, se realizarán controles cada 50 audiometrías con sujetos otológicamente normales o con operadores experimentados. Por último, indicar que los ensayos audiométricos se realizarán de acuerdo a la norma ISO 8253 utilizando el método de encuadramiento para el cálculo del umbral.

2.15.4 ENSAYOS AUDIOMÉTRICOS DE TONOS PUROS

La forma en la que se deben realizar los distintos ensayos audiométricos para obtener el umbral de audición de la vía aérea y ósea está descrito ampliamente en la bibliografía especializada [KAPLAN-98][MENCHER-97]Los procedimientos que se deben aplicar están llenos de recomendaciones y consejos que el audiometrista debe seguir al pie de la letra con objeto de conseguir resultados que sean fiables. Desde el punto de vista normativo la norma ISO 8253 [IS08253-1-89] especifica la forma en la que deben realizarse los ensayos audiométricos para el cálculo del umbral de audición por vía aérea y ósea. Los distintos tipos de audiometrías que describe la norma son:

• Audiometría de familiarización.

• Audiometría manual

• Audiometría automática.

2.15.4.1 Audiometría de Familiarización.

La fase o audiometría de familiarización tiene como finalidad instruir al paciente sobre la prueba a la que va a ser sometido con objeto de aumentar la fiabilidad del ensayo y no obtener falsas respuestas. En primer lugar, el paciente escuchará por los auriculares la voz con las instrucciones del audiometrista por medio de un micrófono, y posteriormente se le aplicará al paciente un tono de intensidad suficiente que le permita responder adecuadamente. La norma recomienda el siguiente método de familiarización:

• Presentar un tono de 1.000 Hz a un nivel de audición claramente audible, por ejemplo 40 dB para un sujeto bajo prueba de capacidad auditiva normal.

• Reducir el tono en pasos de 20 dB hasta que no se produzca respuesta.

• Aumentar el nivel del tono en pasos de 10 dB hasta que se produzca una respuesta.

• Presentar de nuevo el último tono al mismo nivel.

47


Si las respuestas sotí coherentes con la presentación de tonos el proceso de familiarización ha sido completado. Si no se repetirá, y si se produce un segundo fallo, se deberán repetir las instrucciones al sujeto. En caso de sordera profunda, este procedimiento puede no resultar aplicable.

2.15.4.2 Audiometría Manual.

En el caso de la audiometría manual será el audiometrista el que se encargará de la presentación de los tonos a distintas frecuencias, de incrementar o decrementar los niveles de los tonos en función de la respuesta del paciente y de validar el nivel de umbral de audición, independientemente del tipo de ensayo audiométrico seleccionado.

2.15.4.3 Audiometría Automática.

El procedimiento de la audiometría automática, es el mismo que en el caso de la manual, pero sin la intervención del audiometrista. En este caso, el audiometrista únicamente seleccionará el tipo de ensayo audiométrico que se va a realizar, y los parámetros asociados a éste, siendo la aplicación la que realice de manera automática el cálculo de los umbrales para todas las frecuencias en ambos oídos. La ventaja fundamental de este procedimiento es la reducción del tiempo del ensayo y la eliminación de los errores del técnico audiometrista, por el contrario tiene el inconveniente del efecto de aprendizaje que puede aparecer en el paciente y que puede llegar a invalidar los datos.

2.15.4.4 Ensayos audiométricos de tonos puros sin enmascaramiento.

En esta clase de ensayos audiométricos se presenta un tono puro en el oído bajo prueba del que se quiere obtener el umbral de audición y silencio en el otro oído. Para el cálculo del umbral en función de la frecuencia se pueden utilizar dos métodos distintos: la técnica ascendente-descendente y la técnica de encuadramiento. En el primero de ellos se realizan los siguientes pasos para cada una de las fi-ecuencias:

1. Se presenta el primer tono de prueba a un nivel que se encuentre 10 dB por debajo del menor nivel al cual haya respondido el sujeto en el proceso de familiarización.

2. Después de una ausencia de respuesta se aumenta el nivel del tono en pasos de 5 dB hasta que se produzca una respuesta.

3. Tras la respuesta, se disminuye el nivel en pasos de 10 dB hasta que no se produzca respuesta y entonces se reinicia el ascenso. Continuar hasta que se produzcan tres respuestas al mismo nivel con un máximo de 5 ascensos.

4. Si se obtienen menos de tres respuestas en 5 ascensos se presenta im tono de prueba 10 dB por encima del nivel de la última respuesta y se repite el procedimiento.

5. Se procede con el resto de las frecuencias de la misma forma hasta concluir con todas las frecuencias de prueba de ese oído.

6. Finalmente, se repite la medida en 1.000 Hz y si el resultado no difiere en más de 5 dB con la primera medida a 1.000 Hz, se procede con el siguiente oído. Si

48


se produce una mejora de 10 dB o más en el nivel de audición, repetir la prueba a todas las frecuencias hasta que se produzca una diferencia de 5 dB o menos.

En el método de encuadramiento o bracketing los pasos son los siguientes:

1. Presentación del primer tono de prueba a un nivel que se encuentre 10 dB por debajo del menor nivel al cual haya respondido el sujeto en el proceso de familiarización.

2. Después de cada ausencia de respuesta a un tono de prueba, se aumenta el tono de prueba en pasos de 5 dB hasta que se produzca una respuesta.

3. Se inicia un descenso en el cual el nivel del tono es reducido en pasos de 5 dB, hasta que no se produzca respuesta.

4. Después se disminuye el nivel del tono otros 5 dB, y se comienza un nuevo ascenso desde este nivel. Esto se repite hasta haber completado 3 ascensos y 3 descensos. Si se obtienen menos de tres respuestas en 5 ascensos se presenta un tono de prueba 10 dB por encima del nivel de la última respuesta y se repite el procedimiento.

5. Se procede con el resto de las frecuencias de la misma forma hasta concluir con todas las frecuencias de prueba de ese oído.

6. Finalmente se repite la medida en 1.000 Hz y si el resultado no difiere en más de 5 dB con la primera medida a 1.000 Hz, se procede con el siguiente oído. Si se produce una mejora de 10 dB o más en el nivel de audición, repetir la prueba a todas las frecuencias hasta que se produzca una diferencia de 5 dB o menos.

Como conclusión, en el método ascendente-descendente el umbral de audición, para cada frecuencia y cada oído, se debe determinar como el nivel más bajo al cual se produjo una respuesta en mas de la mitad de los ascensos. Si los niveles más bajos de respuesta en ima frecuencia difieren más de 10 dB, esta audición se considerara de dudosa fiabilidad y deberá repetirse. En el audiograma hay que anotar que ha sido necesario repetir la prueba. En el método de encuadramiento, para cada frecuencia y oído, se calcula la media de los niveles más bajos a los que se produce una respuesta en los ascensos, calcular la media de los niveles más bajos a los que se produce la respuesta en los descensos, y determinar el valor medio de ambas medias. Este valor medio será redondeado hacia arriba al número entero más próximo en decibelios, y dicho valor es tomado como el umbral de audición para dicha frecuencia y oído. Si los niveles más bajos a los que se produce la respuesta en el ascenso difieren entre sí más de 10 dB y/o los niveles más bajos a los que se produce la respuesta en el descenso difieren entre si más de 10 dB, el ensayo deberá repetirse.

2.15.4.5 Ensayos Audiométricos de tonos puros con enmascaramiento confralateral.

En este tipo de audiometrías se presenta im tono puro en el oído bajo prueba y un ruido blanco o de banda esfrecha en el otro oído. Según la norma ISO 8253 en el procedimiento a seguir para el cálculo de umbrales de audición en una audiometría con enmascaramiento confralateral, debe impedirse que el tono sea escuchado por el oído que no está siendo testeado, para lo cual es necesario emplear una mascara de ruido en

49


ese oído. La señal de enmascaramiento debe ser entregada por medio de un auricular supraaural. Los pasos a seguir en audiometrías de conducción aérea son los siguientes:

1. Presentar un tono de prueba en el oído bajo ensayo igual al umbral de audición sin enmascaramiento para dicho oído. Presentar un ruido de enmascaramiento en el oído que no está bajo prueba que posea un nivel equivalente al umbral de audición de ese oído, en un ensayo sin enmascaramiento. Incrementar el nivel del ruido de enmascaramiento hasta que el tono de prueba sea inaudible, o hasta que exceda (el ruido) el nivel del tono de ensayo.

2. Si el tono es aún audible cuando el nivel del ruido iguala el nivel del tono de prueba, asumir éste como umbral de audición. Si el tono llega ser enmascarado incrementar su nivel hasta que se convierta nuevamente en audible.

3. Incrementar el nivel del ruido 5 dB. Si el tono de ensayo es inaudible, entonces, incrementar nuevamente el tono de prueba hasta que vuelva a ser audible. Repetir este procedimiento hasta que el tono de prueba permanezca audible aunque el nivel del ruido de enmascaramiento haya sido incrementado más de 10 dB. Este nivel de enmascaramiento (que es el nivel sobre el cual no se requieren aumentos en el nivel del tono para que sea audible) es el nivel de enmascaramiento correcto.

Para audiometrías de conducción ósea, sin embargo, es necesario seguir los siguientes pasos:

1. Obtener el umbral de audición sin enmascaramiento del oído bajo prueba mediante un ensayo de tonos puros y conducción ósea, (en ausencia de mido de enmascaramiento, pero con el auricular colocado), de acuerdo a los procedimientos descritos anteriormente. Obtener el umbral de audición sin enmascaramiento del oído que no está bajo prueba mediante un ensayo de tonos puros y conducción aérea.

2. Presentar como primer tono de prueba en el oído bajo ensayo el umbral obtenido en el paso 1 para dicho oído, y como primer tono de enmascaramiento el obtenido en el paso 1 en el oído que no está bajo ensayo.

3. Incrementar el nivel de ruido hasta que el tono de prueba sea inaudible o hasta que el nivel de ruido exceda al nivel del tono de ensayo en 40 dB.

4. Si el tono es todavía audible cuando el nivel del ruido esté 40 dB por encima del nivel del tono de prueba, se impone que es éste el nivel umbral de audición a esa frecuencia.

5. Si, por el contrario, el tono es enmascarado, se debe incrementar su nivel hasta que se convierta de nuevo en audible.

6. Si el tono ha sido enmascarado y se ha incrementado hasta que fuese de nuevo audible, incrementar el nivel del ruido en 5 dB.

7. Repetir este procedimiento hasta que el tono de prueba permanezca audible con un ruido 40 dB mayor que el nivel del tono de prueba, o hasta que el tono de ensayo permanezca audible aunque el nivel del ruido de enmascaramiento se haya incrementado en más de 10 dB.

50


8. Este nivel de enmascaramiento (el nivel por encima del cual no se requiere un mayor incremento del tono de prueba para que éste sea audible), es el nivel correcto de enmascaramiento.

9. Con este procedimiento se calculan de un modo correcto los umbrales de audición para las diferentes frecuencias de ensayo.

2.15.4.6 Ensayos Audiométricos de Tonos Puros Con Enmascaramiento Ipsilateral.

En este tipo de ensayos se presenta un tono puro más un ruido de baja frecuencia en el oído bajo prueba (oído para el cual se desea calcular el umbral de audición) y silencio en el otro oído.

2.15.4.7 Otros tipos de ensayos Audiométricos.

ABLB (Altérnate Binaural Loudness Balance): En este tipo de audiometrías se genera una clase de señales especiales, que permiten medir el comportamiento del oído de pacientes con pérdidas en un solo oído [MARTIN-00]. La señal tiene las siguientes características:

• 370 ms de señal sinusoidal de la frecuencia seleccionada en el oído izquierdo y silencio en el derecho.

• 130 ms de silencio en los dos oídos.

• 370 ms de señal sinusoidal en el oído derecho y silencio en el izquierdo.

• 130 ms de silencio en los dos oídos.

MLB (Monoaural Loudness Balance).

En estos ensayos audiométricos las señales generadas también son especiales y permiten medir el comportamiento de la pérdida auditiva a una frecuencia concreta. Las señales tienen las siguientes características:

• 370 ms de señal sinusoidal con la frecuencia de referencia en el oído seleccionado.

• 630 ms de silencio en el oído seleccionado.

• 370 ms de señal sinusoidal con otra frecuencia en el oído seleccionado.

• 630 ms de silencio en el oído seleccionado.

En el oído opuesto al seleccionado se aplicará silencio en todo momento.

51

Parte 2 Descripción de las características de un.

52

Parte 3 Prototipo de Sistema Audiométrico Clínico Implementado

3 Prototipo de Sistema Audiométrico Clínico Implementado

3.1 INTRODUCCIÓN.

El objetivo de esta parte es describir todos los elementos hardware y software que conforman el prototipo de sistema audiómetro clínico implementado. Se comenzará describiendo los distintos elementos hardware que componen el sistema, haciendo hincapié en los detalles tecnológicos de cada uno de ellos. Se continuará con la descripción de los distintos elementos software que se proponen como solución para utilizar el hardware realizado.

3.2 ARQUITECTURA HARDWARE DEL AUDIÓMETRO. JUSTIFICACIÓN.

La arquitectura que se propone en esta tesis [RUIZ-00] para la realización del audiómetro tipo I se presenta en la Figura 3-1. Los elementos básicos que forman este prototipo de audiómetro son:

• Una tarjeta de bus PCI, PCIC6600 de Blue Wave Systems (BWS) [PCIC-99], que incluye el procesador de señal de Texas Instruments (TI) de la familia C6000, los circuitos necesarios para realizar el interfaz PCI y zócalos de dispositivos en formatos PMC e I/O module.

• Un módulo PMC Q20DS de BWS [Q20DS-99] capaz de realizar la conversión de 4 canales A/D y D/A en 24 bits.

• Un módulo de acondicionamiento de las señales para la excitación adecuada de los transductores audiométricos fruto de los resultados de la investigación y desarrollo realizados.

El objetivo que se persigue es la implementación de una arquitectura hardware que sea lo suficientemente flexible como para poder albergar todos los recursos

53

Parte 3 Prototipo de sistema audiométrico clínico implemetitado

necesarios de los audiómetros actuales, así como las necesidades futuras de este tipo de equipos. Igualmente, se busca que la solución final sea físicamente implementable, tanto en un sistema basado en PC con bus PCI como en un equipo que se conecte al PC con cualquiera de los buses de comunicación habituales.

DSP A/D D/A

TARJETA PCI

• • •

< ^

Acondicionamiento de Señales

Módulo PMC Vibrador Oseo

PCI BUS

i Pulsador

L ? Micrófono

Figura 3-1: Diagrama de bloques del audiómetro PCI.

Para la implementación del sistema se ha elegido:

• La plataforma C6000 como arquitectura para el procesamiento de señales. Esta familia de procesadores está teniendo un alto índice de profundización en el mercado de desarrollo de sistemas embebidos para aplicaciones de telecomunicación, medicina y control industrial. Las herramientas que el fabricante ha desarrollado permiten reducir notablemente el tiempo de puesta en el mercado del producto, así como garantizar una rápida sustitución del procesador por un modelo más o menos potente.

• La tecnología EXPRESSDSP de TI con DSPBIOS que permite implementar núcleos software con características de tiempo real que son óptimos para aplicaciones embebidas, es decir, sistemas compuestos por hardware y software que se implementan como tarjetas compactas. La potencia del procesador permite que pueda ejecutar los algoritmos de generación de señal de forma continua (esto presenta importantes ventajas frente a la generación clásica por tablas), así como otros algoritmos de control audiométrico sin necesidad de utilizar el procesador del hosí. Esta característica permite reducir enormemente el tamaño final del sistema audiométrico.

• La tecnología PCI y la implementación PMC que permite reducir notablemente el tamaño del sistema final, así como definir productos con un elevado grado de escalabilidad. De esta forma, en una misma tarjeta PCI es posible albergar distintos módulos que cumplen cada uno con una misión distinta.

• La tecnología de bajo ruido aplicada en amplificadores operacionales realimentados en corriente, que permite realizar acondicionadores con las necesidades de gran margen dinámico de las aplicaciones audiométricas.

54

Parte 3 Prototipo de sistema audiométrico clínico implementado

3.3 MODELO SOFTWARE DE UTILIZACIÓN DEL AUDIÓMETRO. JUSTIFICACIÓN.

Los audiómetros comerciales están pensados para ser utilizados como equipos independientes en los que el operador anota manualmente los resultados de los ensayos. Algunos equipo disponen de una interfaz de comunicación para conectar al ordenador personal [FONIX-98]. Ciertos fabricantes disponen de software [WINCHAP-00] que permite al usuario almacenar información relativa a los ensayos realizados a un paciente con objeto de seguir su evolución. El modelo de software que proponemos se representa en la Figura 3-2 y está compuesto por los siguientes elementos:

• Una aplicación cliente-servidor desarrollada en LabVIEW denominada SGA (Sistema de Gestión Audiométrica) que se ejecuta sobre un ordenador que contiene una base de datos con los resultados de los distintos ensayos. Este programa soporta la conexión a través de Internet (mediante DataSocket) de varios programas (clientes) instalados en ordenadores que están dotados de un audiómetro PCI.

• Una base de datos que se ajusta a lo indicado en el RD 1316/1989 y al protocolo de vigilancia sanitaria, que está ubicada en el ordenador que actúa como servidor.

• Un programa cliente desarrollado en LabVIEW que se encarga de controlar el audiómetro y que se denomina AUDIO 1316.

• El programa que se ejecuta en la tarjeta PCIC6600 que se ha desarrollado en C sobre DSPBIOS-II.

SERVIDOR CLIENTE

SGA

BASE DE

DATOS

SGA

-7r

AUDI013I6

PCI BUS AUDIÓMETRO PCI

APLICACIÓN DSPBIOS II

ACONDICIONADOR DE SEÑAL

DSP Q20DS

Figura 3-2: Modelo software.

55


La elección del modelo de software está basada en el hecho de conseguir como prestación fundamental del sistema, el poder disponer de un medio de realización de audiometrías de grandes colectivos, tanto concentrado (una sala con varios ordenadores conectados en red local), como distribuido (distintos equipos conectados en red a través de Internet), que permita por tanto, simplificar la gestión de una cantidad elevada de pacientes. Además de disponer de datos audiométricos de forma remota, mejora las posibilidades de diagnóstico y las consiguientes derivaciones a otorrinolaringólogos. Se ha escogido la utilización de LabVIEW por tratarse de una herramienta multiplaforma (Windows, Mac, Unix, Linux y HPUX), con lenguaje de programación gráfico (Lenguaje G) que mejora la intercambiabilidad del código y el mantenimiento, y con posibilidad de gestionar distintos tipos de hardware específico de adquisición de datos que permitirían en el fiíturo utilizar otro hardware diferente del aquí propuesto sin modificaciones sustanciales. Una solución basada en esta idea se propone en [RUIZ-NOISE-01].

3.4 DESCRIPCIÓN DE LA TARJETA PCI6600

3.4.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES.

La tarjeta PCIC6600 está concebida para desarrollar aplicaciones de tratamiento digital de señal basadas en procesadores de la familia C6000 de Texas Instruments. Esta tarjeta permite albergar uno o dos procesadores TMS320C6201 o TMS320C6701. El rendimiento ideal (por procesador) que se podría obtener del sistema sería de hasta 1600 MIPS utilizando procesadores TMS320C6201 y IGFLOFPS utiUzando el modelo TMS320C6701. Además de lo indicado, las características fundamentales de esta tarjeta son:

• Utilización de interfaz PCI de 32 bits (implementado con un circuito integrado PCI9080 de PLX Technologies) que proporciona los recursos de identificación y configuración exigidos por la norma PCI, así como una rápida transferencia de datos entre el host y los dispositivos ubicados en la placa.

• Zócalo de expansión de dispositivos PCI en formato PMC (PCI Mezzanine Card). En este zócalo se instalan dispositivos específicos de E/S digital y/o analógica y elementos de memoria.

• Zócalo de expansión para albergar módulos de E/S que cumplan la norma de módulos de E/S de Blue Wave Systems.

• Un banco de memoria Flash (para almacenamiento del software de inicialización y arranque del sistema, así como los programas de usuario que se desea que sean no volátiles), un banco de memoria SDRAM para almacenamiento de código y de datos, y dos bancos de memoria SRAM compartida entre los dos procesadores.

3.4.2 CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DEL PROCESADOR TMS320C6701.

El procesador TMS320C6701 al igual que los otros procesadores de la familia C6000 posee una arquitectura basada en la utilización de la tecnología VLIW (Very

56


Long Instruction Word ) que permite la ejecución de 8 instrucciones de 32 bits en un ciclo de reloj. La arquitectura del DSP se puede dividir en tres bloques:

• El núcleo

El TMS320C6701 dispone de dos unidades aritmético lógicas (ALUs) de punto fijo, cuatro ALUs y dos multiplicadores de punto flotante.

• Periféricos

Los procesadores de la familia C6000 disponen de un conjunto de periféricos que se integran en el chip. Estos periféricos son:

o Un puerto denominado HPI (Host Port Interface) que permite el intercambio de información con un host mediante un bus de 16 bits. Este interfaz permite que el host tenga acceso al mapa de memoria del procesador.

o Dos puertos serie denominados McBSPs (Multichanel Buffer Serial Port) que permiten transmisión bidireccional de alta velocidad con distintos tipos de formatos. Además incluye los elementos internos necesarios para almacenar información {buffer).

o Un interfaz denominado EMIF (Extemal Memorie Interface) para la conexión de memorias de diversas tecnologías (FLASH, SDRAM, SRAM, EEPROM, etc).

o Un controlador de DMA de cuatro canales que permite el movimiento de datos entre los distintos elementos periféricos y los elementos de almacenamiento del procesador sin intervención de éste.

o Dos temporizadores.

• Memoria interna.

La familia C6000 integra en sus procesadores distintas arquitecturas de memoria. En el caso del TMS320C6701 se incluyen:

o Un bloque de 64 Kbytes de memoria de datos de 32 bits.

o Un bloque de 64 Kbytes de memoria de programa que también se puede configurar como una memoria caché de 256 bits.

3.4.3 CAPACIDADES DE LA ARQUITECTURA DE LA TARJETA PCI6600.

Las capacidades o funcionalidades que incluye la tarjeta PCI6600 están relacionadas con las características y disposición de los elementos fundamentales que conforman la tarjeta. Estos elementos son el procesador TMS320C6701, el "bridge" PCI9080, los elementos de memoria y los interfaces PMC e I/O port disponibles. La Figura 3-3 muestra la interconexión de todos estos elementos.

57


SDRAM 4—>

FLASH -*—>

SRAM-B

Procesador

BUS PCI LOCAL

Módulo PMC

I/O FORT

t Bus compartido B

Bus compartido A

SRAM-A Compartida

I Brigde

PCI-DSP

T V

I Brigde

PCI-PCI

I

Procesador

*—> Bus local

H Brigde PCI-TBC

BUS PCI HOS T

Figura 3-3: Diagrama de bloques de la tarjeta PCI6600.

De esta forma la tarjeta permite realizar las siguientes operaciones:

• Acceso de cada procesador tanto al bus PCI local, implementado en la propia tarjeta y en el cual se pueden instalar otros dispositivos PCI en formato PMC, y acceso al bus PCI del host donde la placa está instalada.

• Acceso del host, mediante bus PCI, a los recursos visibles por el procesador mediante el interfaz HPI a través del bridge PCI.

• Gestión de la emulación JTAG del procesador mediante un controlador de bus (Test Bus Controller) que permite testear y depurar aplicaciones hardware y software.

• Acceso de cada procesador en su bus EMIF de los siguientes recursos:

o Uno o dos bancos de 4 Mwords de 32 bits de SDRAM para almacenar código y datos.

o Un banco de memoria Flash de 256 Kwords de 32 bits para almacenar código de inicialización y programas de usuario.

o Dos bancos de 256 Kwords de 32 bits (denominados A y B) de memoria SRAM compartida para intercambiar datos entre procesadores y entre estos y otros dispositivos conectados tanto en el bus PCI local como del host.

o El módulo de E/S para conectar dispositivos específicos que cumplan el estándar correspondiente de BWS.

58


• Generación de interrupciones desde/hacia el host PC, el DSP y otros dispositivos (como el módulo PMC y puerto de E/S).

• Cada procesador puede generar interrupciones para el host, el puerto de E/S y el módulo PMC. El host puede generar interrupciones que son atendidas por el módulo PMC o el DSP. Las interrupciones generadas por un módulo PMC pueden ser atendidas por un DSP o el host. Las interrupciones generados por un módulo de I/O pueden ser atendidas por un DSP.

Adicionalmente la placa dispone de los siguientes recursos:

• Un zócalo para alojar un módulo PMC con conectores que dan acceso a las señales estándar del bus PCI de 32 bits.

• Un zócalo para un módulo de E/S con conectores PMC que permiten la comunicación en paralelo y en serie entre los DSP's y el módulo que se aloje. El McBSPO de cada DSP está conectado al zócalo del puerto de E/S para proporcionar comunicación serie entre los DSP's y el interfaz. El McBSPO de cada C6x también está disponible en un conector separado que sólo se puede usar si el puerto de E/S no usa este puerto serie. Los módulos de puerto de E/S permiten conectar diferentes tipos de buses de comunicación a la placa PCIC6600.

3.4.4 SOFTWARE BÁSICO PROPORCIONADO POR BL UE WA VE SYSTEMS PARA LA PCI6600.

El fabricante proporciona el software elemental para inicializar la placa (albergado en la memoria flash) así como los controladores y los drivers para que la placa pueda ser instalada en un host con sistema operativo Windows NT 4.0. Desde el punto de vista del desarrollo de aplicaciones con la tarjeta, el fabricante incluye el soporte para la herramienta Code Composer Studio [CCS-01] deTI, librerías de gestión [PCIC-00] y utilidades para manejar los recursos de la tarjeta. Hay que indicar que las librerías proporcionadas por Blue Wave Systems no están diseñadas para trabajar con el sistema DSPBIOS por lo que ha sido necesario realizar importantes modificaciones con objeto de adaptarla.

3.5 DESCRIPCIÓN DEL MÓDULO PMC Q20DS.

3.5.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES.

El módulo PMC Q20DS incluye todo el hardware necesario para implementar un sistema multicanal de adquisición de datos con interfaz PCI en formato PMC. Los elementos que incluye este módulo son (ver Figura 3-4):

• 4 canales A/D de 24 bits de resolución (delta-sigma) con frecuencia de muestreo de 2 a 48 KHz. Cada canal está dotado de una PIFO con capacidad para 4.096 muestras.

• 4 canales D/A de 24 bits de resolución (delta-sigma) con frecuencia de muestreo de 2 a 48 KHz. Cada canal está dotado de una FIFO con capacidad para 4.096 muestras.

59


• Un interfaz de audio digital (opcional) que consiste en un receptor y transmisor para E/S digital directa (sólo en el módulo con la variante AES-EBU).

• 4 líneas digitales de E/S de propósito general.

• Un elemento de control del módulo que incluye un microprocesador que ejecuta un software para realizar la gestión adecuada entre el módulo y el bus PCI.

CONECTOR DE E/S

JS-¿

INTERFAZ AUDIO

DIGITAL

:z^

Xz.

Z \

3 ^ E/S DIGITAL DISPARO

EXTERNO

KZ.

í—r t t

Filtro paso bajo

— X —

LÓGICA DE CONTROL (KERNEL)

A

V

DAC

CLK FIFO

INTERFAZ PCI

Figura 3-4: Diagrama de bloques del módulo Q20DS.

3.5.2 CONECTORES DEL MÓDULO.

El PMC dispone de los siguientes conectores:

• Los conectores estándar que se usan para conducir señales hacia/desde el bus PCI al PMC.

• Un conector de E/S que soporta las entradas y salidas analógicas, el interfaz digital de audio y las líneas digitales de E/S de propósito general.

• Dos conectores de sincronización, uno para el reloj (E/S) y otro para sincronización entre PMCs en el caso de tener conectados más de un PMC.

3.5.3 ENTRADA ANALÓGICA.

El módulo dispone de 4 canales analógicos de entrada diferencial que se pueden gestionar como conjuntos o pares estéreo. La cadena de conversión A/D está acondicionada por los siguientes elementos:

60

Partes Prototipo de sistema audiométrico clínico implementado

• Un Amplificador de Ganancia Gruesa configurable por software con valores de 1 o 200 que se utiliza para medir una señal de bajo nivel como es la salida del preamplificador de un micrófono.

• Un Amplificador de Ganancia Programable que proporciona ganancias o atenuaciones en un rango que va desde 36,5 dB a -91 dB en saltos de 0,5 dB.

3.5.4 SALIDA ANALÓGICAS.

El módulo dispone de 4 canales de salida analógica que pueden ser manejados como dos pares estéreo. Los convertidores D/A tienen la posibilidad de autocalibrarse en offset así como introducir un filtro para atenuar componentes de alta firecuencia.

3.5.5 LÍNEAS DIGITALES DE E/S DE PROPÓSITO GENERAL.

El módulo dispone de 4 líneas digitales que pueden ser configuradas como entrada o salida.

3.5.6 FUENTES DE INTERRUPCIÓN.

El módulo PMC tiene la posibilidad de generar una interrupción en el bus PCI. Los eventos que provocan interrupción pueden ser configurados en registros específicos de la lógica de control.

3.5.7 FUENTES DE RELOJ.

Se puede elegir entre varios relojes:

• Dos cristales de 12,288 MHz y 11,2896 MHz que pueden ser reemplazados por otros a elección del usuario.

• Un temporizador programable en el procesador del módulo.

• Una fuente extema de reloj mediante el conector.

• Reloj procedente del PLL en el caso de la variante con interfaz digital de audio.

La frecuencia de estos relojes se puede dividir en primera instancia por un factor entre 1 y 255. La sefial de salida de esta división, MCLK, se puede dividir en segunda instancia por 256, 384 o 512 (ver Figura 3-5). El fabricante recomienda no usar varias fiíentes de reloj al mismo tiempo.

osc_i 0SC_2

EXT_CLK

TIMER

RX CLK

SELECTOR DE RELOJ

w

MCLK

r DIVISIÓN ENTRE 1

Y 255 W

2» DIVISIÓN ENTRE 256,

384 o 512 RELOJ

• DE MUESTREO

Figura 3-5: Obtención del reloj de muestreo.

61


3.5.8 LÓGICA DE CONTROL DEL MODULO PMC.

La gestión de todas las operaciones de entrada/salida analógica se realiza utilizando un microprocesador y un conjunto de registros de configuración y estado. La misión de estos registros (denominados por el fabricante Kemel Intemal Registers y PLD Registers) es proporcionar al módulo todos los parámetros y ordenes necesarias para realizar el proceso de adquisición y generación de señales. La misión del microprocesador es ejecutar un programa (denominado Kemel y que se carga en el ciclo de inicialización del módulo) que con ayuda de la información proporcionada en los registros realiza las operaciones que le son demandadas por el host.

Todas las operaciones que soporta este Kemel están accesibles mediante la utilización de un conjunto de registros a los que el host correspondiente, en este caso el DSP, accederá mediante el bus PCL

Nombre

Host Control Register (HCtR)

Host Status Register

(HSR)

Host Command Register

(HCmR)

Host Write Register

(HWR)

Host Read Register

(HRR)

Lectura/Escritura

W

R

RAV

W

R

Dir. PCI BASE+

lOh

14h

18h

ICh-FFFCh

ICh-FFFCh

Tabla 3-1: Registros de comunicación del módulo PMCQ20DS.

Cuando se realiza una escritura en el registro HCmR se desencadena la ejecución de una mtina o función. Como las funciones pueden llevar asociadas parámetros, éstos se introducen en el registro HCtR.

3.5.9 RUTINAS KERNEL.

Las mtinas que el módulo ejecuta se clasifican en tres niveles en función de la utilización que hacen de los distintos registros.

• Rutinas de nivel 1: Son aquellas que se ejecutan cuando se escribe únicamente en el registro HCmR.

• Rutinas de nivel 2: Se necesita escribir un parámetro en el HCtR y después el comando a ejecutar en el HCmR.

62


• Rutinas de nivel 3: Se caracterizan por utilizar el Host Write Register y/o el Host Read Register para pasar o devolver datos. Hay que deshabilitar las interrupciones del host al ejecutar rutinas de nivel 3.

Cada vez que se ejecuta una rutina Kemel es necesario esperar a que el bit O del HCmR se ponga a cero. Las diferentes rutinas que ejecuta el Kemel se muestran en la Tabla 6-1 de la parte de los apéndices, indicándose el nombre que el fabricante les ha asignado.

3.5.10 REGISTROS DEL PMC.

Los registros del módulo PMC están clasificados en tres categorías:

• Kemel Intemal Registers: Registros de control y estado usados por el Kemel. A estos registros se puede acceder usando las mtinas Kemel Write Register, Read Register, Register Bit Set y Register Bit Clear. En la Tabla 6-2 del Apéndice se indica la lista completa de estos registros.

• PLD Registers: Registros de control y estado implementados en un PLD. Estos registros están relacionados con la configuración de las entradas y salidas analógicas y digitales y el interfaz de audio digital. A estos registros se puede acceder usando las mtinas Kemel Write Register, Read Register, Register Bit Set y Register Bit Clear. En la Tabla 6-3 del Apéndice se muestran los registros disponibles en el módulo

• Digital Audio Interface Registers: Para la variante AES (no es el caso).

3.5.11 CONFIGURACIÓN DE GANANCIAS EN LOS CANALES DE ENTRADA.

La señal analógica de entrada es acondicionada a través de dos amplificadores antes de ser convertida a digital. Ambos amplificadores deben ser configurados.

• Amplificador de Ganancia Gmesa.

Este es el primero de los amplificadores, el cual ofi*ece dos posibles ganancias: 1 o 200. La ganancia mayor es útil para señales de bajo nivel de tensión como puede ser la salida de un preamplificador de un micrófono. Hay un amplificador de ganancia graesa para cada par estéreo de canales y mantiene la misma ganancia para cada par. Para configurar las ganancias se usa el Analog Input Configuration Register.

• Amplificador de Ganancia Programable.

Este es el segundo de los amplificadores cuya ganancia puede variar entre -91dB y 36.5dB en saltos de 0.5dB..

3.5.12 E^TERRUPCIONES HACIA EL HOST.

Las interrupciones que llegan a la tarjeta PCIC6600 pueden ser causadas por:

• Un canal analógico de entrada.

63


• Un canal analógico de salida.

• Un canal de entrada de audio digital.

• Un canal de salida de audio digital.

Al recibir una interrupción en el DSP, hay analizar qué canal ha generado la interrupción haciendo uso del contenido del registro AU Channel Interrupt Status. Posteriormente se determina la causa de interrupción de ese canal viendo su registro de estado de interrupción. La lectura del registro AU Channel Interrupt Status desactiva la interrupción.

son:

son:

Las condiciones que provocan una interrupción de un canal de entrada analógico

La FIFO alcanza uno de los dos niveles programados.

Se ha producido una conversión en el ADC.

La señal analógica de entrada ha excedido el nivel de tensión de entrada.

Las condiciones que provocan una interrupción en un canal analógico de salida

• La FIFO alcanza uno de los dos niveles programados.

• Se ha producido una conversión en el DAC.

3.6 MÓDULO DE ACONDICIONAMIENTO.

3.6.1 DIAGRAMA DE BLOQUES

En la Figura 3-6 se muestra una fotografía del prototipo de acondicionador de aplicación audiométrica que se propone como solución.

El diagrama de bloques del acondicionador diseñado se representa en la Figura 3-7 y en él aparecen todos los elementos necesarios para realizar el interfaz con el paciente (pulsador y micrófono para proporcionar instrucciones) y para acondicionar un canal.

3.6.2 CÁLCULOS TEÓRICOS PARA LOS TRANSDUCTORES

Uno de los aspectos más importantes a la hora de implementar un audiómetro son los niveles de tensión que hay que aplicar a los distintos transductores que se conecten al audiómetro. El acondicionador de señal es el elemento central sobre el que recae la calidad de las señales generadas, y para poder diseñarlo adecuadamente hay que calcular estos valores de tensión para los distintos tipos de transductores que se conectan (auriculares supraaurales, intraaurales, circumaurales y vibrador óseo).

3.6.2.1 Cálculos genérico para auriculares.

El nivel de presión sonora (SPL) se expresa en dBspL y se calcula utilizando la ecuación (3-1):

64


Figura 3-6: Acondicionador para transductores audiométricos diseñado.

Atenuador Transductor Pasivo

Canal analógico salida

Q20DS

Atenuador/Amplificador de precisión

PUERTO MCBSPO SERIE ^ C6000

Canal analógico entrada Q20DS <-

ZL

Adaptador de impedancias/Amplifícador

de corriente

INTERFAZ

O

Figura 3-7: Diagrama de bloques del acondicionador.

65


LP(aB3. )=20- log-^ '< ' ' ^> 20-10-^ Pa (3-1)

Los fabricantes de transductores especifican la sensibilidad de éstos a una frecuencia de referencia indicando el nivel de presión obtenido en función de la tensión aplicada como:

^(v) (3-2)

sustituyendo en la ecuación anterior se obtiene:

LP(dBspL)

20-10" ' -10 20 p a S(Pa/v)= 7^ (3-3)

V(V)

La ecuación (3-4) es equivalente a la (3-3) y se ha generalizado para que aparezca la resistencia y potencia nominal del transductor.

LPlKHz(clBspL)

_PeiKHz(Pa)_ 20-10-'-10 2" Pa ^IKHz{Pa/V) y rr — ( 3 - 4 )

Dado que la sensibilidad del transductor varía con la frecuencia y, además, es característico de cada unidad, es necesario introducir un parámetro que caracterice este efecto. En las hojas de características y en el certificado de calibración, si es proporcionado por los fabricantes, se especifica la variación con la frecuencia de la sensibilidad. Si se denomina Aipff) = A/ a la variación de la sensibilidad con la frecuencia, la expresión considerando este parámetro es:

LP(<IBspL ) "'^fídBspL ) ~ ^ P ' KHz(dBsPL )

V — 'P TR .10 20 (V) ~ A/ IKHz(W) ^ l K H z ( n ) ^ ^ n ^"í

Como el nivel de presión sonora se puede expresar a partir del RETSPL y del nivel en dBHXL aplicado se obtiene la expresión completa que relaciona la tensión necesaria para los distintos niveles que se quieren generar en función de las características del transductor. La expresión es:

R E T S P L f ( j B ^ ^ + H T L f , ^ j j ^ i ^ ) Af^^B^p^, - L p , KHZ^BSPL

V = P -R -10 2° ^(V) A/ IKHz(W) ^ lKHz(Q) ^ ^ . „ _ , .

Esta expresión hay que particularizarla para los tres tipos de auriculares que se manejan: supraaurales (DT48A), circumaurales (HDA200) y de inserción (EAR3A). En los próximos puntos se presentan los resultados obtenidos. Se han elegido los auriculares DT48A y no los TDH39 porque los primeros presentan características más restrictivas (impedancia menor) y, por tanto, cualquier diseño adaptado a los DT48A sirve para utilizar TDH39. Además, la respuesta de los EAR3A es idéntica a los TDH tal y como se indica en [EAR3A-95]. Los HDA200 se han elegido por su disponibilidad

66


comercial (mucho mayor que los Koss HV/IA) y los EAR3A por ser los únicos transductores de inserción.

3.6.2.2 Relación Tensión-Presión en los auriculares supraaurales DT48A0.

Las características fundamentales de este transductor se indican en la Tabla 3-2.

3-8.

Parámetro

Impedancia Nominal

Potencia Nominal

SPLref

Valor

5Q

ImW

llOdBSPL

Tabla 3-2: Características básicas del transductor DT48A.

La evolución de la sensibilidad con la frecuencia se ha representado en la Figura

•\9.

16^

14-

12-

S. 10-

E 8-

6

4 -

2n

(

3 f ^ 1

\r • a

^ \ \ A »- d

1 I 1 1

« \

\ \ >

H »-

) 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 80

Hz

00

Figura 3-8: Variación de la Sensibilidad con la frecuencia en el Auricular Supraaural DT48A de Beyerdynamic.

La ecuación (3-6) se puede particularizar obteniéndose la (3-7). Dando los valores a la ecuación se obtienen los rangos de variación de la tensión que se deben aplicar. Estos se indican en la Tabla 3-3 y en la Tabla 3-4 :

^ Las celdas vacías indican valores que no se han calculado debido a la imposibilidad práctica de implementarlos. Las celdas en gris indican los limites marcados por la normativa.

67

Partes Prototipo de sistema audiométrico clinico implementado

RETSPLf ,^^^^,+HTLf , ^ ^ ^ , - A , , ^^^^ , - l i o dBsp,

V(v)=V5-10-^ -10 20 V (3-7)

Frecuencia(Hz)

RETSPLf(dBsPL)

Af(dBsPL)

Vo[HTL=-10] (|aV)

Vo[HTL=-5] (^V)

Vo[HTL=0] (nV)

Vo[HTL=5] (¡lY)

Vo[HTL=10] (i^V)

Vo[HTL=15] (|iV)

Vo[HTL=20] (iiY)

Vo[HTL=25] (^iV)

Vo[HTL=30] (¡lY)

Vo[HTL=35] (nY)

Vo[HTL=40] ([tV)

Vo[HTL=45] (nY)

Vo[HTL=50] (mV)

Vo[HTL=55] (mV)

Vo[HTL=60] (mV)

Vo[HTL=65] (mV)

Vo[HTL=70] (mV)

Vo[HTL=75] (mV)

Vo[HTL=80] (mV)

Vo[HTL=85] (mV)

Vo[HTL=90] (mV)

Vo[HTL=95] (mV)

Vo[HTL=100] (mV)

125

45

3,5

8,40

14,94

26,57

47,25

84,03

149,44

265,75

472,59

840,39

1494,46

2657,57

4725,90

8,40

14,9446

26,5757

47,2591

84,0398

149,4462

265,7572

472,5905

840,3980

1494,4624

2657,5718

250

27

3

1,12

1,99

3,54

6,30

11,20

19,92

35,43

63,02

112,06

199,28

354,39

630,20

1,1207

1,9929

3,5439

6,3021

11,2069

19,9290

35,4393

63,0210

112,0689

199,2898

354,3929

500

13,5

2

0,26

0,47

0,84

1,49

2,65

4,72

8,40

14,94

26,57

47,25

84,03

149,44

0,2658

0,4726

0,8404

1,4945

2,6576

4,7259

8,4040

14,9446

26,5757

47,2591

84,0398

750

9

1,5

0,16

0,29

0,53

0,94

1,67

2,98

5,30

9,42

16,76

29,81

53,02

94,29

0,1677

0,2982

0,5303

0,9429

1,6768

2,9818

5,3026

9,4294

16,7681

29,8184

53,0255

1.000

7,5

0

0,16

0,29

0,53

0,94

1,67

2,98

5,30

9,42

16,76

29,81

53,02

94,29

0,1677

0,2982

0,5303

0,9429

1,6768

2,9818

5,3026

9,4294

16,7681

29,8184

53,0255

68


Frecuencia(Hz)

Vo[HTL=105] (mV)

Vo[HTL=110](mV)

Vo[HTL=115](V)

Vo[HTL=120] (V)

Vo[HTL=125] (V)

Vo[HTL=130] (V)

Vo[HTL=135] (V)

125 250

630,2096

1120,6887

1,9929

500

149,4462

265,7572

0,4726

0,8404

1,4945

2,6576

750

94,2942

167,6814

0,2982

0,5303

0,9429

1,6768

1.000

94,2942

167,6814

0,2982

0,5303

0,9429

1,6768

Tabla 3-3: Niveles para el transductor DT48A0 de 125 Hz a 1.000 Hz.

Frecuencia (Hz)

RETSPLf(dBsPL)

Af(dBsPL)

Vo[HTL=-10] ([lY)

Vo[HTL=-5] (nV)

Vo[HTL=0] ( iV)

Vo[HTL=5] (^V)

Vo[HTL=10] (nV)

Vo[HTL=15] (i iV)

Vo[HTL=20] (^V)

Vo[HTL=25] ( iV)

Vo[HTL=30] (^V)

Vo[HTL=35] (^V)

Vo[HTL=40] (nV)

Vo[HTL=45] ()aV)

Vo[HTL=50] (mV)

Vo[HTL=55] (mV)

Vo[HTL=60] (mV)

Vo[HTL=65] (mV)

1.500

7,5

0

0,16

0,29

0,53

0,94

1,67

2,98

5,30

9,42

16,76

29,81

53,02

94,29

0,1677

0,2982

0,5303

0,9429

2.000

9

2

0,15

0,28

0,50

0,89

1,58

2,81

5,00

8,90

15,83

28,15

50,05

89,01

0,1583

0,2815

0,5006

0,8902

3.000

11,5

-4

0,42

0,74

1,33

2,36

4,21

7,49

13,31

23,68

42,11

74,90

133,19

236,85

0,4212

0,7490

1,3319

2,3686

4.000

12

-8

0,70

1,25

2,23

3,97

7,07

12,57

22,36

39,76

70,71

125,74

223,60

397,63

0,7071

1,2574

2,2361

3,9764

6.000

16

-12

1,77

3,15

5,61

9,98

17,76

31,58

56,16

99,88

177,61

315,85

561,67

998,81

1,7762

3,1585

5,6167

9,9881

8.000

15,5

-10

1,33

2,36

4,21

7,49

13,31

23,68

42,11

74,90

133,19

236,85

421,19

749,00

1,3319

2,3686

4,2120

7,4901

69


Frecuencia (Hz)

Vo[HTL=70] (mV)

Vo[HTL=75] (mV)

Vo[HTL=80] (mV)

Vo[HTL=85] (mV)

Vo[HTL=90] (mV)

Vo[HTL=95] (mV)

Vo[HTL=100] (mV)

Vo[HTL=105] (mV)

Vo[HTL=110](mV)

Vo[HTL=115](mV)

Vo[HTL=120] (mV)

Vo[HTL=125] (mV)

Vo[HTL=130] (mV)

Vo[HTL=135] (mV)

1.500

1,6768

2,9818

5,3026

9,4294

16,7681

29,8184

53,0255

94,2942

167,6814

298,2

530,3

942,9

1676,8

2.000

1,5830

2,8150

5,0059

8,9019

15,8301

28,1504

50,0593

89,0195

158,3015

281,5

500,6

890,2

1583,0

3.000

4,2120

7,4901

13,3194

23,6856

42,1197

74,9005

133,1941

236,8563

421,1967

749,0

1331,9

2368,6

4.000

7,0711

12,5743

22,3607

39,7635

70,7107

125,7433

223,6068

397,6354

707,1068

1257,4

2236,1

6.000

17,7617

31,5853

56,1675

99,8815

177,6172

315,8530

561,6749

998,8149

1776,1719

8.000

13,3194

23,6856

42,1197

74,9005

133,1941

236,8563

421,1967

749,0055

1331,9410

2368,5633

Tabla 3-4: Niveles para el transductor DT48AO de 1.500 Hz a 8.000 Hz.

3.6.2.3 Tensiones que han de aplicarse a los auriculares circumaurales HDA200

Las características fundamentales de este transductor se indican en la Tabla 3-5.

Parámetro

Impedancia Nominal

Potencia Nominal

SPLref

Valor

40Q

ImW

llOdBsPL

Tabla 3-5: Características básicas del transductor HDA200.

70


Figura 3-9: Evolución de la sensibilidad del HDA200 en función de la frecuencia.

Los resultados que se obtienen al aplicar la ecuación (3-6) se indican en la Tabla 3-6 y la Tabla 3-7.

Frecuencia (Hz)

RETSPLf(dBsPL)

Af(dBsPL)

Vo[HTL=-10] (tiV)

Vo[HTL=-5] (^V)

Vo[HTL=0] iiiY)

Vo[HTL=5] (nV)

Vo[HTL=10] (tiV)

Vo[HTL=15] (^V)

Vo[HTL=20] (^V)

Vo[HTL=25] (iiY)

Vo[HTL=30] (mV)

Vo[HTL=35] (mV)

Vo[HTL=40] (mV)

Vo[HTL=45] (mV)

Vo[HTL=50] (mV)

125

29,5

4

11,19

19,90

35,39

62,94

111,93

199,05

353,97

629,46

1,1194

1,9905

3,5397

6,2946

11,1936

250

18

4,5

2,81

5,00

8,89

15,81

28,11

50,00

88,91

158,11

0,2812

0,5000

0,8891

1,5811

2,8117

500

9,5

3,5

1,18

2,10

3,74

6,66

11,85

21,08

37,49

66,67

0,1186

0,2108

0,3749

0,6668

1,1857

750

6,5

2,5

0,94

1,67

2,97

5,29

9,41

16,74

29,78

52,96

0,0942

0,1675

0,2978

0,5296

0,9418

1.000

6,5

0

1,25

2,23

3,97

7,06

12,55

22,33

39,71

70,62

0,1256

0,2233

0,3972

0,7063

1,2559

71


Frecuencia (Hz)

Vo[HTL=55] (mV)

Vo[HTL=60] (mV)

Vo[HTL=65] (mV)

Vo[HTL=70] (mV)

Vo[HTL=75] (mV)

Vo[HTL=80] (mV)

Vo[HTL=85] (mV)

Vo[HTL=90] (mV)

Vo[HTL=95] (mV)

Vo[HTL=100] (mV)

Vo[HTL=105] (mV)

Vo[HTL=110](mV)

Vo[HTL=115](mV)

Vo[HTL=120] (mV)

125

19,9054

35,3973

62,9463

111,9361

199,0536

353,9729

629,4627

1119,3606

1990,5359

250'

5,0000

8,8914

15,8114

28,1171

50,0000

88,9140

158,1139

281,1707

500,0000

889,1397

1581,1388

500

2,1085

3,7495

6,6676

11,8569

21,0848

37,4947

66,6761

118,5687

210,8483

374,9471

666,7607

1185,6869

2108,4825

750

1,6748

2,9783

5,2963

9,4182

16,7483

29,7831

52,9627

94,1825

167,4827

297,8311

529,6269

941,8245

1674,8272

1.000

2,2334

3,9716

7,0627

12,5594

22,3342

39,7164

70,6269

125,5943

223,3418

397,1641

706,2688

1255,9432

2233,4180

Tabla 3-6: Resultados para el transductor HDA200 para 125 Hz a 1.000 Hz.

Frecuencia (Hz)

RETSPLf(dBsPL)

Af(dBsPL)

Vo[HTL=-10] (^V)

Vo[HTL=-5] (tiV)

Vo[HTL=0] (^V)

Vo[HTL=5] ([iV)

Vo[HTL=10] ( iV)

Vo[HTL=15] ()iV)

Vo[HTL=20] (^V)

Vo[HTL=25] (fiV)

Vo[HTL=30] (mV)

1.500

5,5

-2

1,40

2,50

4,45

7,92

14,09

25,05

44,56

79,24

0,1409

2.000

3

-4,5

1,40

2,50

4,45

7,92

14,09

25,05

44,56

79,24

0,1409

3.000

3

-4,5

1,40

2,50

4,45

7,92

14,09

25,05

44,56

79,24

0,1409

4.000

8,5

-4,5

2,65

4,72

8,39

14,92

26,54

47,20

83,94

149,26

0,2654

6.000

9,5

-1

1,99

3,53

6,29

11,19

19,90

35,39

62,94

111,93

0,1991

8.000

16

-3

5,29

9,41

16,74

29,78

52,96

94,18

167,48

297,83

0,5296

72


Frecuencia (Hz)

Vo[HTL=35] (mV)

Vo[HTL=40] (mV)

Vo[HTL=45] (mV)

Vo[HTL=50] (mV)

Vo[HTL=55] (mV)

Vo[HTL=60] (mV)

Vo[HTL=65] (mV)

Vo[HTL-70] (mV)

Vo[HTL=75] (mV)

Vo[HTL=80] (mV)

Vo[HTL=85] (mV)

Vo[HTL=90] (mV)

Vo[HTL=95] (mV)

Vo[HTL=100] (mV)

Vo[HTL=105] (mV)

Vo[HTL=110](mV)

Vo[HTL-115](mV)

Vo[HTL=120] (mV)

1.500

0,2506

0,4456

0,7924

1,4092

2,5059

4,4563

7,9245

14,0919

25,0594

44,5625

79,2447

140,9191

250,5936

445,6255

792,4466

1409,1915

2505,9362

2.000

0,2506

0,4456

0,7924

1,4092

2,5059

4,4563

7,9245

14,0919

25,0594

44,5625

79,2447

140,9191

250,5936

445,6255

792,4466

1409,1915

2505,9362

3.000

0,2506

0,4456

0,7924

1,4092

2,5059

4,4563

7,9245

14,0919

25,0594

44,5625

79,2447

140,9191

250,5936

445,6255

792,4466

1409,1915

2505,9362

4.000

0,4720

0,8394

1,4927

2,6544

4,7203

8,3940

14,9269

26,5442

47,2030

83,9402

149,2691

265,4422

472,0304

839,4020

1492,6913

2654,4222

6.000

0,3540

0,6295

1,1194

1,9905

3,5397

6,2946

11,1936

19,9054

35,3973

62,9463

111,9361

199,0536

353,9729

629,4627

1119,3606

8.000

0,9418

1,6748

2,9783

5,2963

9,4182

16,7483

29,7831

52,9627

94,1825

167,4827

297,8311

529,6269

941,8245

1674,8272

Tabla 3-7: Resultados para el transductor HDA200 de 1.500 Hz a 8.000 Hz.

3.6.2.4 Relación Tensión-Presión en los auriculares intraaurales EAR3A.

De idéntica forma a como se hizo para los auriculares supraaurales se puede obtener la ecuación que relaciona nivel de presión sonora con el voltaje aplicado:

(V) ~ iJ"lKHz{lV) ' ^ 1 KHz(n) •10 20 (3-8)

que se puede expresar del siguiente modo:

V =V -10 '^^^''hj.BspL)^"^f(dBHrL)-\'ISsPL)~^''''""("'SPL )

20 (3-9)

En el caso de los auriculares intra-aurales EARTONE 3A se dispone de modelos de 10 Q, 50 Q y 300 Q fabricados por Etymotic Research, tal y como se especifica en

73


las hojas de características ofrecidas por el fabricante, cuando la tensión aplicada a los auriculares es de 0.2 v, y teniendo en cuenta que la impedancia de los mismos es de 50 Q, se obtiene una respuesta en nivel de presión sonora de 102.5 dB. Según el fabricante, esta respuesta es plana en frecuencia. Por tanto, sustituyendo valores en la expresión anterior, se obtiene que:

F(^)=0.2V-10 20 (3-10)

Tal y como de puede apreciar el resultado obtenido representa la tensión (en voltios) necesaria a la entrada de los auriculares intra-aurales para producir el nivel de presión sonora (en dEnrO correspondiente en dichos auriculares.

De igual forma, puede calcularse la sensibilidad que tienen los auriculares intraaurales obteniéndose:

Sensibilidad 20-10-"-10 6 1 A 20 Pa 20-10-''-10

^PíKHz(dBsp¿)

6 1A 20 Pa lKHz(Pii/V)

V ^ R, \KHz(W) ^^\KHz(n) F, \KHz(V)

(3-11)

Sensibilidad lKHz(Pa/V)

103'5 dBspL

20-10-^-10 Q Pa

0'49V 6,107 Pa/V

(3-12)

La evolución de la sensibilidad en función de la frecuencia se representa en la Figura 3-10.

'^PCi _^ _ _ _ _

o^^

9nn -

^ ^^T^ ^ lOU E

inn -

^ -

0

Iv >

,

V A

1 i

1 r-"M

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 80

Hz

i

00

Figura 3-10: Evolución de la sensibilidad del EAR3A en función de la frecuencia.

74


Los resultados de los niveles de tensión que se debn aplicar que se obtienen se muestran en la Tabla 3-8 y la tabla Tabla 3-9.

Frecuencia (Hz)

RETSPLf(dBsPL)

Af(dBsPL)

Vo[HTL=-10] (^V)

Vo[HTL=-5] (^V)

Vo[HTL=0] (^V)

Vo[HTL=5] (|iV)

Vo[HTL=10] (nV)

Vo[HTL=15] (nV)

Vo[HTL=20] ()LiV)

Vo[HTL=25] (i^V)

Vo[HTL=30] (^V)

Vo[HTL=35] (^iV)

Vo[HTL=40] (mV)

Vo[HTL=45] (mV)

Vo[HTL=50] (mV)

Vo[HTL=55] (mV)

Vo[HTL=60] (mV)

Vo[HTL=65] (mV)

Vo[HTL=70] (mV)

Vo[HTL=75] (mV)

Vo[HTL=80] (mV)

Vo[HTL=85] (mV)

Vo[HTL=90] (mV)

Vo[HTL=95] (mV)

Vo[HTL=100] (mV)

Vo[HTL-105] (mV)

125

26

2

7,51

13,36

23,77

42,26

75,16

133,66

237,70

422,69

751,67

1336,68

2,3770

4,2269

7,5167

13,3668

23,7700

42,2697

75,1674

133,6687

237,7004

422,6978

751,6748

1336,6878

2377,0044

250

14

0,5

2,24

3,99

7,09

12,61

22,44

39,90

70,96

126,19

224,40

399,05

0,7096

1,2619

2,2440

3,9905

7,0962

12,6191

22,4404

39,9052

70,9627

126,1915

224,4037

399,0525

709,6268

1261,9147

500

5,5

-0,1

0,90

1,60

2,85

5,08

9,03

16,0705

28,5779

50,8195

90,37

160,7052

0,2857

0,5081

0,9031

1,6070

2,8577

5,0819

9,0371

16,0705

28,5779

50,8195

90,3712

160,7052

285,7788

508,1945

750

2

0,1

0,59

1,04

1,86

3,31

5,90

10,49

18,66

33,19

59,02

104,9615

0,1866

0,3319

0,5902

1,0496

1,8665

3,3191

5,9024

10,4961

18,6651

33,1917

59,0242

104,9615

186,6509

331,9174

1.000

0

1,5

0,39

0,70

1,26

2,24

3,99

7,09

12,61

22,44

39,90

70,96

0,1261

0,2244

0,3990

0,7096

1,2619

2,2440

3,9905

7,0963

12,6191

22,4404

39,9052

70,9627

126,1915

224,4037

75


Frecuencia (Hz)

Vo[HTL=110](mV)

Vo[HTL=115](mV)

Vo[HTL=120] (mV)

Vo[HTL=125] (mV)

Vo[HTL=130] (mV)

125 250

2244,0369

500

903,7119

1607,0522

750

590,2418

1049,6149

1866,5086

1.000

399,0525

399,0525

1261,9147

2244,0369

Tabla 3-8: Niveles de tensión a aplicar al EAR3A en función de 125 Hz a 1.000 Hz.

Frecuencia (Hz)

RETSPL (dBsPL)

Af(dBsPL)

Vo[HTL=-10] (^V)

Vo[HTL=-5] (^V)

Vo[HTL=0] (i^V)

Vo[HTL=5] ([iV)

Vo[HTL=10] (^V)

Vo[HTL=15] (|iV)

Vo[HTL=20] (^V)

Vo[HTL=25] (fiV)

Vo[HTL=30] (^V)

Vo[HTL=35] ( iV)

Vo[HTL=40] (mV)

Vo[HTL=45] (mV)

Vo[HTL=50] (mV)

Vo[HTL=55] (mV)

Vo[HTL=60] (mV)

Vo[HTL=65] (mV)

Vo[HTL=70] (mV)

Vo[HTL=75] (mV)

1.500

2

2

0,47

0,84

1,49

2,66

4,74

8,43

14,99

26,67

47,42

84,33

0,1499

0,2667

0,4742

0,8433

1,4997

2,6670

4,7427

8,4339

2.000

3

2

0,53

0,94

1,68

2,99

5,32

9,46

16,82

29,92

53,21

94,63

0,1682

0,2992

0,5321

0,9463

1,6827

2,9924

5,3215

9,4630

3.000

3,5

2,5

0,53

0,94

1,68

2,99

5,32

9,46

16,82

29,92

53,21

94,63

0,1682

0,2992

0,5321

0,9463

1,6827

2,9924

5,3215

9,4630

4.000

5,5

2,6

0,66

1,17

2,09

3,72

6,62

11,77

20,94

37,24

66,22

117,76

0,2094

0,3724

0,6622

1,1776

2,0942

3,7241

6,6226

11,7769

6.000

2

-17,5

4,47

7,96

14,15

25,17

44,77

79,62

141,58

251,78

447,74

796,21

1,4158

2,5178

4,4774

7,9621

14,1589

25,1785

44,7744

79,6214

8.000

0

-26,5

10,02

17,82

31,69

56,36

100,23

178,25

316,97

563,67

1002,37

1782,50

3,1697

5,6367

10,0237

17,8250

31,6978

56,3676

100,2374

178,2502

76

Partes Prototipo de sistema audiométrico clínico in iplementado

Frecuencia (Hz)

Vo[HTL=80] (mV)

Vo[HTL=85] (mV)

Vo[HTL=90] (mV)

Vo[HTL=95] (mV)

Vo[HTL=100] (mV)

Vo[HTL=105] (mV)

Vo[HTL=110](mV)

Vo[HTL=115](mV)

Vo[HTL=120] (mV)

Vo[HTL=125] (mV)

1.500

14,9979

26,6704

47,4275

84,3393

149,98

266,70

474,27

843,39

1499,78

2667,04

2.000

16,8279

29,9247

53,2145

94,6303

168,28

299,28

532,14

946,30

1682,7903

3.000

16,8279

29,9247

53,2145

94,6303

168,28

299,25

532,14

946,30

1682,7903

4.000

20,9426

37,2417

66,2262

117,7687

209,43

372,42

662,26

1177,69

2094,2571

6.000

141,5892

251,7851

447,7442

796,2143

1415,90

2517,85

8.000

316,9786

563,6766

1002,3745

1782,5019

Tabla 3-9: Niveles de tensión a aplicar al EAR3A de 1.500 Hz a 8.000 Hz.

3.6.2.5 Conclusiones acerca de la sensibilidad de los transductores.

La Figura 3-11 compara la sensibilidad de los distintos transductores en función de la frecuencia. La conclusión más notable es la baja sensibilidad del auricular DT48 que obliga a generar señales de muy bajo nivel eléctrico para poder entregar los -10 dBnTL, imponiendo, por tanto, restricciones notables en el ruido eléctrico del sistema. Comercialmente los fabricantes incluyen transductores, como el TDH-39 de Telephonics, con impedancias nominales de lOOQ que presentan sensibilidades mayores.

3.6.2.6 Tensiones que han de aplicarse al Vibrador Óseo

En este apartado, se procede, de un modo muy similar a como se hizo para el caso de los auriculares, a obtener la expresión que relaciona la fuerza suministrada por el vibrador óseo con la tensión aplicada en su entrada, para a partir de ella, calcular los niveles de tensión que han de aplicarse al vibrador. La expresión utilizada para calcular el nivel de fuerza producida, tiene la siguiente forma genérica:

i / = 20-log (3-13)

Fref

Donde:

Lf = Nivel de fuerza

77


re

CVI ^~' ZOU i

onn ¿\A¡

I^VI lOU ¿

100--

5 0 -

i

1

I t * 4 I

i A r

•

•

•

/ ' I /

- H

k ^

»

^ s. - ^ k

r^ !

i 1

í

[

'

í

1 1

i 1

^ f

%

1 1 1 1

¡ 1

•; ! i

! 1 ! ) i

'

•i\

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

- • -DT48

Hz

•HDA200 •EAR3A

Figura 3-11: Comparativa de la sensibilidad de los transductores.

F = Fuerza medida

Fref = Fuerza de referencia

Utilizando como fuerza de referencia 1 iN, el nivel de fuerza estará expresado en dB respecto a 1 [xN (dB^N), y por tanto, la ecuación anterior queda como sigue:

Lf,,,^, =20.log, E (N) (3-14)

IQ-^N

A partir de esta expresión se puede calcular la sensibilidad del vibrador óseo

como:

IQ- ' - lO 20 N 'B1\{NIV) V,

(3-15)

(n

78


La evolución con la frecuencia de la sensibilidad se representa en la Figura 3-12.

fi ñCi

5.00 -

4.00 -

1 3.00 -

2.00 -

1.00 -

c

• \ \ \ \ V \'

P / /

^ S ---, j /f

) 1000 2000 3000 4000 5000

Hz

Figura 3-12: Sensibilidad del transductor con la frecuencia.

En este caso, va a ser utilizado el vibrador óseo modelo B-71 fabricado por Radioear, del cual, se ofrece en los datos aportados por el fabricante acerca de sus características técnicas una gráfica que representa el nivel de fuerza que ejerce el vibrador óseo en función de la frecuencia, cuando le es aplicada una señal en la entrada de 100 mV (Lfioomv)- Su impedancia de entrada (Rj) es también variable con la frecuencia, y dicha variación queda representada en su correspondiente gráfica, que se encuentra en las hojas de características técnicas aportadas por el fabricante aunque en este caso no afecta a las expresiones, dado que la variación de este parámetro esta afectada en el nivel de fuerza obtenido. Particularízando para el caso en estudio, al introducir en la entrada del vibrador óseo una señal de 100 mV, se obtiene para cada frecuencia en estudio:

'B71(N/V) =k.y Vv

•10 -9/2 mmV(dBfin)

10 20 N/V (3-16)

Ahora se está en disposición de calcular la tensión que ha de aplicarse a la entrada del vibrador óseo para obtener un determinado nivel de fuerza. Manipulando la formula 3-16 se obtiene:

79


^(n=V%)-i^ 20 y

(3-17)

El nivel de fuerza se puede descomponer en:

y así obtener la expresión:

RETFLM ..•.+ÍÍTL, •í.dBfM)-^n"'(.'IBHTL) 'V\ÍX¡mV^dBf¡fi)~^^

' '<0=,,l^/,o,-"' 20 V

(3-18)

No obstante, ha de tenerse en cuenta que el fabricante del vibrador óseo ofrece los datos relativos al nivel de presión dBoma, mientras que la norma ANSÍ S3.6-1996 utiliza como unidad dB^N, siendo necesario realizar la conversión correspondiente. La expresión que se obtiene es:

RETFL, UBf^) +HTL, V^HTL )~V\(Xlii - 5 0

^(n=VV)-10 20

(3-19)

Particularizando con todos los datos indicados en la norma y en la hoja de características del dispositivo se obtienen las tablas de resultados 3-10y3-ll . Hay

Frecuencia (Hz)

Rf(W)

LflmW (dBoina)

RETFL (dB iN)

Vo[HTL=-10] ([iV)

Vo[HTL=-5] (^V)

Vo[HTL=0] ([iV)

Vo[HTL=5] ( iV)

Vo[HTL=10] (mV)

Vo[HTL=15] (mV)

Vo[HTL=20] (mV)

Vo[HTL=25] (mV)

Vo[HTL=30] (mV)

250

5

73,5

67

1496.2357

2660.7251

473 L5126

8413.9514

14.9624

26.6073

47.3151

84.1395

149.6236

500

8,5

82

58

199.5262

354.8134

630.9573

1122.0185

1.9953

3.5481

6.3096

11.2202

19.9526

750

9

76,5

48,5

125.8925

223.8721

398.1072

707.9458

1.2589

2.2387

3.9811

7.0795

12.5893

1.000

10,2

75

42,5

74.9894

133.3521

237.1374

421.6965

0.7499

1.3335

2.3714

4.2170

7.4989

1.500

16,25

76,2

36,5

32.7341

58.2103

103.5142

184.0772

0.3273

0.5821

1.0351

1.8408

3.2734

80


Frecuencia (Hz)

Vo[HTL=35] (mV)

Vo[HTL=40] (mV)

Vo[HTL=45] (mV)

Vo[HTL=50] (mV)

Vo[HTL=55] (mV)

Vo[HTL=60] (mV)

Vo[HTL=65] (mV)

Vo[HTL=70] (mV)

Vo[HTL=75] (mV)

Vo[HTL=80] (mV)

Vo[HTL=85] (mV)

Vo[HTL=90] (mV)

250

266.0725

473.1513

841.3951

1496.2357

2660.7251

500

35.4813

63.0957

112.2018

199.5262

354.8134

630.9573

1122.0185

1995.2623

750

22.3872

39.8107

70.7946

125.8925

223.8721

398.1072

707.9458

1258.9254

2238.7211

1.000

13.3352

23.7137

42.1697

74.9894

133.3521

237.1374

421.6965

749.8942

1333.5214

2371.3737

1.500

5.8210

10.3514

18.4077

32.7341

58.2103

103.5142

184.0772

327.3407

582.1032

1035.1422

1840.7720

Tabla 3-10: Tensiones que se deben aplicar en el vibrador en el rango de frecuencias de 250 Hz a 1.500Hz.

Frecuencia (Hz)

Rf(W)

LflmW (dBoina)

RETFL (dB^N))

Vo[HTL=-10] ( iV)

Vo[HTL=-5] (^V)

Vo[HTL=0] ([iV)

Vo[HTL=5] ( iV)

Vo[HTL=10] (mV)

Vo[HTL=15] (mV)

Vo[HTL=20] (mV)

Vo[HTL=25] (mV)

Vo[HTL=30] (mV)

Vo[HTL=35] (mV)

2.000

17,75

68

31

44.6684

79.4328

141.2538

251.1886

0.4467

0.7943

1.4125

2.5119

4.4668

7.9433

3.000

25

65

30

56.2341

100.0000

177.8279

316.2278

0.5623

1.0000

1.7783

3.1623

5.6234

10.0000

4.000

26

68

35,5

74.9894

133.3521

237.1374

421.6965

0.7499

1.3335

2.3714

4.2170

7.4989

13.3352

6.000

30

68

40

125.8925

223.8721

398.1072

707.9458

1.2589

2.2387

3.9811

7.0795

12.5893

22.3872

81


Frecuencia (Hz)

Vo[HTL=40] (mV)

Vo[HTL=45] (mV)

Vo[HTL=50] (mV)

Vo[HTL=55] (mV)

Vo[HTL=60] (mV)

Vo[HTL=65] (mV)

Vo[HTL=70] (mV)

Vo[HTL=75] (mV)

Vo[HTL=80] (mV)

Vo[HTL=85] (mV)

Vo[HTL=90] (mV)

2.000

14.1254

25.1189

44.6684

79.4328

141.2538

251.1886

446.6836

794.3282

1412.5375

3.000

17.7828

31.6228

56.2341

100.0000

177.8279

316.2278

562.3413

1000.0000

4.000

23.7137

42.1697

74.9894

133.3521

237.1374

421.6965

749.8942

1333.5214

6.000

39.8107

70.7946

125.8925

223.8721

398.1072

707.9458

1258.9254

Tabla 3-11: Tensiones que se deben aplicar en el vibrador óseo para el rango de frecuencias 2 KHz a 6 KHz.

3.6.3 SOLUCIÓN PROPUESTA. JUSTIFICACIÓN.

El atenuador-amplifícador está implementado con el CS3330 de Cirrus-Logic. Es un atenuador/amplifícador de dos canales que proporciona una ganancia que varía desde 31,5 dB a -91,5 dB con capacidad de atenuación total mediante la activación de la señal MUTE. El montaje utilizado se indica en la Figura 3-13.

+5V DIG

Disable Data In

Serial Data Cik

Enable Ou

InUfl

InRightl > -

O 1-

Cl

O.luF

1

/es SDATAI

>SCLK /MUTE

16

12

C2 O.luF

\7 ZCEÑ VÜ+ vAT

U6

AINL

SDATAO

AOUTL

AINR DGND ^QfjQ^ AOUTR

AGNDL

10 15 CS3310-KS

13

14

^ \7 K^

+5V

—O

C3 O.luF

K^

C4 O.luF

Serial Data Out

Signal Left

H > Signal Right

Figura 3-13: Atenuador/amplifícador CS3330.

82


Los requisitos, en cuanto a niveles de ruido y distorsión armónica se refiere, son muy exigentes en aplicaciones de audiometría. Por un lado es necesario generar niveles de señal eléctrica muy pequeños para ajustarse a los -10 dBHXL exigidos, que obliga a tener unos niveles de ruido electrónico de fondo muy pequeño; por otro lado hay que generar niveles de señal muy grandes que provocan una elevada distorsión al trabajar con impedancias reducidas. El acondicionador diseñado pretende ser muy versátil, con posibilidad para conectar cualquiera de los transductores sin más que aplicar los factores de conversión necesarios. Después de numerosos ensayos con distintas alternativas, basadas en amplificadores operacionales clásicos (montajes tipo booster y similar), e intentando mantener el coste lo más reducido posible, se pensó en aplicar amplificadores operacionales realimentados en corriente que presentan una relación adecuada entre el nivel de corriente máximo que entregan y el nivel de ruido, proponiéndose, como una solución muy adecuada, la mostrada en la Figura 3-14, que se basa en utilizar un amplificador de Linear Technologies. La Tabla 3-12 indica el efecto que presenta la modificación de los distintos elementos en el comportamiento del circuito.

+12 p

Rf=lKD

Rg=47KQ

-12 f•

10 nF

Cb=10 nF

, LT1210/CR

-Ca=220 uF

RL

Transductor

Figura 3-14: Amplificador del acondicionador.

Componente

Ca,

Cb

Rf

Inconveniente de REDUCIR excesivamente su valor

Aumenta la distorsión en la tensión de salida.

La respuesta en frecuencia deja de ser plana para el rango en que se utiliza el sistema, acentuándose el rizado del filtro.

Por debajo de aproximadamente unos 500 Q (depende del valor de los demás componentes) el circuito comienza a oscilar.

Inconveniente de INCREMENTAR

excesivamente su valor

Problemas de dimensión.

Problemas de dimensión.

Vca disminuye llegando a tomar valores negativos, y aumenta el ruido en la salida.

83


Componente

Rg

RL

Inconveniente de REDUCIR excesivamente su valor

Se pierde margen dinámico, al aumentar la distorsión en la tensión de salida.

Se pierde margen dinámico y aumenta la distorsión.

Inconveniente de INCREMENTAR

excesivamente su valor

Vca disminuye llegando a tomar valores negativos, y aumenta el ruido en la salida.

-

Tabla 3-12: Efecto de cada uno de los componente sobre el amplificador.

En el LT1210/CR existe la posibilidad de actuar sobre todas las fuentes de corriente internas para reducir la cantidad de corriente que estas suministran. Limitando la corriente que circula a través del terminal 3 por debajo de 500 |LIA, bien sea incrementando la tensión en el terminal o intercalando una resistencia entre dicho terminal y masa, el dispositivo funciona en el modo de bajo consumo. Aprovechando esta particularidad se pueden añadir los elementos necesarios en el circuito que permitan realizar una activación/desactivación progresiva del componente. El circuito completo se muestra en la Figura 3-15. La figura 3.16 presenta el resultado de la simulación del comportamiento de la red que controla el proceso de activación/desactivación.

Rl 22K 3

—t rHÍ¡

input

Cl v4.7uF

\Z \ 7

o 1 í » 1C 0-12V

^

>Output

Figura 3-15: Circuito completo.

Si se simula el comportamiento del circuito se obtienen importantes conclusiones que ratifican la idoneidad de la solución aplicada. El comportamiento en fi-ecuencia del amplificador es una respuesta paso alto de segundo orden que presenta un Q en el rango de fi"ecuencias comprendidas entre 1 Hz y 5 Hz en función del valor de la impedancia que presente el transductor con el que se le carga. La Figura 3-17 representa el análisis de la posición del polo del filtro en función del valor de la carga del transductor. Se observa que a mayor valor de carga menor es el valor del polo y mayor el factor de calidad obtenido y, por tanto, más inestable es el sistema.

84


-I*?!!

— i

< t

\\ i \ i \ i

1 1 \í i i !

• ^ \

\ i 1 1 i 1 i 1 i \\ i j n i \ \\

1 ^ [\ 11 i 1

20ns 25 o U ( T e r m i n a l 3 _ L T 1 2 1 9 (

\ í \ \ 1 1 1 < > ' / ' ' '

i J-"-"?'—i ^

ms 3 Oms 35ms 40ras U5ms ; R ) O U ( E n a b l e )

Time

Figura 3-16: Simulación del comportamiento de la red de activación/desactivación.

20"

- 0 -

-20-

-40-

-60-100

i 7 / /

j y/ "# pwr

y\"y^ X JS/ /

y-~~^\ Ty 'yy^ \y7

mHz 1.0

ft^J^aA

Hz 10 Hz 10( 3Hz 1.0 <Hz 10 CHz 1

lOOKHz

Figura 3-17: Respuesta en frecuencia del amplificador para cargas de 5 Q(izquierda), 10 Q, 40 Q, 50 Q y 100 Q (derecha).

El aspecto más complejo de calcular es el ruido que presenta el amplificador y todo los elementos asociados. EL cálculo se puede realizar de forma general como se sugiere en [MARSHALL-94], pero se presentan numerosos inconvenientes como es la utilización de modelos aproximados de ruido de los componentes así como de la respuesta en frecuencia del circuito. La solución elegida ha sido la utilización de la simulación AC y de ruido del simulador PSPICE incluido en la versión de la herramienta ORCAD 9.0. Para poder simular el sistema atenuador-amplificador se ha partido del hecho de que el CS 3310 presenta un ruido global máximo de 8.4p, VRMS en un ancho de banda de 2 MHz [CS3310-99] y que esto se puede modelar como una

85


resistencia de 2K3 Q a la entrada del amplificador. Los resultados obtenidos se presentan en la Figura 3-18.

3.0uV'

2.0uV-

l.OuV-

100

I

Y • ' ' * "

mHz 1.0 Hz 10 Hz lOOHz l.OKHz lOKHz lOOKHz

Figura 3-18: Representación del ruido en la entrada (predominio del ruido 1/f) y la salida del amplificador.

Las conclusiones que se obtienen son la escasa influencia que tiene el ruido 1/f en el circuito debido al efecto de filtrado paso alto que introduce la red de realimentación del amplificador. Además se observa que en el zona de interés audiométrico, es decir entre 125 Hz y 16.000 Hz, el comportamiento es plano. El valor de la tensión eficaz de ruido en esta zona es de 60 nV aproximadamente.

La norma IEC-60645, segunda edición, indica de forma clara, y a diferencia de la norma ANSÍ SI.6 o de la versión IEC-60645, primera edición, que se debe medir el ruido de forma eléctrica, utilizando un sonómetro IEC-61672-1 (norma no publicada pero que sustituirá a la IEC-60651 vigente actualmente), al que se le sustituya su micrófono por una impedancia eléctrica equivalente. La medida se debe descomponer en fracciones de tercio de octava entre 125 Hz y 8 KHz comprobando que no se supera el valor de tensión equivalente al RETSPL menos 10 dB. Para acometer teóricamente este complejo cálculo se ha utilizado la expresión proporcionada por Marshall en [MARSHALL-94] que permite calcular el ancho de banda equivalente de mido para filtros paso banda. La expresión está indicada para filtros paso banda de segundo orden que no coinciden con los filtros de tercio de octava que recomienda la norma IEC61260 que son siempre de un orden mayor y de un tipo (tolerancia mayor o menor) que quedan a criterio del diseñador del equipo de medida de tercio de octava. Con este grado de indefinición se propone aplicar la condición habitual de utilizar filtros de Butterworth de orden 3, calcular su ancho de banda de 3 dB (ABy^) y proceder a calcular el ancho de

banda efectivo (NEB) a partir de la ecuación 3-20.

NEB = ÍM2AB 1/3 (3-20)

El resultado, junto con los valores de tensión mínimos a aplicar a los transductores se representa en la Figura 3-19.

86


100

10-r

> 3

0.1

\

•

V X

^ N

r~ *

- •"" T^j-í^-—' 1 - - = ^

, . . . j

- - • — — • - - _ . /

•

7 (

7^~

/ >

100

- • — D T 4 8

1000 Hz

10000

-EAR3A - - 4 - HDA200 — * — R u i d o Simulación

Figura 3-19: Comparativa del Nivel de ruido de fondo y los de tensión que genera -lOdEniL-

La curva anterior, convenientemente tratada, se representa en la Figura 3-20 en dB referidos a 1| V con objeto de obtener la cantidad de atenuación relativa que se debe aplicar a la salida del amplificador para poder cumplir los objetivos propuestos. Este punto se corroborará con las medidas realizadas en la parte cuarta.

3.6.4 INTERFAZ CON EL PACIENTE.

3.6.4.1 PULSADOR.

El pulsador está conectado al sistema mediante uno de las líneas digitales disponibles en el módulo Q20DS. La solución implementada es un circuito clásico basado en un smith trigger que elimina la posibilidad de rebotes.

3.6.4.2 MICRÓFONO.

Para instruir al paciente en el proceso de familiarización se utiliza el micrófono. Este está conectado directamente a un canal analógico de entrada del módulo Q20DS.

3.7 APLICACIÓN DE GESTIÓN AUDIOMÉTRICA DESARROLLADA EN DSPBIOS 11.

3.7.1 IMPLEMENTACION.

El softvv are se ha implementado haciendo uso de las funcionalidades que proporciona la herramienta de desarrollo DSPBIOS [BIOS-01][RUIZ-ICA-01]. Concretamente la aplicación se ha estructurado dividiéndola en tres tareas que se ejecutan concurrentemente (denominadas objetos TASK en DSPBIOS y a las que se les ha aplicado la misma prioridad), una tarea periódica (objeto PRD), una rutina de atención a interrupción y una función de generación de señal. El funcionamiento de esta

87


aplicación está controlado y supervisado mediante la aplicación AUDIO 1316 con la utilización de canales RTDX que se implementan sobre el sistema de emulación JTAG (ver Figura 3-21), y que se gestionan como objetos COM del sistema operativo Windows. Toda la sincronización entre las tareas que se ejecutan en DSPBIOS sobre el DSP se realiza mediante semáforos.

25

20

15

^ 10 > ^ 5 M—

i^ O CQ •O - 5

-10

-15

-20

• A

^ * ^ > : V:

\

;

i :

\

^ \

\ \

\

C j ^

J!>< \,

"'r

-11" l^f—^ * - - > "

^ 1 l - - ' * ^

* , , •~^_,

r""^'

1 1 /

/ í"

* /

>

^^-

100

- • DT 48

1000 Hz

10000

-EAR3A - - A - H DA 200 — - « — R u i d o Simulación

Figura 3-20: Valores de tensión necesarios referidos a l^iV.

Los parámetros que se pasan a la aplicación DSPBIOS, mediante un canal de entrada RTDX {Paramjnput) permiten indicar:

Si la audiometría a realizar es manual, automática o de familiarización.

Si la audiometría es aérea, ósea, con o sin enmascaramiento, o bien de algún otro tipo especial como ABLB y MLB.

La frecuencia del tono puro a generar.

El oído donde se aplica el tono puro.

La duración temporal de la señal.

El nivel en dEniL que se debe generar.

Si la señal se generará como tono puro, pulsado o modulado.

El tiempo que espera el sistema después de generar la señal para ver si el paciente responde al estimulo con el pulsador.

El tiempo aleatorio que el sistema espera para generar el siguiente tono después del tiempo de espera.

El nivel en dB efectivos de enmascaramiento.

88


AUDI01316

Code Composer Studio

•••••Kmx:-

Param_Input

Command_Input

Error code

Output

RUTINA PERIÓDICA

LECTURA DE COMANDOS

s i3

INtÉRRÜPCiÓÑ.::

LECTURA DE COMANDOS

GESTOR DE AUDIOMETRIAS

SEMÁFORO TAREA ^

Rutina Periódica

Figura 3-21: Diagrama de tareas de la aplicación DSPBIOS-II.

• El tipo de mido de enmascaramiento, de banda ancha o estrecha que se debe generar.

• El método de enmascaramiento contralateral o ipsilateral.

• El método (ascending/descending o bracketing) a utilizar en el cálculo de umbral en audiometrías automáticas

89


• La lista de 8 frecuencias cualesquiera (entre las que debe estar incluido 1 KHz) que el sistema utilizará en una audiometría automática

• Los niveles umbrales obtenidos en la etapa de familiarización que se utilizarán como niveles de partida en los ensayos automáticos.

Los comandos enviados a través del canal commandjnput, permiten arrancar y parar los ensayos, así como finalizar la aplicación. Los canales RTDX de error y salida de datos {error_code y output) proporcionan a la aplicación de control, información sobre códigos de estado y error de la aplicación, así como los resultados de los distintos ensayos audiométricos.

Una vez que la aplicación se inicializa, las tareas de lectura de parámetros, comandos y el gestor de audiometrías, comienzan a ejecutarse de forma concurrente. El gestor de audiometrías se bloquea en espera de parámetros y comandos. Cuando éstos llegan se analizan y el gestor llama a las fiínciones apropiadas de gestión de cada tipo de audiometría. Estás terminan arrancando el proceso de generación de señal que está gestionado por medio de interrupciones.

3.7.2 GESTIÓN DE LA GENERACIÓN/ADQUISICIÓN DE SEÑAL.

La gestión software del proceso de adquisición/generación de señal está relacionada con la programación y gestión del módulo PMC Q20DS. Para realizar el proceso completo es necesario configurar el módulo de adquisición, rellenar las FIFOs de los canales de salida y leer las FIFOs de los canales de entrada, controlar las interrupciones generadas por el módulo cuando se rebasan los niveles programados en las FIFOs y por último generar las muestras de las señales que serán enviadas a las FIFOs. El proceso de configuración y gestión del módulo PMC se ha realizado mediante el desarrollo de un driver específico que contiene funciones de configuración, denominadas pmc_setupA y pmcjseíupB, y una ñinción de arranque de la adquisición, denominada/>wc_5torí. La primera fiínción se encarga de la inicialización del bus PCI y de los registros básicos del módulo PMC, para pasar a continuación a configurar la frecuencia de muestreo, la ganancia de los canales de entrada y la utilización de filtros en los canales de salida. La segunda fiínción pone a cero los canales que se van a usar en la aplicación, programa los niveles de generación de interrupción para las FIFOs (niveles 1 y 2), configura las interrupciones y las habilita para que el DSP las pueda reconocer. Por último, deja los canales de entrada y salida habilitados. Todas las operaciones aquí descritas se realizan utilizando la librería de bajo nivel HELIB proporcionada por el fabricante, que se basa en utilizar las funciones del kernel del módulo indicadas en [Q20DS-99]. Esta función se limita a generar un primer bloque de ceros en todos los canales analógicos de salida y a habilitar las interrupciones en el módulo PMC.

El proceso de gestión de la generación de las señales lo controla la fianción denominada genérate_signal, con estructura de autómata y que en sus diferentes estados configura el hardware para la generación de la señal comenzando y finalizando la misma. Cuando una FIFO se vacía hasta alcanzar el nivel 1 en canales de salida o bien se llena hasta el nivel 2 en canales de entrada, se genera la interrupción al DSP que en su rutina de atención averigua qué canal ha provocado la misma. La misma rutina rellena la FIFO con un bujfer de muestras que ha generado la función ObíainData. Una vez extraídos el número de buffers necesarios para generar la señal con la duración

90


definida por el usuario, se añaden dos buffers con ceros. El tamaño de los buffers se ha definido a 1.920 muestras, que es aproximadamente la mitad de la capacidad de las FIFOs, según aconseja el fabricante. Este tamaño está estratégicamente elegido para generar señales con una resolución de 25 Hz que garantice que todas las señales comienzan y terminan con una muestra a cero y así evitar espúreos que pongan sobre aviso al paciente. Por tanto, la duración de una señal definida por el usuario ha de ser múltiplo de 40 ms.

Para el caso de la señal pulsada, se ha generado una frecuencia de 2,27 Hz, que entra dentro de tolerancias indicadas por la norma. Esta señal pulsada deberá estar la mitad de su periodo generando senos y la otra mitad a cero, iniciando y terminando la parte sinusoidal con una muestra nula, lo cual se consigue sacando 5,5 bloques de muestras sinusoidales seguidos de 5,5 bloques de muestras nulas.

Para el caso ABLB y MLB se juega con el número de muestras de cada tipo de señal introducido en un buffer, de manera que para conseguir los tiempos especificados se rellenan los buffers con dos tipos de señal, pudiéndose dar el caso de que una parte del buffer esté relleno con muestras sinusoidales y la otra parte a ceros, variando el tamaño de estas partes.

La fianción genérate_signal se ha implementado como un autómata de cuatro estados (Figura 3-22):

• El estado inicial o INIT, comprueba si se tiene que iniciar la generación y pone a cero las fases de los canales. Después se pasa al estado de START.

• El estado START, llama a la función ClearKernPort, para limpiar el Host read Register y evitar corrupciones en los datos del puerto de comunicaciones del kernel, a la función pmc_setupB para establecer los niveles de las FIFOs de los canales y habilitar interrupciones y pmc_start para rellenar a ceros los primeros bloques de los canales, rellenar seguidamente el array de muestras de cada señal, llamando a Obtaindata y pasando al estado de GENERATESÍG.

• En el estado GENERATDíG la rutina de interrupción del PMC (pmcint5) toma el control. Esta rutina se ejecuta cuando el PMC interrumpe al DSP debido a que ha rebasado uno de los niveles de las FIFOs de alguno de los canales analógicos del PMC. Cuando la rutina de interrupción haya gestionado toda la generación de la señal y se detenga la generación de señales, se pasa al estado de STOP. Si se está generando señal en familiarización, en este estado se testea cuándo se despulsa el botón Estímulo de la aplicación AUDIO 1316 para dejar de generar señal.

• El último estado del autómata es el estado de STOP. Este estado lo que hace es realizar las operaciones necesarias para salirse del bucle dentro del cual se encuentra el autómata y resetea las variables oportunas, con el fin de que estén listas para una nueva generación.

3.7.3 GESTIÓN DE LA INTERRUPCIÓN: PMCINT5.

Se trata de la rutina de atención a la interrupción del PMC (ver Figura 3-23, Figura 3-24, Figura 3-25 y Figura 3-26), el cual genera una interrupción en el DSP cada vez que se rebasa uno de los niveles de las FIFOs programados para generar

91


interrupción (nivel 1 para los canales de salida y nivel 2 para el de entrada). En primer lugar se deshabilitan las interrupciones para evitar que estas se aniden, posteriormente se lee el registro de estado de interrupción para ver el canal que ha causado la interrupción.

En el caso de ser el canal OAOP o el OBOP (auriculares) se distinguen tres casos:

• Estado distinto a familiarización: Se saca un buffer del canal en cuestión a la FIFO correspondiente, se incrementa la cuenta de buffers sacados y se rellena un nuevo buffer con el tipo de señal correspondiente para ser sacado en la siguiente interrupción.

• Estado de familiarización antes de pulsar Estímulo: Simplemente se saca un buffer del canal de entrada (OAIP) a la FIFO del canal correspondiente. Este sería el caso en que por los auriculares se saca la señal introducida por el micrófono.

• Estado de familiarización con Estímulo pulsado: Se saca un buffer del canal en cuestión a la FIFO correspondiente sin incrementar la cuenta del número de buffers sacados y se rellena un nuevo buffer con el tipo de señal correspondiente para ser sacado en la siguiente interrupción. En este caso habría que estar generando señal hasta que se despulsa el Estímulo, momento en que se saca un último buffer en el que se aplica la suavización de la señal en el caso de estar generando una señal sinusoidal o warble.

En el caso de ser el canal 1AOP (vibrador) se distinguen dos casos:

• Estado distinto a familiarización: Se saca un buffer de este canal a su FIFO, se incrementa la cuenta de buffers sacados y se rellena un nuevo buffer con el tipo de señal correspondiente para ser sacado en la siguiente interrupción.

• Estado de familiarización con Estímulo pulsado: Se saca un buffer de este canal en cuestión a su FIFO sin incrementar la cuenta del número de buffers sacados y se rellena un nuevo buffer con el tipo de señal correspondiente para ser sacado en la siguiente interrupción. En este caso habría que estar generando señal hasta que se detecta la despulsación del Estímulo, momento en que se saca un último buffer en el que se aplica la suavización de la señal en el caso de estar generando una señal sinusoidal o warble por este canal. Antes de pulsar el Estímulo por este canal se sacan ceros sin incrementar la cuenta de los buffers sacados a su FIFO.

92


INIT

Resetear las fases de cada canal de salida

START

Habilitar interrapciones y canales

estado = START

GENERATING

Entrada de la interrupción 5 al llegar a los niveles programados

de las FIFOs

STOP

Poner a O el n° de buffers sacados en cada canal

Llenar las FIFOs con ceros

Rellenar buffers de los canales de salida con el

tipo de señal correspondiente

estado = GENERATING

Acabar con la orden de atranque

( FIN ^

Figura 3-22: Autómata de generación de señal.

En el caso de ser el canal OAIP (micrófono) el que generó la interrupción únicamente se rellena un buffer con las últimas muestras adquiridas por este canal de entrada.

En la rutina de atención hay situaciones en las que no se incrementa la cuenta de buffers sacados. Esto responde al caso particular de la familiarización cuando generación de la señal depende del estado del botón Estímulo. En cualquier caso al final de la rutina de interrupción se comprueban los siguientes eventos:

• Se lee la línea de entrada digital para ver si el paciente ha pulsado el pulsador.

• Si sé está al final del proceso de generación de señal para sacar dos buffers con las muestras a cero que eviten que se generen espúreos en la señal.

93


Si el proceso de generación ya ha terminado se procede a pasar al estado de STOP en el autómata y prohibir las interrupciones.

RUTINA INTERRUPCIÓN

Deshabilitar interrupciones.

Leer registro de estado de interrupción

Bajar bandera. Programación escritura en

FIFO de canal OAOP

Aplicar suavizado al último bloque que se debe

sacar

Incrementar el n" de bloques sacados a la

FIFO de ChOAOP

Incrementar el n° de bloques sacados de

ChOAOP

Rellenar un buffer del canal ChOAOP con ceros

Sacar a FIFO de canal OAOP BurstLen muestras

del buffer del canal de entrada

NO

Rellenar un buffer a ceros

r SI

Aplicarle suavizado

NO

Rellenar el buffer del ChOAOP con el


O

Figura 3-23: Organigrama de la rutina de atención a la interrupción I.

94


- N O -


FIFO de canal OBOP


sacar

Incrementar el n** de bloques sacados a la

FIFO de ChOBOP

Incrementar el n" de bloques sacados de

ChOBOP

Rellenar un buffer del canal ChOBOP con ceros

Sacar a FIFO de canal OBOP BurstLen muestras

del buffer del canal de entrada

Rellenar un buffer aceros

Aplicarle suavizado

Rellenar el buffer del ChOBOP con el


&

Figura 3-24: Organigrama de la rutina de atención a la interrupción II.

95


- N O -


FIFO de canal lAOP


sacar

Incrementar el n" de bloques sacados a la

FIFOdeChIAOP

Incrementar el n" de bloques sacados de

ChlAOP

Rellenar un buffer del canal ChlAOP con ceros

Sacar a FIFO de canal lAOP BurstLen muestras

de ceros

NO t

Rellenar un buffer a ceros

SI _t_

Aplicarle suavizado

I NO •

Rellenar el buffer del ChlAOP con el


&

Figura 3-25: organigrama de la rutina de atención a la interrupción III.

96


NO Bajar bandera.

Programar la lectura del canal de entrada

Leer BurstLen muestras del canal de entrada

Leer registro de E/S digital

Deshabilitar interrupciones.

Estado del autómata de generación de señales =

STOP

(FIN INTERRUPCIÓN)

Figura 3-26: Organigrama de la rutina de atención a la interrupción IV.

97


3.7.4 ALGORITMO DE GENERACIÓN DE LAS MUESTRAS DE LA SEÑAL.

La generación de las muestras de la señal se realiza con la función software obtaindata. La misión de la función es rellenar el buffer de muestras del canal que se pasa como parámetro y dependiendo del tipo de señal asignado a ese canal, se calculan las muestras correspondientes. La longitud del buffer se ha fijado a 1.920 muestras para que con las frecuencias y el tipo de señales a generar, se empiece y termine con valor de amplitud cero en caso sinusoidal. De todos modos, en los casos en los que se genere cualquier tipo de señal (señales de tipo seno, señales pulseé, MLB, ABLB, warble, entre otras) hay que tener en cuenta que en los primeros 20 ms de la señal, se va aumentando la amplitud de la misma progresivamente hasta que se alcanza la amplitud máxima. Lo mismo ocurre en los últimos 20 ms, se debe ir disminuyendo la amplitud de la señal hasta que se llega a cero. Esto se hace para que el paciente no oiga los posibles clics que se pueden producir al cortar la generación de una señal de forma brusca. La función genera los siguientes tipos de señales:

• Seno: Se genera una señal sinusoidal mediante la utilización de la función sin del compilador. Se utiliza como método de generación un algoritmo continuo que considera la fase de la señal de entrada. Esto permite generar a priori cualquier frecuencia que se desee sin ningún problema de resolución a diferencia de otras soluciones como las propuestas en [BRIGATI-98] [BRIGATI-99].

• Señal modulada o Warble: Se genera una señal modulada en frecuencia con una desviación máxima del 5% y con velocidad de variación lineal de 5 Hz.

• Ruido: Se utiliza la función "rand" del compilador para generar el patrón de ruido.

• Ceros: Simplemente se rellena todo el buffer de ceros para que la salida sea nula. Se utiliza en los principios y finales de señal.

Pulsada: En este caso se debe tener en cuenta el bloque que se está generando para saber si se tiene que rellenar el buffer con ceros o con muestras pertenecientes al seno, ya que hay algunos buffers que se tienen que rellenar la mitad de su longitud con senos y la otra mitad con ceros.

ABLB: En este tipo de señal hay que generar 370 ms de señal por el canal del oído izquierdo, 130 ms de ceros, 370 ms de señal por el canal del oído derecho y 130 ms de ceros, y así sucesivamente. Al ser un caso particular del pulsed generándose por ambos canales de los auriculares, también se debe tener en cuenta que existen bloques que se deben rellenar una parte con ceros y otra con senos.

Tono+Ruido: Se genera una señal que es un seno al que se le suma un ruido blanco o de banda estrecha con objeto de poder realizar enmascaramientos ipsilaterales.

MLB: Se alterna la frecuencia de la señal sinusoidal entre dos valores introducidos en los parámetros, aplicándose 370 ms de señal seguidos de 630 ms de ceros.

98


Ruido de Banda Estrecha: Especial mención requiere la necesidad de implementar las señales de banda estrecha que requiere la norma. A la vista de las especificaciones de las señales a generar es necesario implementar distintos filtros paso banda que generen el espectro de ruido especificado. La solución propuesta [RUIZ-ASA-01] ha de generar las señales de mido de banda estrecha a partir de la generación de un ruido blanco junto con el diseño de filtros paso banda realizados con estructuras multirate [VAID-92] y aplicando el algoritmo de Parks-MacLellan. Estos filtros se han implementado como paso bajo y después se han modulado. Las estructuras multirate implementadas tienen un máximo de 3 niveles de diezmado e interpolación que permiten buscar el valor óptimo de coeficientes que garantiza un tiempo de ejecución más reducido [CROCHIERE-75] [CROCHIERE-76] [CROCHIERE-81] [CROCHIERE-83]. Para poder generar los coeficientes ha sido necesario diseñar un programa (implementado en LabVIEW) que proporciona ficheros de cabecera directamente importables con la herramienta CCS. La Tabla 3-13 muestra las especificaciones en frecuencia de los filtros paso bajo equivalentes y se proporcionan el número de etapas y los factores de diezmado-interpolación óptimos.

Equivalente Paso Bajo

Frecuencia central (Hz)

125

160

200

250

315

400

500

630

750

800

1000

1250

1500

1600

2000

Fp (Hz)

17,5

21

28

35

43

56

70

87

104

111

139

175

210

218

280

Fs(Hz)

22,5

27

36

45

56

72

90

112

133

142

178

225

270

281

360

Factor de diezmado

1066,7

888,9

666,7

533

420

330

272

220

180

168

136

110

88

84

64

Número de etapas

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

Factor por etapa

21,10,2

55,3,2

34,4,2

36,3,2

45,2,2

7,8,3

17,4,2

11,5,2

11,4,2

7,4,3

8,4,2

99


Equivalente Paso Bajo

Frecuencia central (Hz)

2500

3000

3150

4000

5000

6000

6300

8000

9000

10.000

11.200

12.500

14.000

16.000

Fp (Hz)

350

420

437

560

700

831

603

1.111

1.251

1.391

1.557

1.741

1.951

2.231

Fs(Hz)

450

540

562

720

900

1.068

776

1.428

1.608

1.788

2.002

2.238

2.508

2.868

Factor de diezmado

54

44

42

36

26

22

30

16

15

14

12

10

10

8

Número de etapas

3

3

3

3

3

3

3

3

2

2

2

2

2

2

Factor por etapa

9,3,2

11,2,2

7,3,2

6,3,2

13,2

11,2

5,3,2

4,2,2

5,3

7,2

6,2

5,2

5,2

4,2

Tabla 3-13: Factores de interpolación/diezmado óptimos para los filtros de banda estrecha.

3.7.5 TAREA DE LECTURA DE COMANDOS.

La finalidad de esta tarea (denominada read_commands) es leer los comandos que se envían desde la aplicación AUDIO 1316. Para ello está siempre en un bucle infinito, dentro del cual se llama a la ñmción que hace la petición de lectura (RTDX_ReadNB) en el canal especificado sin bloquear la tarea. Para saber cuándo están disponibles los datos se utiliza la fiínción RTDX_channelBusy. El organigrama de esta tarea se muestra en la Figura 3-27. Dentro de la tarea se realiza la llamada a la fianción TSKjyield que permite realizar la conmutación a otra tarea.

100


G READ_COMMANDS j

Petición lectura RTDX en canal command_input

NO

Incrementar cuenta del semáforo sem commands

-NO-

Indicar fin de la tarea read commands

r FIN '^

SI _t_

Conmutación de tareas

Figura 3-27: Organigrama de la tarea de lectura de comandos.

3.7.6 TAREA DE LECTURA DE PARÁMETROS.

Esta tarea es muy similar a la anterior, pero en lugar de leer comandos, lee los parámetros. El organigrama se representa en la Figura 3-28.

101


READ PARAMETERS

Petición lectura RTDX en canal param_input

NO

Incrementar cuenta del semáforo sem_parameters

-NO-

SI

Conmutación de tareas

( FIN ^

Figura 3-28: Organigrama de la tarea de lectura de parámetros.

3.7.7 TAREA DE GESTIÓN DE AUDIOMETRIAS.

Esta tarea es el núcleo fundamental que realiza todas las fimcionalidades del audiómetro implementado. La tarea se ha codificado en forma de autómata (Figura 3-29) con distintos estados que reflejan las diferentes funciones a realizar. El primer estado (STATE_AUDIO_PARAM_READ) realiza la lectura de los parámetros necesarios para comenzar la audiometría enviando un código a la aplicación AUDIO 1316 indicando que se está a la espera de recibir parámetros. A continuación se deja bloqueada la tarea esperando a que el usuario introduzca los parámetros utilizando el semáforo semjparameters. Después se realiza un proceso análogo para que el usuario introduzca los comandos mediante el semáforo sem_commands. Si los comandos son stop o exit, se actúa en consecuencia. Por último, si los comandos son start y r\o-exit, se comprueba si la audiometría es manual, automática o si se quiere realizar la fase de familiarización, y se actualiza en consecuencia la variable que contiene el estado

102


poniéndola a STATE_AUDIO_MAN, STATE_AUDIO_AUTO o STATE_AUDIO_FAMI respectivamente.

s

s

lí 1 lili liíl

^ [—1

.S § l a

o 2

1 s s .2

> c U

X Q H Bi C O u

-"

fi II

cfl

^ 1 3

s a 3

co

á o

g •o

o x: .SPQ •8S

1 ix

i « I i.

II o K

Q <

a

o. . O . H

<

2> y D <

n ' Q

II D O

tsiü<: ,< H

O 3

« < <;

Figura 3-29: Organigrama del gestor de audiometrías.

103


• El estado STATE_AUDIO_MAN, gestiona la audiometría en el caso en que esta sea manual. Se asigna a cada canal de salida analógica el tipo de señal correspondiente al tipo de audiometría seleccionada haciendo uso de la función signaljdistribution, se llama a la función genérate_signal, se duerme la tarea el tiempo durante el cual el paciente puede pulsar (tiempo de espera), y se vuelve a dormir un tiempo aleatorio. Después, se para el proceso, se manda el código de fin de audiometría a LabVIEW y se vuelve al estado inicial, STATE_AUDIO_PARAM_READ, para leer unos nuevos parámetros y realizar una nueva audiometría.

• En el estado STATE_AUDIO_AUTO se gestiona la audiometría automática obteniendo los umbrales del oído derecho e izquierdo respectivamente. Consiste básicamente en dos bucles (uno por oído) en los que en cada iteración se selecciona la frecuencia según el orden de frecuencias introducido en los parámetros y el nivel inicial para cada frecuencia, llamándose posteriormente a la función search_umbral que encontrará el umbral correspondiente a la frecuencia en cuestión. Tras la detección del umbral para una frecuencia se indica mediante un código a LabVIEW dicho suceso y al encontrar todos los umbrales de un oído se envían a LabVIEW por medio de RTDX.

• En estado STATE_AUDIO_FAMI el proceso se queda en un bucle testeando el valor del botón de estímulo de la aplicación LabVIEW a la vez que se saca por los canales de los auriculares lo que entra por el canal del micrófono con objeto de proporcionar información al paciente. Una vez que se pulsa el botón, se genera la señal correspondiente al tipo de audiometría seleccionada en los parámetros mientras dicho botón esté pulsado. Cuando se libere el botón en la aplicación LabVIEW se pasará al estado inicial de STATE_AUDIO_PARAM_READ en busca de nuevos parámetros.

• Después de salir del autómata debido a que se ha pulsado exit la ejecución del código finaliza la comunicación con el bus PCI y la tarea.

3.7.8 TAREA PERIÓDICA.

Se trata de una función (ver Figura 3-30) que se ejecuta periódicamente (cada 100 ms). La finalidad de iníervalJPRD es comprobar si el paciente ha realizado una pulsación válida, indicando que ha oído la señal que se estaba generando. La función permite conocer si el paciente ha pulsado en el tiempo de generación de señal, en el tiempo de espera, o bien en el tiempo aleatorio entre tonos. La fimción considera válida la pulsación si el paciente mantiene apretado el pulsador un tiempo mínimo de 300 ms.

104


-SI-

TAREA PERIÓDICA^ (cada 100 ms) J

Leer registro de E/S digital

NO _ 4 _ k=0

1—^

^ —

SI

i Enviar código 8 con RTDX

' ' k=0, estado del pulsador presionado, indicación de que se pulsó el pulsador

„ ^/-^En tiempo^s^ \valeator io ty^

SI

Enviar código 7 con RTDX

^ ' Aumentar o disminuir el nivel

para que se genere la siguiente señal con el nivel

previo

' '

NO

\ ' Estado del pulsador no

presionado

' ' Enviar código 9 con RTDX

( FIN }

Figura 3-30: Organigrama de la tarea periódica.

105


3.7.9 FUNCIÓN DE ASIGNACIÓN DE SEÑALES A CANALES: SIGNALDISTRIBUTION.

Función que asigna las señales correspondientes a los canales de salida en función del tipo de ensayo que se debe realizar. Las figuras 3-31 y 3-32 muestran los organigramas que explican el mecanismo de asignación.

.a ó O pq

U <í ' • II

•C -o

rr

• •q <

t/1

o oi w U II

1-, v:

> II

Figura 3-31: Organigrama de asignación de señales I.

106


o o

u o •a c¿

4"

ó-OÍ N O

• c¿

< a

II g j

•Sg i - •

.a •§ O

< >, II

1" iá •= Q ^ 2 OH

1 >.ll

d •g co •a iJ

•C II

1

o- fe cfl .a •§ o .2 ka ¡ •so < >, 11

m

< . PO

•n "í-

STffl " " I—I u ca •n < fu

So N o

< II

& o •íí Q

< II

-o oi

Figura 3-32: Organigrama de asignación de señales II.

3.7.10 CÁLCULO DE UMBRALES Y GESTIÓN DE LA ATENUACIÓN.

Se han desarrollado distintas funciones que permiten realizar el cálculo de los umbrales de audición por los métodos ascending y bracketing para audiometrías aéreas

107


y óseas de acuerdo a los procedimientos indicados en la norma IS08253. La función de cálculo de umbrales se encarga de ir atenuando la señal según la respuesta del paciente. La atenuación se programa mediante el uso de las rutinas de comunicación del puerto serie del DSP y mediante la utilización de ficheros de cabecera que contienen la atenuación a proporcionar para cada tipo de transductor conectado.

3.7.11 CONCLUSIONES FINALES DEL DESARROLLO DE LA APLICACIÓN DSPBIOS.

La aplicación ha sido puesta a prueba y comprobada con ayuda de la aplicación AUDIO 1316. La carga de la CPU se ha medido con ayuda de las herramientas proporcionadas con DSPBIOS obteniéndose una carga en reposo (sin generación de señal) del 18% y una carga con generación del 61%. Para poder obtener estas cargas se ha optimizado el código con ayuda de las directivas propias del compilador apoyándose en la herramienta de medida del rendimiento del entorno CCS [CCSCC-01]. El tamaño de la aplicación es de 57 Kbytes de IPRAM (memoria de programa), 20 Kbytes de SDRAM (memoria de datos extema al DSP) y 35K bytes de IDRAM (memoria de datos interna). Estos datos ponen de manifiesto la viabilidad de implementar, esta parte del audiómetro, como un sistema embebido que contenga todos los elementos necesarios para realizar y controlar los ensayos audiométricos.

3.8 APLICACIÓN DE CONTROL DEL AUDIÓMETRO AUDI01316.

3.8.1 FUNCIONALIDAD.

La aplicación AUDIO 1316, implementada con LabVIEW, permite realizar ensayos audiométricos manuales, es decir, controlados por el audiometrista; automáticos, controlados por el paciente y supervisados por el audiometrista; y de familiarización. Cuando se arranca la aplicación aparece una ventana como la mostrada en la Figura 3-33 en la que se ofi-ece la posibilidad de seleccionar el ensayo en la pestaña correspondiente. Además la aplicación presenta un menú con posibilidades de configuración de la aplicación, distintos botones que permiten programar los parámetros y comenzar, pausar y parar el ensayo. Además presenta la respuesta del paciente y distintos mensajes de estado/error de la aplicación.

Cuando se selecciona un ensayo de familiarización (ver Figura 3-33) el audiometrista puede escoger entre dos modalidades distintas. La primera consiste en familiarizar al paciente utilizando un método completamente manual, que consiste en fijar y programar los parámetros como se deseen, de forma que cuando se pulse el botón COMENZAR, el audiometrista podrá hablar al paciente dándole las instrucciones que considere oportunas. A partir de este momento, cuando presione el botón ESTIMULO el paciente escuchara o no el tono de prueba indicándolo con el pulsador. El audiometrista debe calcular el umbral de familiarización tal y como se describió en la segunda parte de esta tesis. Obviamente este es un proceso arduo, y, por tanto, la segunda modalidad permite, que una vez programados los parámetros, y comenzado el proceso, el audiometrista calcule el umbral (botón UMBRALES) de forma automática con ayuda del software.

108


spjDmagTGficj URMA Configuración Audiometria Automática Audiogtama

3 -• RESPUESTA •DELPACIENTE. ,

- y " - ' • '

Manual j Automática j Famillarizacion •^ , ' l í ' ' ,

Ensajio Audiométrico . Oído Tonos puros aereo sin enmascaramiento Izquierdo

Frecuencia en Hz 100 v |

Nivel de Audición

-10 • I I • ' < I > I

50 120

Waible Pulsed

. n, c

Tipo de Ruido Enmascaramieto

Ruido de Banda Estrecha

Nivel de Audición , de Enmascaramiento"

I I -• < * > I * ' • ' ' I

•10 " "50,. .-r 120

, Frecuencia MLB en Hz ! • / 8000 yrj , \

UMBR^LiES i ESTIMULO 1 VhUOmOÜJlOi

PROGRAMAR PARÁMETROS GUARDAR pOMENZAi PAUSA j.>-r'r''irrí^T'<T-^,^->^^

,PARAR:

Figura 3-33: Interfaz de usuario de AUDIO 1316 con la pestaña de familiarización seleccionada.

Cuando se selecciona una audiometria manual (ver Figura 3-34) se deben seleccionar los parámetros del ensayo, programarlos y comenzar la ejecución. En función de la respuesta del paciente, el audiometrista decide el nuevo valor o frecuencia del ensayo. De esta forma el ensayo está bajo completo control de la persona que utiliza el software. Una vez que se considera que el nivel calculado se corresponde con el umbral de audición se valida el dato pulsando VALIDAR DATO.

Una vez seleccionada la pestaña correspondiente a la audiometria automática en el Interfaz de Usuario (Figura 3-35), y habiendo recibido del DSP el código 4, que refleja que el DSP se encuentra en espera de parámetros, el audiometrista deberá indicar todos los parámetros que caracterizan el ensayo que desea realizar, presionando posteriormente el botón GUARDAR, momento en el que se procederá a guardar la configuración en un fichero seleccionado por el usuario, o el botón PROGRAMAR PARÁMETROS, en cuyo caso después de comprobar que los parámetros seleccionados son correctos, se envían al DSP. Lo que se comprueba es que el ensayo que se desea realizar cumpla con lo establecido en la normativa vigente, y en caso de que no sea así se informa al usuario de lo que indica la norma y se le da la opción de modificarlos.

109


gÍfiÜDI013t[»lc1iURH|

Configuración Audiometria Automática Audiograma' ,-

Datos guardados "Frecuencia: 100Hz, Umbral: 50

Manual Automática j FamiHarizaoion !

Ensayo Audiométrico

r RESPUESTA •M DEL PACIENTE

Oido

Tonos puros aeieo sin enmascaramiento Izquierdo

Frecuencia en Hz 100 d

Nivel de Audición

•10 50 120 ^-^^

Warbie Pulsed



Nivel de Audición de Enmascaramiento

150

•10 50 120

^Jtecuencia MLB en Hz 100 v i

" i^m.m&H ümo , r

PROGRAMAR PARÁMETROS GUARDAR -'1 coaEKíwi i* Pftiisa

SALIR DE LA APLICAaON

^F§^v^

Figura 3-34: Interfaz de usuario de la aplicación AUDIO 1316 (pestaña manual seleccionada)

Después de que se programan los parámetros en el DSP, se desactivan los botones de GUARDAR y PROGRAMAR PARÁMETROS, y se activa el de COMENZAR, permitiendo al audiometrista dar comienzo al ensayo en el momento que lo desee. Tras programar los parámetros, se espera a que el audiometrista pulse el botón COMENZAR para dar comienzo al ensayo automático. Una vez pulsado este botón, toma el control de la audiometría el DSP, el cual envía al Interfaz de Usuario información periódica de la frecuencia y nivel de presión sonora a los que se están emitiendo los tonos de prueba, así como también el estado del pulsador del paciente, para que el audiometrista pueda seguir visualmente la evolución de la audiometría. Una vez concluidos los ensayos para todas las frecuencias establecidas y para ambos oídos, los resultados de los umbrales de audición obtenidos, además de almacenarse en los arrays correspondientes, son presentados al audiometrista en forma de tablas y de audiogramas, dándole la opción de almacenarlos en las bases de datos correspondientes.

Una vez calculados todos los umbrales de la audiometría automática, el DSP indica, mediante el código 2, al Gestor de Audiometrías, que puede devolver el control al módulo Interfaz, permitiendo la programación y el almacenamiento de nuevos parámetros, para la posterior realización de ensayos.

110


:>;;AUDI01316 (c)UPM

Coníiguracion Audiomebia Automática Audiograma

Manual | Automática j Familiarizacion I

Ensayo Audiométrico ^

Tonos puros aereo sin enmascaramiento

Lista de Frecuencias en Hz

Wail)le Pulsed

n c Oido

Izquierdo

Método para calcular los umbrales'

Ascending Method



i' , i

N Frecuencia MLB en Hz

-8000 ^

i j l'VJ'l

- L - ¿ ; Í - " RESPUESTA-'-' DEL PACIENTE*

Nivel de Nivel de Audición Enmascaramiento

, / . -10 - •

\ .,-0 -i • - - 1 0 - i

• ' '30 - i - t

. ' 40 - j

: . > - ;

. ;--7o"-|

¡;^.-ioo

^ ' ' , ' - " l10~- |

' ' 120 - i

•10 -

" ' O -

'.'• 10 -

,20 . -

30 -

40 -

50 -

60 -

70 -

•' P '.Z „. 90 -

.>ioo'-i

- '110""-

120 r

50 (HTL) :íro

'-J,:- •

PROGRAMAR PARÁMETROS! f AIJSA ,,.paros¿_.4 ,'¡J^

Figura 3-35: Interfaz de usuario de AUDIO 1316 (pestaña automática seleccionada).

3.8.2 ESTRUCTURA DE LA APLICACIÓN AUDIO 1316.

La aplicación AUDIO 1316 se ha implementado con LabVIEW 6i como un instrumento virtual compuesto por varios módulos que se ejecutan concurrentemente en el sistema operativo. Estos módulos se comunican entre sí utilizando técnicas de sincronización basadas en colas PIFO. La aplicación tiene tres módulos fundamentales que son el gestor del sistema, el gestor de comunicaciones de bajo nivel con el DSP y el interfaz de usuario. Las Figuras 3-36, 3-37, 3-38 y 3-39 esquematizan el funcionamiento de la aplicación AUDIO 1316.

111


Change Configuration

Audio Modificar, vi

Load Configuration

>Load in Panel

Store

>Update Globals >Save As

Run Time M enu

>Charge Configuration >Load Configuration >Store >Change Times >Sort Ferquencies >lnitialize Adiogram >Sliow Audiogram

INTERFAZ

Cliange Times

AudioModificarTiempos.vi

>Save As

Show Audiogram

AudiogramaV isualizar.vi

Initialize Audiogram

Audio grama Inicia] izar, vi

Sort Frequencies

AudioOrdenar.vi

>Save As

Figura 3-36: Módulos software que componen el interfaz de AUDIO 1316.

112


Run Time Menú

> Load Conflguratlon > Chang» Conflguration > Store >Chana»Tlines > Sort Frsquflncles > Inltiallze Audiogram > Show Audiogram

Base de Datos D FROMRTDX

No Event

> Check Parameters si se ha pulsado Programar Parámetros.

> Store si se ha pulsado Guardar. > Start si 30 ha pulsado Comenzar.

Pause si se ha pulsado Pausa. > Stop si se ha pulsado Parar. > Exlt si se ha pulsado Salir de la Aplicación. > Valídate Data si se ha pulsado Validar

Datos

> Update Globales > Save As

Check Parameters

UmbraiesManSin.Vt UmbraiesManConl.VI UmbralesManCon2.VI UmbrIaesAutoSInl.VI UmbralesAutoSln2.VI UmbralesAutoCom.VI UmbraleBAutaCDn2.Vl

> Program Parimeters

Program Parameters

> Update Globals

> Familiarlzatlon > Manual Audiometry > Automatic Audiometry

End of Automatic Audlomety

Inltiallze

End of Manual Audiometry

End of Famlliarization

Load in Panel

Update Globals

> Parameters to DSP si se ha llegado aquí desde Programar Parimetros. > Sive As SI se h« llegado aquídesde Store.

Change Conflguration

Modificar Conf iguracl6n.VI

Load Conflguration

> Load in Panel

Inltiallze Audiogram

Au d I o g ra ma In ic lalizar.VI

Show Audiogram

AudlogramaVisualizar.VI

Sort Frequencies

Change Times

ModiricarTIempos.VI

Figura 3-37: Funcionamiento de la aplicación AUDIO 1316 I

113


Famfliarization

> Familiarizatión

Manual Audiometry

Automatic Audiometry

Done

' Glose Application 'Glose Channels

: Code 4antrad«, sincronización con el DSP

Leer d« la Base de Datos

1 Gestor de Audiometrías

Stop

Send Com tnands

Parameters to DSP

> Program Parameters

:ribe en la Base de Datos

Pause

Send Commands

> Send Commands > Done

Base de Datos

Figura 3-38: Funcionamiento de la aplicación AUDIO 1316 II.

Los estados de funcionamiento de la aplicación están representados en la Figura 3-39.

114


Durante el tiempo en el que se ejecutan los ensayos, el control de los mismos los tiene

el módulo Gestor de Audiometrias, pudiendo ejecutarse en paralelo en el Interfaz de

usuario cualquier acción ordenada desde el Run Time Menú o de los botones activos del

propio interfaz: Pausa, Parar y Salir de la Aplicación.

Figura 3-39: Estados de ñmcionamiento de AUDIO 1316.

115


3.9 SISTEMA DE GESTIÓN AUDIOMETRICA (SGA).

La misión fundamental del sistema de gestión audiométrica es permitir que múltiples clientes que utilizan el software AUDIO 1316 puedan conectarse a una aplicación servidor que permita almacenar los resultados de los ensayos audiométricos desarrollados. El SGA se ha implementado bajo el modelo cliente/servidor utilizando como tecnología básica los DataSocket implementados por la versión LabVIEW 6i. Las características básicas del servidor son:

• Gestión ilimitada de clientes.

• Gestión de la base de datos mediante lenguaje SQL. La implementación básica de la base de datos está realizada en ACCESS 2000.

• Registro y control del acceso a los datos audiométricos mediante sistema de login, password y acceso restringido en función de los privilegios concedidos por el administrador del sistema.

• Ejecución sobre sistema operativo Windows.

La Figura 3-40 muestra la organización del software y los diferentes elementos que componen el servidor del SGA.

Clientmng.vi Scr_conn.vi

HOST.vi

DBadmin.vi

DataSocket Cola Clientes

Gestor mensajes

Appadmin.vi

• P ü ^

Datasocket Polling

SQL

Bases de DATOS

DataSocket Cola Servidor k -

Conexión a INTERNET

DATASOCKET

Figura 3-40: Módulos software que componen el servidor del SGA.

La funcionalidad de cada uno de los módulos se indica en la Tabla 3-14.

116


Módulo

Host

AppAdmin

DbAdmin

ClientMng

Scr_conn

Función

Se encarga de registrar el acceso a los usuarios definidos

Se encargar de dar altas, bajas y asignar privilegios a los usuarios en el sistema

Gestiona todos los accesos a la base de datos

Gestor de los clientes

Gestor que envia los datos a los distintos clientes.

Tabla 3-14: Funcionalidad de los distintos elementos que forman la aplicación servidor del SGA.

Las características básicas de la aplicación cliente del SGA son:

• Uso y manejo de la aplicación AUDIO 1316.

• Interfaz de usuario para manejo de la base de datos de ensayos audiométricos.

• La aplicación permite introducir datas en todos las tablas realizadas y realizar consultas de acuerdo a cualquiera de los campos definidos.

La Figura 3-41 muestra los distintos módulos que componen la aplicación cliente.

Conexión a INTERNET

DATASOCKET

Terminal.vi

SGA Terminal Interface de Usuario

AUDI01316

Figura 3-41: Módulos software que componen el cliente del SGA.

Las Figura 3-42 y Figura 3-43 muestran la pantalla principal del terminal del SGA y la pantalla de gestión de la base de datos audiométrica.

117


Programa Base de Datos Gestór de Usuarios Ayuda ¿...."'„:..rr..v,.-,.:/-.-:zr::;--,-.-,.>.-. ..v;^....:...=-.^.-.,-. ^.... .........,.^Í,_....,.:,.;?Í^-.;-V.....:.^^,.:..-^^,...,^ _^„_ " " r . , . .™ ^ .".'" ^ ~ .".. „,

^

Figura 3-42:Pantalla principal del terminal del SGA.

¡^Gest ión de Base de Datos Audiorriétricál ^5>iÍ',jt¿./S: - n X

DatosAudiogramas • "' - ] Auáogramas ' • " j Oparacl6n

DatosPetsonales ' j * DaíisOcio . j-DatosMedicacion 1 DaíbsSintomas " í DalosLaborales ' | • DatosEñféimedades j

"Nombre ;

Apellidos ;

"DNI ¡

Dranicilb •

FechaN acimiento /Ir'

Seno T}J

Localidad ¡

Provincia j _ _ „

Telefono J

CorreoEleclionico 1

Código Postal

Fax j ^ TelefonoMoviH

Comentarios

J Ambiente Casa

Ambiente Entornó

Hobbies |

v j

Buscar Eliminar Actualizar

SALIR

J

Figura 3-43: Pantalla de gestión de la base de datos.

3.9.1 BASE DE DATOS DE APLICACIÓN AUDIOMÉTRICA.

Para ajustarse a las necesidades de seguimiento de la función auditiva que se indican en la normativa vigente y en los documentos de referencia [RD1316-89][MSC-00] se ha diseñado una base de datos relacional con ayuda de la herramienta Microsoft Access 2000 que contiene las siguientes tablas:

3.9.1.1 Tabla de Datos Personales.

En ella se almacenan todos los datos personales del paciente. La clave principal es el DNI y por cada paciente solo existirá una entrada en la tabla.

Campo

DNI

Nombre

Apellidos

Utilidad

Documento Nacional de Identidad

Nombre del Paciente

Apellidos del Paciente

118


Campo

FechaNacimiento

Domicilio

CodigoPostal

Sexo

Localidad

Provincia

Telefono

Fax

TelefonoMovil

CorreoElectronico

AmbienteCasa

AmbienteEntomo

Hobbies

Comentarios

Utilidad

Fecha de Nacimiento

Domicilio habitual

Código Postal

Sexo

Localidad del domicilio

Provincia

Teléfono fijo de contacto

Fax

Teléfono móvil contacto

Correo electrónico

Ambiente de ruido en su casa

Ambiente de ruido en su entorno

Pasatiempos que práctica

Otras informaciones

Tabla 3-15: Tabla de datos personales

3.9.1.2 Tabla de Datos Laborales.

Tabla que contiene la información laboral del paciente. Por cada paciente pueden existir infinitas entradas con objeto de poder conocer la vida laboral del paciente. Se utilizan como claves primarias el DNI y el identificador Id_laboral.

Campo

Id_Laboral

DNI

FechaAlta

FechaBaja

NumeroSeguridadSocial

Empresa

PuestoTrabajo

Utilidad

Campo Autonumérico para cada puesto de trabajo en una empresa que se cree en la base de datos

DNI del paciente

Fecha de alta en la empresa

Fecha de baja en la empresa

Número seguridad social

Nombre empresa

Denominación del puesto de trabajo. Este campo está relacionado con una lista de denominaciones de puestos que habitualmente se relacionan con el ruido

119


Campo

MarcaProtectorAuditivo

ModeloProtectorAuditivo

MediaUsoDiarioProtector

LAeqDiario

LAeqSemanal

TraumatismoSonoro

Comentarios

Utilidad

Marco de protector si lo utiliza

Modelo de protector

Horas de utilización al día

Nivel de ruido equivalente diario

Nivel de ruido equivalente semanal

Si el paciente ha sufrido traumatismo sonoro

Comentarios

Tabla 3-16: Tabla de datos laborales.

3.9.1.3 Tabla de actividades de ocio.

Tal y como indica el protocolo de vigilancia sanitaria es muy importante conocer las actividades que el paciente realice en su tiempo libre y que puedan tener una incidencia importante en la función auditiva, como pueda ser la utilización de armas de fuego, vehículos a motor, etc. Se utiliza como clave principal la combinación de los campos Actividad y DNI de forma que por cada paciente pueden existir varias entradas en la tabla.

Campo

DNI

Actividad

Frecuencia

Utilidad


Actividad que realiza el paciente

Frecuencia. El valor de este campo debe ser uno de los introducidos en la lista de frecuencias.

Tabla 3-17: Tabla de actividades personales.

3.9.1.4 Tabla de síntomas.

El objetivo de esta tabla es poder conocer todos los síntomas que el paciente ha mosfrado. Por cada paciente pueden existir múltiples entradas en la tabla. Se utilizan como claves principales el campo síntomas y el DNI.

Campo

DNI

Síntomas

Fecha

Utilidad


Síntomas que el paciente padece o ha padecido y que se incluyen en la lista de síntomas definida en la base

Fecha en la que ha tenido esos síntomas

120


Campo

Comentarios

Utilidad

Comentarios

sufrido.

Tabla 3-18: Tabla de síntomas.

3.9.1.5 Tabla de enfermedades.

Esta tabla contiene entradas que indican las enfermedades que el paciente ha

Campo

DNI

Enfermedad

Comentarios

Utilidad


Enfermedad que ha padecido o padece de las que están relacionadas en la lista de enfermedades

Comentarios

Tabla 3-19: Tabla de enfermedades.

3.9.1.6 Tabla de medicación.

Tabla que recoge la medicación que el paciente ha tomado o toma así como todos los tóxicos a los que se ha visto sometido.

Campo

DNI

Medicina

Comentarios

Utilidad


Medicinas o Tóxicos que el paciente ha tomado o se ha visto sometido a ellos y que están incluidos en la lista de medicamentos y tóxicos.

Comentarios

Tabla 3-20: Tabla de medicación.

3.9.1.7 Tabla de audiometrías.

Tabla que contiene toda la información relativa a las audiometrías realizadas a un paciente.

Campo

Id_Audiometría

DNI

Operador

Reposo Auditivo Previo

Utilidad

Campo autonumérico

Documento Nacional de identidad

Operador que realiza la audiometría

Tiempo de reposo en horas antes de realizar el ensayo audiométrico

121


Campo

Oido

Tipo Enmascaramiento

Oido Enmascaramiento

Fecha

Sintomas

Tipo de Evaluación

Otoscopía

Acumetría

Media234

Handicap Auditivo Monoaural

Handicap Auditivo Binaural

Media 512

CSU(OSHA)

CSU(AAOO)

ELI

SAL

Klockhoff

Derivación consulta ORL

Utilidad

Oído en el que se realiza la audiometría

Tipo de enmascaramiento

Oído de enmascaramiento

Fecha de realización

Síntomas que presenta el paciente el dia que se le realiza la audiometría

Tipo de evaluación de las definidas en el protocolo sanitario y que están relacionadas en la tabla de evaluaciones

Resultado de la otoscopía

Resultado de los test acumétricos Rinne y Weber

Media del nivel de audición en 2.000.HZ., 3.000.HZ y 4.000.Hz

Handicap calculado según el protocolo

Handicap calculado según el protocolo

Media del nivel de audición en 500 Hz, 1.000 Hz y 2.000 Hz.

Caída significativa del umbral según OSHA

Caída significativa del umbral según AAOO

índice ELI

índices SAL

Clasificación de Klockhoff

Derivación a otorrino si procede.

Tabla 3-21: Tabla de audiometrías.

3.9.1.8 Tabla de datos audiométricos.

Tabla con los datos correspondientes a los datos del audiograma del paciente.

122


Campo

IdAudiometría

Frecuencia

Nivel

Utilidad

Identifícador de audiometría

Frecuencia de la medida

Nivel en dB HTL

Tabla 3-22: Tabla de datos audiométricos.

3.9.1.9 Relaciones en la base de datos.

Las relaciones que se han generado en la base de datos se muestran en la Figura 3-44. Algunos campo de las distintas tablas están enlazados a tablas que contienen la definición de los posibles valores de ese campo. Por ejemplo, en el campo medicamentos sólo se pueden introducir datos válidos que existan en la tabla lista de medicamentos.

IQ Microsoft Access - [Relaciones]

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Jsl.xl j G' [áí HI #&4 ^-^ I '^ "t^rm \<hi^ SSí fx M ^ ' 1 1 ^ .

GíS-rji'

Preparado

i m i m c i o l i

Nombre Apellidos FechaNacímiento Domicilio CodígoPostel Sexo Localidad Provincia Telefono Fax TelefonoMovil CorreoSectronico AmbienteCasa AmblenteEntorno Hobbies Comentarios

DNI FechaAlta FechaBaJa NumeroSeguridad Empresa Tipo do Puesto MarcaProtectorAL iviodeloProtectorA MediaUsoDtarioPrt LAecíDiario LAeqSemanal , TraumatlsmoSono '^ i

MF-IdJUxIfxnetris J DW Operador Reposo AucÉtivo Previo Oído Tipo Enmascaramiento Oído Enmascaramiento Fecha Síntoma TipoEvaluacion Otoscopía Acumetría Media234 Handicap Auditivo MonoaL Handicap Auditivo Binaura Meda 512 CSLKOSHA) CSIXAAOO)

IdJUjdomctTia FTvajendd Nivel

\

MedcamentosyT* Comentarlos

^:-TpoEvaluadon

j MocicBfnBntnsyTt

^^SBifr ?> .

*¡T^deniesta

^mtr JACtmdades L./ 1/ -tis

^

® es 2d > E a ||Bjm17dic1-Moos | ¡gnudiometnas B |[agRelaciones , [ ^ ^ ^ ^ ^ ^ p O 4 5^<ílí ' "5AM

Figura 3-44: Relaciones entre las distintas tablas de la base de datos.

3.9.2 RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS DEL AUDIÓMETRO IMPLEMENTADO.

La Tabla 3-23 resume las características del audiómetro implementado que cumple con los requisitos de la norma IEC-60645-1. Ed: 2 2001, y ademas incorpora el sofware para cumplir los requisitos de realización de los ensayos audiométricos de la

123


norma IS08253 y del seguimiento de la función auditiva tal y como marca el protocolo de vigilancia sanita en materia de ruido.

Características

Conducción aérea

-Dos auriculares


Conducción Ósea

Enmascaramiento





-vibrador óseo

Interruptor de tono


-tono pulsado

Tono de referencia


-presentación simultanea.





Tipol

Clínico

Avanzado

Investigación

HDA200

EAR3A

B71

Implementados por software con filtros digitales en el DSP

•

•

•

Botón en el interfaz de usuario en el modo de familiarización

Implementado por software en el DSP

Botón en el interfaz de usuario en el modo de familiarización

Implementado por software en el DSP

Pulsador

•

•

•

124


Características

Indicador de señal



Tipol

Clínico

Avanzado

Investigación

•

•

•

En el interfaz de usuario

•

Micrófono y auriculares

Tabla 3-23: Resumen de características del audiómetro implementado.

125


126

Parte 4 Verifícación y calibración del audiómetro

4 Verificación y calibración del audiómetro

4.1 INTRODUCCIÓN

Este punto es uno de los más conflictivos de desarrollar debido a la complejidad y mezcla de recomendaciones y regulaciones a las que está sujeta la comercialización y utilización de un audiómetro y que en muchas ocasiones son contradictorias. Desde el punto de vista del fabricante, si quiere vender su producto en la Unión Europea, debe marcarlo con el sello CE y, por tanto, deben aplicársele las directivas correspondientes. A un audiómetro se le aplica la directiva 93/42/CEE [CEE42-93] y de acuerdo con ésta, se le clasifica como un producto sanitario activo, de diagnóstico, invasivo, de uso a largo plazo y con denominación Clase lia [CANALS-99]. El fabricante debe realizar la evaluación de la conformidad [IMPIVA-01] (Articulo 11 de [CEE42-93]) que para los productos clase lia es:

• Declarar la conformidad basándose en la elaboración de la documentación técnica completa. Esta documentación debe recoger los ensayos realizados, por parte del fabricante, para ver que se cumplen los requisitos esenciales. Estos se cumplen aplicando una norma armonizada como la EN60645 que es copia de la norma lEC correspondiente [IEC60645-1 Ed 1-92][IEC60645-1 Ed 2-01].

• Seleccionar y ejecutar alguna de las siguientes alternativas:

o Realizar la verificación CE que consiste en que el fabricante garantice con su proceso de fabricación la conformidad del equipo, para que posteriormente el organismo notificado realice im control de cada unidad producida o bien un control estadístico.

o El fabricante aplica un sistema de calidad y realiza una inspección de los productos fabricados, permitiendo que un Organismo Notificado realice controles, inspecciones y auditorias periódicas.

o El fabricante aplica un sistema de calidad acreditado.

127

Parte 4 Verificación y calibración del audiómetro

• El fabricante debe elegir el sistema de módulos para la evaluación de la conformidad del producto siendo inspeccionado y evaluado su sistema de calidad por parte del Organismo Notificado.

• El Organismo Notificado aprueba la solicitud.

• Se comunica la puesta en el mercado a las autoridades sanitarias.

• Marcado CE del producto (con número de Organismo Notificado) y comercialización.

• Vigilancia periódica por parte del Organismo Notificado.

Desde el punto de vista de la utilización, en estos momentos, el usuario está obligado a calibrar periódicamente el audiómetro con objeto de garantizar la trazabilidad de sus medidas si éstas se realizan de acuerdo a la norma ISO 8253 [IS08253-1-89] como es el caso de las medidas realizadas de acuerdo al [RD1316-89]. La norma ISO 8253 define las siguientes etapas en el proceso de calibración:

• Etapa A: Calibración subjetiva rutinaria. Proceso que se debe realizar semanalmente y que consiste en realizar una revisión completa del equipo. Las medidas que se realizan las hace el operador para ver que escucha con normalidad los tonos generados por el equipo. Desde nuestro punto de vista, denominar como hace la norma, calibración [CEM-98] a este proceso no es correcto dado que el operador nunca puede estimar la incertidumbre.

• Etapa B: Comprobaciones objetivas periódicas. Proceso que se debe realizar con una periodicidad mínima de tres meses y máxima de 12. Estas comprobaciones consisten en medir algunos parámetros del equipo y compararlos frente a las tolerancias indicadas en la norma. La norma ISO 8253 [IS08253-1-89] vuelve a conñmdir los términos dado que se está hablando de un proceso de verificación metrológica y no de calibración.

• Etapa C: Ensayos de Calibración básicos. Consiste en medir todos los parámetros que garanticen que el equipo cumple con la norma lEC 60645[IEC60645-1 Ed 1-92].

Los usuarios que no utilizan sus audiómetros en medidas del seguimiento de la función auditiva, que tengan una repercusión legal clara, están únicamente sometidos a las calibraciones que voluntariamente quieran realizar. En el caso de hospitales y clínicas audiológicas, se realizan las denominadas calibraciones subjetivas (Etapa A) y los procesos de mantenimiento correspondiente que tengan contratados.

La confusión crece si se aplican los conceptos de metrología legal que organizaciones como la Organización Internacional para la Metrología Legal (OIML) o el Centro Español de Metrología están promoviendo. Citando la definición dada por la OIML, la metrología legal "es el conjunto de procedimientos legislativos, administrativos y técnicos, establecidos por las autoridades públicas o en referencia a ellas, y puestas en práctica en su nombre, con el fin de especificar y asegurar, de forma reglamentaria o contractual, el nivel apropiado de calidad y de credibilidad de las

128


medidas relativas a los controles oficiales en el comercio, la sanidad, y el medioambiente". La OIML fue creada en 1985 y forman parte de ella la mayor parte de los países, incluyendo por supuesto a España, y es coordinada en el ámbito Europeo por WELMEC. En España las competencias de metrología las tiene el Centro Español de Metrología y las Comunidades Autónomas. La metrología legal ha sido un área de gran desarrollo en los últimos años y afecta a un conjunto elevado de productos, que por supuesto se deben comercializar con el sello CE. La lista en el caso particular de España incluye instrumentos de medida como Etilómetros, Taxímetros, Cinemómetros, Sonómetros, Instrumentos de pesaje, etc. Específicamente, los audiómetros no están sujetos a la ley en España aunque países como Austria, República Checa, Suiza y Hungría, que aunque no pertenecen a la Unión Europea sí pertenecen a WELMEC, sí los recogen en sus leyes, dado que la OIML ha elaborado una recomendación [OIMLRl 04-93] que indica los ensayos que se deben efectuar en orden a aprobar el modelo, comercializarlo y verificarlo periódicamente o después de una reparación. Los ensayos que se recomiendan no son otros que los especificados en la norma [IEC60645-1 Ed 1-92].

La conclusión más importante es que tanto para poder marcar el producto desarrollado con el sello CE, como para realizar el control metrológico, si éste existe, o su calibración posterior, se deben realizar los ensayos indicados en la norma vigente y las calibraciones correspondientes [IEC60645-1 Ed 1-92][IEC60645-1 Ed 2-01]. Los siguientes puntos proponen el equipamiento necesario para realizar las tareas de verificación y calibración, la metodología y las medidas que se deben realizar sobre el prototipo de audiómetro desarrollado, o sobre un audiómetro cualquiera, y los resultados obtenidos. Por último se proponen los modelos de incertidumbre.

4.2 EQUIPAMIENTO PROPUESTO.

El equipamiento necesario para realizar la verificación y la calibración de un audiómetro se muestra en la Figura 4-1.

AUDIÓMETRO EN ENSAYO,

VERIFICACIÓN O CALIBRACIÓN

^ VIA AEREA ^ VIA OSEA

Transductor

Acoplador

SIMULADOR DE O Í D O

Vibrador Óseo

MASTOIDES ARTIFICAL

SISTEMA DE ADQUISICIÓN Y

PROCESAMIENTO DE DATOS

SONOMETRO IEC60651

CON FILTROS IEC61260

FRECUECIMETRO DISTORSIMETRO

Figura 4-1: Equipamiento necesario para calibrar un audiómetro.

129


4.2.1 INSTRUMENTOS DE MEDIDA

Con objeto de poder realizar las medidas que requiere el proceso de calibración o verificación de un audiómetro es necesario:

• Un sonómetro que cumpla la norma lEC 60651[IEC60651-79] para poder medir el nivel de presión sonora existente en el oído artificial, el nivel de fiaerza aplicado al mastoides (medida que se realiza de forma indirecta a través del nivel de presión sonora), y realizar las medidas de las señales no deseadas con ponderación temporal Fast. Esta última medida no estaba claramente definida tanto en [ANSIS3.6-96] como en [IEC60645-1 Ed 1-92], pero en [IEC60645-1 Ed 2-01] sí indican que es necesario realizar la medida efectuando la descomposición en bandas según la norma lEC 61260[IEC61260-95], lo cual conduce a medidas bastantes más complejas pero más adecuadas. En el trabajo realizado por [LIGHTFOOT-00] también se ha utilizado un equipo de estas características. No cualquier equipo lEC 60651 es válido, porque se debe disponer de un ruido de fondo que esté por debajo de los valores mínimos que necesitan los transductores y su nivel máximo no está especificado en la norma IEC60651 quedando éste a libre elección del fabricante. Además, este equipo debe incluir la descomposición en bandas que no es obligatoria en la norma actual de sonómetros De los equipos comerciales analizados se propone la utilización del B&K2260 y del LD824. Como alternativa a éstos se puede utilizar un sistema de adquisición de datos, con capacidad de medida del nivel de presión sonora (con tiempo de integración Fast) y que realice el procesamiento en fracción de octava. Este equipo debe ser trazable de acuerdo a la norma IEC60651 y a la IEC61260. Como ejemplo de estos últimos se propone utilizar el Pulse LabShop de Bruel & Kjaer.

• Se debe utilizar un instrumento que permita medir distorsión y fi*ecuencia. Dado que, según [IEC60645-1 Ed 1-92], es necesario calcular la inñuencia de cada armónico se debe contar con un analizador de espectros que permita realizar estas medidas. En [IEC60645-1 Ed 2-01] ya no aparecen las medidas de cada armónico y sí las totales por lo que cuándo esta norma se transponga a la norma UNE-EN correspondiente se podría suprimir. El equipo LD824 incluye la posibilidad de funcionar como analizador de espectros, permitiendo medir la distorsión y la fi^ecuencia.

4.2.2 ACOPLADORES ACÚSTICOS Y SIMULADORES DE OÍDO ARTIFICIAL.

Para la calibración de transductores audiométricos no existe un dispositivo único, así, con la situación normativa actual se puede utilizar tanto un simulador de oído artificial como un acoplador acústico especial. La utilización de uno u otro depende del tipo de transductor que utilice el equipo audiométrico. El simulador de oído (ver Figura 4-2 y Figura 4-3) se debe ajustar a la norma lEC 60318-l[IEC60318-l-98] que normaliza las cavidades que presentan una impedancia similar a la del oído humano para la aplicación de transductores supraaurales que se utilizan en audiometría y telefonometría. La calibración de este instrumento se debe realizar, al menos, en las condiciones indicadas en la Tabla 4-1 obteniendo una incertidumbre de la cadena de medida de presión acústica como la indicada en la Tabla 4-2. El NPL (National Physical

130


Laboratory) realiza la calibración de estos equipos con la incertidumbre declarada en la Tabla 4-3.

Figura 4-2: Simulador de oído IEC318-1

Figura 4-3: Simulador de oído IEC60318-1.

Temperatura

23°C ± 3°C

Presión Atmosférica

101.3 KPa± 3.0 KPa.

Humedad

50 % ± 20 %

Tabla 4-1: Condiciones de referencia en la calibración de un simulador de oído IEC61318-1.

Incertidumbre (SPL)

±0.2 dB

Rango de frecuencia

20 Hz-10 KHz

Tabla 4-2: Incertidumbre máxima del simulador de oído IEC60318-1.

131

Parte 4 Veriñcación y calibración del audiómetro

Incertidumbre (SPL)

±0.2 dB

Rango de frecuencia

125 Hz-8 KHz

Tabla 4-3: Incertidumbre del NPL (acreditación UKAS) para calibrar un simulador de oído IEC60318-1.

El acoplador acústico utilizado específicamente en calibración audiométrica (ver Figura 4-4 y Figura 4-5) está descrito en la norma ffiC60318-3[IEC60318-3-98]. Aunque la impedancia acústica que presenta no es igual a la del oído humano, los RETSPL de los transductores también están medidos con este tipo de acopladores tal y como indica la norma IS0389-1 [ISO 389-1-98] con objeto de poder realizar medidas que sean comparables. La calibración de este instrumento se debe realizar en las condiciones indicadas en la Tabla 4-4, obteniendo una incertidumbre de la cadena de medida de presión como la indicada en la Tabla 4-5.

Figura 4-4: Acoplador acústico según IEC60318-3

Temperatura

23 °C dz 3 °C


101.3 kPa±3.0kPa.

Humedad

50 % ± 20 %

Tabla 4-4: Condiciones de referencia para la calibración de acopladores IEC60318-3.

Incertidumbre (SPL)

±0.2 dB

Rango de frecuencia

125 Hz-8 KHz

Tabla 4-5: Incertidumbre máxima del simulador de oído IEC60318-3.

132


Figura 4-5: Acoplador Acústico IEC60318-3

4.2.3 ACOPLADOR MECÁNICO PARA LA MEDIDA DE VIBRADORES ÓSEOS.

El acoplador que se utiliza para medir vibradores óseos que se emplean en audiometría (ver Figura 4-6) y en ayudas auditivas está normalizado por la IEC60373[IEC60373-90], y comúnmente se le denomina Mastoides artificial. Este acoplador debe presentar una impedancia mecánica especifica (cláusula 4.2 de IEC60673) y debe llevar asociado un sensor adecuado (generalmente un acelerómetro). Este acoplador se debe calibrar en las condiciones especificadas en la Tabla 4-6 con una incertidumbre máxima como la especificada en la Tabla 4-7.

Figura 4-6: Mastoides artificial según norma IEC60373.

Temperatura

23 °C ± 1 °C


101.3 kPa± 3.0 kPa.

Humedad

50 % ± 20 %

Tabla 4-6: Condiciones de referencia para la calibración de acopladores IEC60373.

133


Incertidumbre (SPL)

±1.0 dB

±2.0 dB

Rango de frecuencia

Hasta 2 KHz

2 KHz a 8 KHz

Tabla 4-7: Incertidumbre máxima del mastoides artificial IEC373.

La incertidumbre declarada por el NPL para la calibración de acopladores IEC60673 se indica en la Tabla 4-8.

Incertidumbre (SPL)

±0.4 dB

Rango de frecuencia

250 Hz-4 KHz

Tabla 4-8: Incertidumbre del NPL para el mastoides artificial IEC373.

Como alternativa al mastoides anterior la empresa Larson Davis comercializa el transductor mostrado en la Figura 4-7 que está diseñado para ser acoplado a un acoplador acústico IEC60318-3.

Figura 4-7: Mastoides artificial AMC493 aplicado al acoplador acústico.

4.2.4 ELEMENTOS NECESARIOS PARA CALIBRAR LOS TRANSDUCTORES.

La Tabla 4-9 muestra todos los elementos necesarios para realizar la calibración de los distintos tipos de transductores audiométricos.

Tipo Auricular

Supraaurales

Circumaural

Modelo

TDH-39,49, 50

DT48A0

Sennheiser HDA200

Método de calibración

Acoplador IEC60318-3 más acoplador NBS9-A.

0

Simulador de Oído IEC60318-1

Simulador de oído IEC60318-1 con adaptador IEC60318-2 Tipo 1

134


Inserción

Oseo

Koss HV/IA

EAR3A

B-71

Simulador de oído IEC60318-1 con adaptador IEC60318-2Tipo2

Adaptador tipo 2IEC60126 que se monta sobre un acoplador IEC60318-3.

Acoplador IEC60373

Tabla 4-9: Elementos necesarios para calibrar los transductores audiométricos.

Las figuras 4-8, 4-9, 4-10 y 4-11 muestran los distintos tipos de acopladores utilizados.

Figura 4-8: Acoplador NBS 9A

Figura 4-9: Adaptador IEC60318-2 Tipo I para montar en Simulador de Oído IEC60618-1.

Figura 4-10: Adaptador IEC60318-2 Tipo II montador en simulador de oído IEC60318-1.

135


Figura 4-11: Acoplador IEC60126 para auriculares de inserción.

4.3 VERIFICACIÓN DEL AUDIÓMETRO IMPLEMENTADO.

La caracterización del audiómetro como tal pasa por la comprobación de los parámetros que se deben cumplir. Dejando aparte el proceso de generación de señal los parámetros de linealidad, control de atenuación, margen dinámico de salida, distorsión, crosstalk, nivel de ruido y ON/OFF ratio, son responsabilidad en exclusiva del acondicionador de señal que excita los transductores. A continuación se describen las medidas que han sido realizadas y las conclusiones obtenidas en las mismas. Todas las medidas se han realizado en laboratorio con las condiciones controladas (en el caso de la temperatura y la humedad el laboratorio dispone de los medios para realizarlo, la presión está en el margen habitual que se registra en Madrid Capital). La temperatura se ha mantenido entre 23 °C ± 2 °C, la presión atmosférica entre 90kPa y 102.0kPa y la humedad entre 40 % HR y 60 %HR.

4.3.1 MARGEN DINÁMICO.

Los resultados de las medidas del margen dinámico en función de la carga se presentan en la Tabla 4-10 y en la Figura 4-12. Las conclusiones que se obtienen en la realización de la medida son:

• El margen dinámico del prototipo está limitado por el LT1210 cuándo se carga con impedancias menores de lOQ y por el CS 3310 para valores superiores. Con objeto de garantizar un correcto funcionamiento del acondicionador se ha fijado como margen funcionamiento seguro el rango ±3,75 V.

LT1210

Medido

Seguridad

VMÍII

VMEX

Vivlin

VMax

VMin

VMBX

5Q

-2,1

2,9

-2,1

2,9

-2,1

2,9

lOQ

-4

4,8

-4

4,8

-3,75

3,75

15Q

-6,1

6,6

-4,5

4,8

-3,75

3,75

20Q

-7,8

7,8

-4,5

4,8

-3,75

3,75

25Q

-8,4

8,4

-4,5

4,8

-3,75

3,75

3on

-9

9

-4,5

4,8

-3,75

3,75

40Q

-9,6

9,6

-4,5

4,8

-3,75

3,75

50Q

-9,6

9,6

-4,5

4,8

-3,75

3,75

5 5 n

-9,6

9,6

-4,5

4,8

-3,75

3,75

136


Tabla 4-10: Medida del margen dinámico.

12-1

10-

8-

6-

4 -

2 -

V 0 -

-2"

-4 -

- 6 -

- 8 -

-10-

-12 "J

(

1

1

) 5

-¿—

i ^ r

k " S ^

1

i - - -J

í

K--I

0 1

F=—=1

' - •/

S, ~ i 1— — (

5 2

1 — ' '-I

i> " -/,

f .- -, ^— H

0 2

i>- - - /

r . , „ „ : 1 - —" M

5 3

RL

^ —. i - - -

1— —

0 3

(Q)

" ~ ~ ~ i i"*" " " " "

- - > t - "

, „ , < ^ :., — —11^ —^

5 4

1 1

1

_U1 V-i

1 = 1 1 -

1— -«-. ^ 1

' - - y t - - - / ;

, „ _ , f . „ ,, ., í*

— - i 1 - — •! 1

0 45 50 55

1210 —•—Medido - •>< - Seguridad

60

Figura 4-12: Medida del margen dinámico.

El análisis de los datos obtenidos y su comparación con los datos de la Tabla 3-3, Tabla 3-4, Tabla 3-6, Tabla 3-7, Tabla 3-8 y Tabla 3-9, manifiesta la limitación de margen dinámico cuándo se conecta un auricular supraaural DT48, exclusivamente en 4 KHz por insuficiencia de nivel. No aparece ningún inconveniente en el resto de los transductores e incluso existe la posibilidad de aumentar el margen dinámico por encima de lo requerido en la norma. La limitación del margen dinámico se puede resolver de dos formas:

• Incluyendo un convertidor DC/DC que aumente el margen de alimentación del LT1210 y configurando al amplificador con mayor ganancia. Esta solución tiene el inconveniente de aumentar el nivel de ruido y, por tanto, empeorar los niveles bajos habiéndose desestimado su utilización.

• Aumentando la superficie de disipación de los LT1210 para que se reduzca su temperatura de funcionamiento, dado que ésta tiene una repercusión directa en el margen dinámico [LT1210-00]. La Tabla 4-11 muestra la medida de la temperatura en los amplificadores y en los dos extremos de la placa (ver Figura 4-14) en el prototipo actual.

137


Entrada

0,5 VRMS

1 VRMS

1,5 VRMS

2 VRMS

2,5 Vrms

3 VRMS

LT1210(1)

43 °C

52 °C

63 °C

71 °C

77 °C

84 °C

LT1210 (2)

44 °C

53 °C

62 °C

72 °C

78 °C

82 °C

Punto 1 de la placa

39 °C

46 °C

52 °C

55 °C

62 °C

64 °C

Punto 2 de la placa

34 °C

39 °C

45 °C

46 °C

48 °C

57 °C

Tabla 4-11: Temperatura de la placaCr" ambiente 24 »C. RL =5 Q).

4.3.2 FRECUENCIA.

El procedimiento para medir la frecuencia de las señales entregadas por el audiómetro consiste en utilizar un frecuencímetro que sea capaz de medir la frecuencia que existe en cada canal del audiómetro cuando la señal pasa por el simulador de oído, los acopladores y/o el mastoides. Se puede afirmar y se propone, por tanto, que el proceso es totalmente equivalente si se sustituyen los transductores por sus impedancias eléctricas equivalentes y se mide la frecuencia de la señal eléctrica que se les aplica. La norma no indica cómo se debe realizar la medida ni en qué condiciones. La Tabla 4-12 muestra las medidas realizadas eléctricamente con un analizador de audio HP8903E y acústicamente con el equipo LD824 poniéndose de manifiesto la total conformidad con la norma. Sólo se muestran los datos de un canal dado que los datos del resto de los canales son idénticos. La precisión de la frecuencia generada depende en exclusiva de los osciladores de cristal incluidos en el módulo de generación de señales Q20DS.

F(Hz)

125,0

250,0

500,0

750,0

1000,0

2000,0

3000,0

4000,0

5000,0

Canal OAOP

Eléctrica (Hz)

125,0

250,0

500,0

750,0

1000,0

2000,0

3000,0

4000,0

5000,0

Acústica (Hz)

125,0

250,0

500,0

750,0

1000,0

2000,0

3000,0

3996,0

4998,0

138


6000,0

8000,0

Canal OAOP

6000,0

8000,0

600,0

8000.1

Tabla 4-12: Medida de las frecuencias generadas.

4.3.3 DIAFONÍA.

El problema de la diafonía es uno de los más complejos de resolver, desde el punto de vista del diseño analógico de sistemas de medida. Poder garantizar niveles adecuados de diafonía, asegura un correcto funcionamiento del sistema en presencia de perturbaciones tanto internas (incrementos y decrementos de corriente que provocan interferencias conducidas por impedancia común) como extemas (interferencias radiadas) [WILLIANS-01]. En el caso de los audiómetros la normativa indica que la medida de la diafonía se puede realizar de forma eléctrica midiendo la señal que se obtiene en el canal inactivo cuándo se aplica una señal superior a 70 dBnTL en el canal activo. La norma, por el contrario, no indica las condiciones de frecuencia y nivel concretas en las que se debe realizar la prueba (hay fabricantes que sugieren utilizan 80 dBHTL y 1 KHz [AUD-99]). Se puede afirmar que la medida de la diafonía está en clara dependencia con la firecuencia y con el nivel por los siguientes motivos:

• La diafonía de un circuito es dependiente de los acoplos capacitivos que presente el circuito y, por tanto, a mayor frecuencia más reducido es el nivel en dB [OTT-88]. Este parámetro está en clara relación con el Layout del circuito impreso y de cómo se dispongan los elementos. En este caso la disposición utilizada de componentes no tiene influencia en este sentido, aunque el diseño del plano de masa sí que influye notablemente en este aspecto como se demostrará posteriormente.

• La medida realizada es dependiente del nivel en el momento en que se debe considerar el ruido de fondo. Si la medida se realiza a 1 KHz pueden existir problemas con el ruido de fondo si se elige un valor del nivel en dBnTL próximo a los TOdBnxL.

• La medida de la diafonía depende de la impedancia de cierre del canal inactivo. Se ha comprobado que impedancias de salida equivalentes del generador que excita el canal mayores de 8 Q reducen notablemente el valor de la diafonía.

Así, la primera medida que se realizó, utilizando el equipo de medida Pulse LabShop [BKPULSE-98] con la disposición indicada en la Figura 4-13, dio como resultado valores por debajo, es decir, peores, de lo exigidos en la norma.

139


ALIMENTACIÓN

CANAL1

- •cz

CANAL2

RG

V

ACONDICIONADOR

: >

z>-

SALIDA

PULSE LABSHOP

RL1

CANALl

RL2

CANAL2

Figura 4-13: Disposición para la medida de la diafonía.

El origen de estos resultados negativos estriba en la calidad del retomo de la señal. Para poder mejorarlo se analizó el punto óptimo de contacto (ver Figura 4-15), con el layout, de un cable de retomo de sección mayor al utilizado en la conexión previa, obteniéndose los resultados indicados en la Tabla 4-13. La Figura 4-16 muestra la señal del canal inactivo cuándo se aplica una señal de 135 dB en el canal activo.

(125 dBspL en canal activo)

Sin hilo adicional de masa.

Con 4 hilo en (2)

CANALl ACTIVO

51 dB

36 dB

CANAL 2 ACTIVO

51 dB

22 dB

Tabla 4-13: Mejora en la diafonía con la conexión de retomo de señal.

140


Figura 4-14: Layout del amplificador

Figura 4-15: Mejora del retomo de señal.

141


wifflniffiBmumiiffBHgii £íe gót QrsanRor Heatuemonl Wo(1(£ook &epoct ^jo» ^Rpi^i Ofibom ^niw ürip

gPiBi fNe i -altl>P|,-»FliBll1te|fe|'W|l!! |ai gí¥iw|yF5I5ii rrT|¥|yl"?'|^lW|iEg|'^|^|^1~¥] H g ' M [gif|ml¥1w| Tlalcfp am&

AulospecííUfliSignal 2) InpU Watüng; Ir^itit: InpU: FFT Anolyzw

Máximum Valué Y - 1 3 3 d B / 2 0 ^ P a X.1«Kf t .Kz

Curso r Va lúes Y-19,7dB/2O,0uPa

Status 12/9/m 13:4t59.a Avefjgos: ICD Oveiload 0 . K 2

J 2J

Au)ospoctrurr(SignaI1) Inpul Waking; Input: Inpul; fTT Andjizet

l-lnlxl Máximum Valué Y - 4 5 , 3 « / 2 0 A i P a

Cursor Va lúes Y-18£d8/20.l>iPo

Status IZ-SA]! 19:45:01.210 Avetages: 100 Ovwload Q,mX

Figura 4-16: Representación del espectro de la señal en el canal activo (izquierda) y de la señal en el canal inactivo.

El objetivo que se persigue con la realización de esta medida es demostrar que el efecto de la diafonía es máximo cuándo la impedancia de carga del transductor es la mínima (5 Q), debido a que esto provoca elevados niveles de corriente que manifiestan el efecto de la impedancia común. En este sentido se han realizado medidas con cargas de 5 Q, 10 Q, 40 Q, 100 Q y 300 Q con objeto de corroborar este aspecto. Como resultados se presentan las medidas de la diafonía para la impedancia de 5 Q (ver Apéndice II )y la evolución de la diafonía a la frecuencia de 1 KHz en función de la impedancia del transductor. Se puede afirmar, por tanto, que la medida práctica de la diafonía se debe realizar conectando una impedancia eléctrica equivalente a la resistencia de menor valor de los posibles transductores que se deben utilizar pudiendo ensayarse a cualquiera de las firecuencias de trabajo habituales del audiómetro aunque se recomienda 1 KHz (ver Figura 4-17).

142


100-1

m 90-a

70 -

]

ii: = z : i . . .

- 5 ( í :

rTTt

10

RL(Q)

: - l > ^ ^ — m - - -

100 1

1000

Figura 4-17: Evolución de la diafonía para 1 KHz en función de la resistencia de carga con entrada en 100 dBspL

Con objeto de corroborar lo anterior se ha realizado la medida de forma acústica, a IKHz y con un nivel de 80 dEniL, pudiéndose concluir que con el transductor circumaural izquierdo o derecho montado en el acoplador y el contrario alejado una distancia superior a 30 cm se obtiene siempre una diafonía superior a 75 dB. Hay que controlar muy bien la distancia de separación del auricular contrario al estar radiando y poder captar el oído la señal emitida.

4.3.4 ON/OFF RATIO.

Este parámetro está relacionado con la posibilidad de activar o desactivar la salida del audiómetro. La norma especifica que señal en la salida del audiómetro debe ser de -10 dEniL cuándo la salida está desactivada, y con la señal del audiómetro fijada en 60 dBHTL o menos. Para otros niveles de entrada superior, un incremento de 10 dB no hará que la salida suba más de 10 dB. En la solución hardware propuesta este parámetro se puede controlar mediante la señal mute del CS 3310 o bien mediante la señal de shutdown del LT1210. En cualquier caso ninguno de los fabricantes ofi ece información precisa, en cuanto a parámetros, sobre el comportamiento de estos modos de funcionamiento. Así, existen tres soluciones para implementar el ON/OFF: aplicar el control sobre la señal mute del CS 3310, aplicar el shutdown del LT 1210 o aplicar ambos simultáneamente. La medida se debe realizar con la carga de 5Q., aplicando una señal sinusoidal de 3 VRMS configurando el Pulse Labshop con una sensibilidad de 45 mV/Pa, lo que suponen 130 dB/20uPa, es decir, 130 dBspL- Esto representa un aspecto problemático sobre cómo reflejar los resultados, dado que la sensibilidad depende de la fi"ecuencia en el transductor.

Se puede observar cómo aplicando únicamente el mute del CS 3310 se cumplen las especificaciones de la norma para los incrementos por encima de 60 dEaiL- Sin embargo, no se cumple el aislamiento para niveles inferiores, pues la cantidad de señal a la salida del CS 3310, habiéndose aplicado el mute, dependen exclusivamente del nivel aplicado a su entrada y no de la atenuación configurada (ver Figura 4-18 y Figura 4-19).

143


A priori, y según los datos tabulados, podría pensarse que con la aplicación del shutdown el circuito está dentro de norma. Aunque esto es cierto, también lo es que el resultado es mejor si se aplican mute y shutdown simultáneamente.

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Máximum Valuó Y-2,85d8/20JuP-s X . 8 . I X » L H I

•iVSm 15:1200.688 AvnA nC trne; 0.12S i Ovortoad 04XS

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Figura 4-18: Señal a la salida aplicando el shutdown.

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status 13/9/01 151ftCI7.387 Avaagno bmo: 0.1251 OveiiMd OJXi»

Figura 4-19: Señal a la salida aplicando shutdown y mate.

En el apéndice II se proporcionan los datos numéricos de las medidas eléctricas realizadas.

Adicionalmente se ha medido de forma acústica el comportamiento del ON/OFF ratio. Se puede concluir que la medida es muy difícil de realizar en las condiciones

144


impuestas, debido a la limitación en las medidas del ruido de fondo. El objetivo final de este parámetro es conocer si la diferencia de niveles entre la activación y desactivación de la señal es de 70dB, por tanto se propone realizar la medida a 80 dEniL y a 1 KHz y comprobar este aspecto dado que en este caso el ruido de fondo no imposibilita la medida. Los resultados obtenidos indican un valor superior a los 75 dB.

4.3.5 LINEALIDAD.

Analizando la normativa se desprende que el nivel óptimo de salto para realizar el ensayo de linealidad es de 5 dB, obteniéndose desviaciones que no deben ser superiores a l dB. La linealidad del audiómetro es responsabilidad casi exclusiva del acondicionador de señal y en este caso particular del CS 3310. El fabricante no ofrece dato alguno al respecto, aimque sí indirectamente especifica que para una ganancia de 31,5 dB, el error de ganancia típico es de ±0,05 dB, lo que indica un muy buen comportamiento del dispositivo. Como se pretende caracterizar el atenuador se ha medido la linealidad desde 140 dBspL hasta el nivel de ruido del equipo, volviendo a indicar que para tener medidas en dBnxL sería necesario particularizar para cada transductor. Aquí se aborda de forma general y en lugar de medirlo en tensión se ha medido en dBspL- Los resultados obtenidos indican el cumplimiento, como era de esperar, de este parámetro de linealidad. Los resultados numéricos están recogidos en el apéndice IL A priori y salvo que los transductores del equipo estén deteriorados está medida se puede realizar exclusivamente de forma eléctrica dado que los transductores tienen un buen comportamiento lineal en amplitud. Además, eléctricamente se puede medir mejor la diferencia de niveles ya que acústicamente la medida está limitada por la resolución de 0.1 dB del sonómetro.

4.3.6 DISTORSIÓN.

La medida de la distorsión se debe realizar para la vía aérea y ósea de forma acústica con objeto de conocer la distorsión total del sistema. Sólo cuándo se conoce que la aportación de los transductores es muy reducida se puede realizar el ensayo de forma eléctrica (transductores acústicos). En primer lugar se va a proceder a medir la distorsión introducida por el acondicionador, para posteriormente presentar las medidas acústicas. La medida eléctrica de la distorsión se ha realizado utilizando un analizador HP 8903E y el equipo Pulse LabShop. El primero permite medir la distorsión total y el segundo permite conocer la distribución y contribución de cada uno de los armónicos de la señal. Las condiciones de medida han sido aplicar una señal de 1 VRMS configurando en el Pulse LabShop una sensibilidad de 11,18 mV/Pa, lo que suponen 132 dBspL- La Figura 4-20 muestra la medida de la distorsión con el Pulse LabShop y la Tabla 4-14 presenta los datos de la medida de la distorsión, indicándose la distorsión armónica total y la contribución de cada uno de los armónicos. Los resultados completos a distintas frecuencias de armónicos y subarmónicos se incluyen en el apéndice II poniéndose de manifiesto el cumplimiento de la norma por parte del equipo.

145


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90-

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Figura 4-20: Medida de la distorsión con el Pulse LabShop en una señal de 5 KHz.

Frec

(Hz)

1.000

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-lOdB

C2-10dB

Cl-20dB

C2-20dB

THD %

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

PArm.

dB

23,1

46,3

36,2

28,7

26,1

5,6

8,4

r A r m .

%

3,199E-04

4,624E-03

l,445E-03

l,928E-03

l,429E-03

4,266E-04

5,888E-04

2°Arm.

dB

43,7

53,9

43,2

34,5

35,7

24

26,9

2''Arm.

%

3,428E-03

l,109E-02

3,236E-03

3,758E-03

4,315E-03

3,548E-03

4,955E-03

3°Arm.

dB

22,8

23,8

23,2

17,6

15,5

4,8

3

3°Arm.

%

3,090E-04

3,467E-04

3,236E-04

5,370E-04

4,217E-04

3,890E-04

3,162E-04

Tabla 4-14: Medida de la distorsión a 1 KHz.

4.3.6.1 Distorsión armónica con el vibrador óseo B-71.

La Tabla 4-15 muestra los datos obtenidos tras realizar la medida de la distorsión armónica con el vibrador óseo acoplado al mastoides artificial B&K 4930. La norma, en su apartado 6.1.5, tabla 4, especifica los niveles en dEniL a los que se debe medir, siempre y cuándo éstos sean menores que los que es capaz de proporcionar el audiómetro. Estos valores figuran debajo de la correspondiente fi"ecuencia, en la columna de la izquierda de la Tabla 4-15.

146


Frec.(Hz)

250

50 dBHTL

500

50 dBHTL

750

50 dBHTL

1000

60 dBHTL

1500

60 dBHTL

2000

60 dBHTL

3000

60 dBHTL

4000

ÓOdBHTL

Canal 1

Canal 2

Canal 1

Canal 2

Canal 1

Canal 2

Canal 1

Canal 2

Canal 1

Canal 2

Canal 1

Canal 2

Canal 1

Canal 2

Canal 1

Canal 2

THD %

1,17

1,07

1,02

1,07

0,75

0,77

0,41

0,39

0,07

0,07

0,08

0,08

0,05

0,04

0,07

0,06

Fund.

85,98

86,10

107,40

107,00

97,98

97,80

102,30

102,20

94,78

94,75

89,82

89,80

90,18

90,17

96,15

96,20

2''Arm.

dB

47,34

46,7

67,52

67,6

55,52

55,48

54,5

54,1

31,8

31,1

28

27,7

23

22

32,6

32,2

3°Arm.

dB

19

20

41,3

41,9

22

22,5

22

22

14

14,6

14,5

14,7

13,6

13

17,3

15,7

4°Aim.

dB

17

17

29,3

30,4

14

14

15,2

15

14,3

14,6

13,9

14,7

13,6

13

19

17

Tabla 4-15: Medida de la distorsión en el vibrador óseo.

4.3.6.2 Distorsión armónica del transductor HDA200.

La Tabla 4-16 muestra las medidas de distorsión tomadas acústicamente sobre el transductor aéreo HDA200.

147


Frec. (Hz)

125

75 dBHTL

250

90 dBHTL

500

110 dBHTL

750

110 dBHTL

1000

110 dBHTL

2000

110 dBHTL

3000

110 dBHTL

4000

110 dBHTL

5000

110 dBHTL

6000

90 dBHTL

8000

90 dBHTL

THD%

0,2

0,1

0,6

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

1,1

Fund.

92,6

83,2

110,1

107,2

106,2

102,7

103,3

109,4

109,4

103,7

107,1

2°Arm.

dB

33,4

11,3

44,8

38,4

24,8

41,2

43,6

33,4

40,9

40,3

68,2

3°Arm.

dB

35,3

62,2

34,9

41,5

26,1

12,8

15,5

24,4

4''Ann.

dB

3,2

8,3

38,1

21,7

13,3

8,1

14,0

9,8

14,2

Tabla 4-16: Distorsión del audiómetro con transductor HDA200.

4.3.7 RUIDO.

La medida y caracterización del ruido que genera el acondicionador de señal y, por tanto, el audiómetro ha sido uno de los puntos más complejos de estudiar, analizar y concluir en esta tesis. Las normas internacionales no dejan en absoluto claro el método de medida que se debe utilizar, únicamente, y como ya se ha mencionado, se indica en el documento más moderno [IEC60645-1 Ed 2-01] que se debe medir un nivel de señal en análisis de tercio de octava que sea inferior a los -10 dBHXL que indica la norma.

148


Para conocer la problemática de la medida se presentan en primer lugar las medidas que se han realizado de forma eléctrica con ayuda del equipo Pulse LabShop y a continuación se muestran las medidas acústicas.

La Figura 4-21 muestra el nivel de ruido medido por el Pulse LabShop cuándo se cortocircuitan sus canales de entrada. Se puede ver cómo aparece un nivel de ruido de fondo que es comparable con los niveles que se necesitan medir. ll.nhmil!jaajllMJtil)J.I.|l|*H.II.IIIJJI.tlW!l«|.l,LI,ll!IWI.WMWiM1.4>.!.M|.iHI.I.WItfcllll '.H Efe £*-Ofgarww''MwW'w«rt';WofkBc<ik ;;B<'Pflrt;.Yiew; Ci Dabom; tfwdovy; üelP- ^__

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• < 1 l"iii:H Foí Holp, pross Fl _

Figura 4-21: Medida del ruido de entrada del Pulse LabShop.

La Figura 4-22 muestra una estimación del ruido introducido por el prototipo, donde en la gráfica superior se presenta la señal obtenida del prototipo cuándo en la entrada se le estaba aplicando ima señal de 1 |iV. La señal central es la señal generada por el generador y la gráfica inferior es la estimación del ruido generado por el prototipo.

Las estimaciones obtenidas hay que compararlas con los valores correspondientes a los -10 dEniL de cada transductor. La Tabla 4-17 y la Tabla 4-18 los resume de nuevo y pone de manifiesto el hecho de encontrar un nivel de ruido de fondo superior al permitido. La Figura 4-23 y Figura 4-24 representan comparativas de los niveles de ruido de fondo medido.

149


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Status 19/9/01 17:59:12.379 Avefagng time: 4 s Oveikjíd 0,00 S

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Status 13/9/01 17:59:11.583 Aveiagno tirriK 4 s Overload OJMS

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/] PLF - PL Piogiam

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1.Su-

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Cursor Valúes Y-e02nV

Status 19/9/01 175912379 Aveisging íimo 4 s Overload. OOOX

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Figura 4-22: Ruido medido en el prototipo

Frecuencia (Hz)

DT 48 (laV)

EAR 3A (pV)

HDA 200 (^V)

B 71 (pV)

Ruido Canal 1 ( iV)

Ruido Canal 2 ( iV)

125

8,404

7,51675

11,1936

0,7

0,48

250

1,1207

2,24404

2,8117

1057,9984

0,82

0,54

500

0,2658

0,90371

1,1857

183,9541

0,97

0,62

750

0,1677

0,59024

0,9418

119,4322

1,15

0,73

1.000

0,1677

0,39905

1,2559

75,7356

1,2

0,8

1.500

0,1677

0,47427

1,4092

41,7279

1,2

0,92

Tabla 4-17: Niveles de ruido en los canales del prototipo y tensiones mínimas de los transductores (125 Hz a 1.500 Hz).

Frecuencia (Hz)

DT 48 (i^V)

EAR 3A (^V)

HDA 200 (laV)

2.000

0,1583

0,53215

1,4092

3.000

0,4212

0,53215

1,4092

4.000

0,7071

0,66226

2,6544

6.000

1,7762

4,47744

1,9905

8.000

1,3319

10,02374

5,2963

150


Frecuencia (Hz)

B 71 (ixV)

Ruido Canal 1 (|xV)

Ruido Canal 2 (|xV)

2.000

59,5113

1,25

1

3.000

88,914

1,33

1,2

4.000

120,9168

1,45

1,3

6.000

1,65

1,6

8.000

1,8

1,8

Tabla 4-18: Niveles de ruido en los canales del prototipo y tensiones mínimas de los transductores (2.000 Hz a 8.000 Hz).

>.

o

H

H

10000

1000

100

100 1000

Frecuencia (Hz)

10000

- • - DT 48 - • - EAR 3A - A - HDA 200 - • - B 71 - O - Ruido Canal 1 - O - Ruido Canal 2

Figura 4-23: Comparativa de niveles de ruido con los niveles mínimos de los transductores.

La solución adoptada para reducir este problema del ruido de fondo ha sido introducir un atenuador (controlado por un relé G6S con resistencia de contacto de 0.075Q y 100 millones de conmutaciones de vida media) que sólo se conecta cuándo es necesario generar niveles bajos. Estas medidas se han repetido con la introducción de un atenuador por 10 obteniéndose los resultados indicados en la Figura 4-25. Desde el punto de vista práctico se ha introducido una resistencia de 150Q que proporcionan las atenuaciones indicadas en la Tabla 4-19. En cualquier caso los valores obtenidos de mido de fondo se aproximan de forma muy crítica a los niveles mínimos que necesita el transductor DT48AO siendo necesario plantearse en el futuro la búsqueda de una mejor solución. Los intentos realizados por reducir el ruido de fondo entregado por el acondicionador sobre la base de reducir las resistencias de realimentación provocan inestabilidad en el amplificador.

151


4.5 -

^ 4 -

i 3.5-

1 2.5 -.2 ^ g 1.5 -

1 -

0.5 -

^ ^

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i

11

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Jjt:" i í

u 100 1000 10000

Frecuencia (Hz)

—•— DT 48 —•— EAR 3 A —*— HDA 200 — • " Ruido Canal 1

Figura 4-24: Comparativa de niveles de ruido y niveles mínimos de los transductores.

DT48

EAR3A

HDA 200

B71

Impedancia

5 Q

50 O

40 Q

5 Q - 3 0 Q

Atenuación

31 veces

4 veces

4,75 veces

No se aplica

Tabla 4-19: Niveles de atenuación.

2.5

> 3

í ' I ,.5 c

•i 1 c

0.5

100 1000

Frecuencia (Hz)

10000

-DT48

- Ruido Canal 1

•EAR3A

-©—Ruido Canal 1/4

-A—HDA 200

-O—Ruido Canal 1/10

Figura 4-25: Reducción del nivel de ruido.

152


Otras investigaciones como las presentadas en [LIGHTFOOT-00] y [SMITH-97] ponen de manifiesto este mismo problema.

Una vez realizadas las medidas eléctricas se procedió a realizarlas de forma acústica obteniéndose los resultados indicados en la Figura 4-26.

10000

• Ruido Acústico de Fondo -n— Ruido Acústico con el Audiómetro en MUTE (sin atenuador) —~ Minimo Rango de Medida en LD824 -^—Mínimo rango de medida BBÍ2260

Figura 4-26: Medida del ruido de fondo.

Las medidas que se presentan son:

• El ruido acústico medido en el oído artificial cuándo el transductor HDA200 está cortocircuitado. Se ha utilizado este transductor porque es el que mejor aislamiento tiene del ruido acústico exterior.

• El ruido acústico medido en el oído artificial cuándo el transductor tiene conectado el audiómetro realizado con la señal en su máxima atenuación (MUTE) y sin el atenuador de salida conectado.

• Los niveles mínimos que los fabricantes especifican en sus hojas de especificaciones. En el caso del LD824 el fabricante da el factor de ruido y los niveles mínimos que el equipo mide. En el caso del B&K2266 se dan los niveles de ruido, pero como se afirma en [KRUG-98] el margen de medida debe comenzar en 16 dB por encima del nivel del ruido de fondo si se desea tener una resolución de al menos 0.1 dB, lo que empeora notablemente el margen de medida. De la experiencia del Laboratorio de Calibración de Instrumentos Acústicos se conoce que este equipo comienza a medir a partir de los 20dBspL. Podría pensarse en utilizar otros sonómetros comerciales pero del análisis y de la experiencia se puede determinar que el LD824 es el que mejor comportamiento tiene.

153


Sin la actuación del atenuador de salida los mínimos niveles HL que el equipo puede generar, medidos tal y como especifica la norma, se muestran en la Tabla 4-20. Teniendo en cuenta que no se ha utilizado el atenuador, estos niveles se podrían reducir y hacer que el equipo entre dentro de los niveles especificados por la norma.

Frecuencia

125

250

500

750

1000

2000

3000

4000

6000

8000

Nivel dBHTL

-10,5

-8,8

-3,1

-0,5

0,5

5,8

7

2,4

2,9

-2,7

Tabla 4-20: Niveles HL mínimos del prototipo sin utilizar el atenuador.

4.3.8 MEDIDA DEL TIEMPO DE ACTIVACIÓN/DESACTIVACIÓN Y DEL MODO PULSADO.

Se ha medido el tiempo de activación/desactivación de la señal y los tiempos en modo pulsado. Éstos parámetros se controlan con el proceso de generación de la señal y, por tanto, la resolución depende de la fi^ecuencia de muestreo. La medida se ha realizado con ayuda de un osciloscopio digital obteniéndose: un tiempo de subida y bajada de 20 ms una firecuencia de la señal pulsada de 2,27 Hz con tiempos de subida de 20 ms.

4.3.9 MODULACIÓN.

La modulación se controla con el proceso de generación de señal. Se ha comprobado que el porcentaje de variación de la frecuencia es del 5% con una variación lineal de 5Hz/s. Esta medida se ha realizado con la ajmda del sonómetro LD824 que dispone de un fi-ecuencímetro con estas capacidades.

4.4 CALIBRACIÓN

Al igual que en otras áreas del mundo de la instrumentación acústica, como es el caso de los instrumentos de medida de presión sonora o sonómetros, la calibración consiste en contrastar el equipo fi^ente a patrones, emitiendo incertidumbre, utilizando los procedimientos especificados en las normas de aplicación. Además, y por tradición, el proceso de calibración consiste en comprobar una por una las prestaciones y

154


capacidades que el audiómetro tiene, comprobando, si los valores medidos están dentro de los rangos especificados en las normas. Los laboratorios que realizan tareas de calibración deben tener sus procedimientos ajustados a procedimientos intemacionalmente conocidos y contrastados, de forma que es habitual realizar medidas de acuerdo a las normas UNE, lEC, ANSÍ, BS, VDE vigentes. En está parte se van a describir los procedimientos que se han confeccionado para realizar la calibración y posteriormente se van a mostrar los resultados obtenidos al ejecutarlos sobre el audiómetro implementado. Además se va a proceder a definir el modelo de cálculo de incertidumbre necesario para cada uno de los pasos de calibración. Los métodos, el instrumental y los patrones que se debe utilizar para calibrar audiómetros es un área que está en discusión y que en los próximos años se desarrollara con la aparición de nuevos estándares que cubran las deficiencias de los actuales. En [NPL-00] aparece la política metrológica del NPL para el período 2001-2004 en materia de acopladores y oídos artificiales. Por último, aclarar que ejecutar un procedimiento de calibración no implica realizar ajuste. Este solo se debe realizar a petición del propietario del instrumento. De esta forma, es muy habitual proporcionar la exactitud del instrumento frente al patrón y la incertidumbre de la medida. En el caso del audiómetro diseñado el ajuste se realiza íntegramente ajustando el atenuador digital, generándose unas tablas de amplitud y atenuación que permiten conseguir el nivel de señal deseado.

4.4.1 CONSIDERACIONES INICIALES.

Del análisis detallado y comparativo de [ANSIS3.6-96][IEC60645-1 Ed 1-92] [IEC60645-1 Ed 2-01][IEC60645-2-93][IEC60645-3-94][IEC60645-4-94] se pueden concluir que:

• Para calibrar un audiómetro se debe considerar como patrón a un sonómetro IEC60651 (compuesto de un micrófono, un preamplificador y el sonómetro como tal) que se haya calibrado fi-ente a un calibrador acústico multifünción trazable. Esto garantiza que todas las medidas acústicas que se realicen posteriormente podrán ser trazadas frente a este sonómetro. En España existen varios laboratorios que pueden realizar la calibración de un sonómetro en estas condiciones como son (LGAI: Generalitat de Cataluña, LABEIN (País Vasco), Bruel & Kjaer (Madrid) y LACAINAC: Universidad Politécnica de Madrid).

• Se debe conocer la incertidumbre del sonómetro en las frecuencias de ensayo.

• Se debe conocer la alteración que introduce la base del oído artificial en la respuesta el sistema. Algunos fabricantes recomiendan calibrar el sonómetro con la base del oído conectado a la frecuencia de IKHz. Este proceso, aunque correcto a priori, aumenta la incertidumbre de medida. Por tanto, se propone no realizar de nuevo la calibración, y en cambio es conveniente calcular los factores de corrección que introduce la base del oído en la respuesta del sistema. En este caso se ha procedido a medir dicha respuesta con ayuda de un calibrador multifirecuencia B&K4226 habiéndose obtenido un factor de corrección de +0.5 dB para todo el margen de trabajo.

155


4.4.2 MODELO DE CALCULO DE INCERTIDUMBRE DEL SONOMETRO IEC60651 LD824.

La incertidumbre se ha calculado [CEM-98] suponiendo que se calibra un sonómetro LD824 dotado de un micrófono 2589 utilizando un calibrador multifiínción B&K4226. Las condiciones ambientales en las que se realiza la calibración son 23 °C ± 2° C, 100 kPa ±10 kPa, y 50 %HR ± 20 %HR. En la cadena de medida se deben tener en cuenta los siguientes factores para realizar el cálculo de la incertidumbre.

4.4.2.1 Incertidumbre del calibrador sonoro en modo presión.

En el certificado de calibración del BK4226 (N° 8358 Spectris UK Limited)se especifican los siguientes niveles e incertidumbres (u) de medida cuándo este es aplicado sobre un micrófono patrón B&K4180 en las condiciones de 23 °C de temperatura, 47 % de humedad relativa y 101.3 kPa de presión atmosférica. Un inconveniente es el hecho de no poder disponer en el calibrador multiñmción de más frecuencias que permitieran calcular la incertidumbre en esos valores.

f(Hz)

31,5

63

125

250

500

1.000

2.000

4.000

8.000

12.500

Nivel

dB

93,94

93,97

93,99

94,01

94,02

93,98

94,00

93,97

93,96

93,90

u(dB) k=l

±0,075

±0,075

±0,075

±0,075

±0,075

±0,075

±0,075

±0,1

±0,1

±0,125

Tabla 4-21: Incertidumbre del calibrador acústico B&K4226

Cuando se conecta otro micrófono distinto de un B&K4180 tal y como se indica en [BK4226-90], no existen variaciones a frecuencias por debajo de 4 KHz pero si pueden existir desviaciones por encima que puede alcanzar varios dBs. El micrófono LD2559 utilizado es del tipo WS2P (patrón de trabajo con respuesta en frecuencia plana en presión) tal y como exige la norma de oídos artificiales IEC60318-1. Los micrófonos del tipo WS2P( regulados por IEC61094-4) deben de tener un margen lineal de medida entre 25 dBspL y 135 dBspt, lo cual anticipa problemas en las medidas de los niveles más bajos.

156


4.4.2.2 Contribuciones de Incertidumbre en el calibrador acústico.

Para el cálculo de las contribuciones de incertidumbre se han utilizado como datos los factores indicados a continuación:

• Se conoce que la deriva anual del calibrador es de ±0.05 dB/año. Este dato se ha obtenido del estudio de los certificados de calibración existentes de este equipo y otro idéntico.

• Coeficiente de temperatura del calibrador +0.002 dB/°C. Este dato está indicado en las especificaciones del fabricante.

• Coeficiente de presión atmosférica +0.0055 dB/kPa. Especificado por el fabricante.

• Contribución por la rotación del calibrador sobre el micrófono: 0.1 dB. Obtenido de la realización de ensayos prácticos.

La Tabla 4-22 presenta el valor de contribución de incertidumbre de cada parámetro.

Parámetro

Estabilidad Temporal

Variación con la Temperatura

Variación con la presión

Rotación del calibrador sobre el micrófono

Valor

±0,05 dB/afio

+0,004 dB

±0,055 dB

±0,1 dB

Tipo de Distribución

Uniforme

Uniforme

Uniforme

Uniforme

Incertidumbre

±0,029 dB

±0,002 dB

±0,032 dB

±0,058 dB

Tipo de Contribución

B

B

B

B

Tabla 4-22: Contribución de incertidumbres en el calibrador acústico.

4.4.2.3 Contribuciones de incertidumbre en el micrófono y el sonómetro.

Al no disponer de datos exactos sobre los coeficientes de temperatura, presión y humedad del micrófono, se han analizado las características técnicas del LD824 obteniéndose las siguientes conclusiones para el conjunto micrófono-sonómetro.

Coeficiente de Temperatura 0,008 dB/°C.

Coeficiente de humedad: 0,008 dB/%HR

Coeficiente de Presión atmosférica: -0,0066 dB/kPa.

Parámetro Valor Tipo de Distribución

Incertidumbre Tipo de Contribución

157

Parte 4

Parámetro

Variación con la Temperatura

Variación con la presión

Variación con la humedad

Resolución

Valor

±0,016 dB

±0,160 dB

±0,038 dB

±0,05 dB

Tipo de Distribución

Uniforme

Uniforme

Uniforme

Uniforme

Verificación y calibración del audiómetro

Incertidumbre

±0,009 dB

±0,092 dB

±0,022 dB

±0,029 dB

Tipo de Contribución

B

B

B

B

Tabla 4-23: Contribuciones de incertidumbre en el sonómetro.

Por último en la Tabla 4-24 se representan los factores de corrección en la respuesta en presión y en incidencia aleatoria del micrófono 2559, y las incertidumbres declaradas por el fabricante.

Frecuencia

Hz

31,5

63

125

250

500

750

1.000

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

12.500

FC Presión

dB

0,07

0,07

0,01

0,00

-0,11

-0,10

-0,04

-0,08

-0,12

-0,23

-0,33

-0,24

-0,05

FC Incidencia

Aleatoria

dB

0,07

0,07

0,01

0,00

-0,01

-0,02

-0,03

-0,08

-0,13

-0,25

-0,40

-0,67

-1,53

u(k=l)

dB

±0,063

±0,063

±0,063

±0,063

±0,063

±0,063

±0,063

±0,063

±0,063

±0,063

±0,125

±0,156

±0,219

Tabla 4-24: Factores de corrección e incertidumbre del micrófono 2559.

158


4.4.2.4 Cálculo de la incertidumbre combinada.

El valor de la incertidumbre total obtenida considerando todas las fuentes de contribución se presenta en la Tabla 4-25.

Frecuencia

31.5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

12500

Incertidumbre expandida (K=2)

dB

±0.31

±0.31

±0.31

±0.31

±0.31

±0.31

±0.31

±0.44

±0.44

±0.56

Tabla 4-25: Incertidumbre expandidas.

4.4.3 INFLUENCIA EN LA CADENA DE MEDIDA DEL OÍDO ARTIFICIAL.

El oído artificial está diseñado para presentar una impedancia acústica idéntica a la que presenta el oído humano y, por tanto, el micrófono mide el nivel de presión sonora de forma equivalente a como lo haría un oído humano. Si se mide la respuesta en presión del oído montando el micrófono sin montar el anillo donde se acopla el auricular se obtienen los siguientes factores de corrección en la respuesta del sistema.

Frecuencia

31.5

63

125

250

500

Factor de Corrección

dB

+0,5

+0,5

+0,5

+0,5

+0,5

159


Frecuencia

1000

2000

4000

8000


dB

+0,5

+0,5

+0,5

+0.5

Tabla 4-26: Factores de corrección en las medidas con el oído artificial.

4.4.4 INFLUENCIA EN LA CADENA DE MEDIDA DEL MASTOIDES ARTIFICIAL.

La Tabla 4-27 indica los factores, proporcionados por el fabricante, que convierten el nivel de fuerza aplicado sobre el mastoides por el vibrador óseo en nivel de presión sonora cuando se aplica el mastoides sobre un acoplador IEC60318-3. Igualmente se indica la incertidumbre de dichos valores calculada a partir de las especificaciones de la norma [IEC60373-90].

Frecuencia

250

500

1000

2000

4000

8000


dB(ref20^Pa/|iN)

-11,8

-14,4

-16,5

-18,3

-21,4

-29,2

u(k=l)

dB

±0,12

±0,12

±0,12

±0,12

±0,25

±0,25

Tabla 4-27: Factores de conversión del nivel de fuerza en nivel de presión sonora.

4.4.5 RESULTADOS FINALES.

4.4.5.1 Incertidumbre en la medida del nivel de presión para via aérea.

Todas las medidas que exige la norma realizar sobre auriculares aéreos tienen la incertidumbre indicada en la Tabla 4-28.

Frecuencia

31.5


dB

±0.31

160


Frecuencia

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

12500


dB

±0.31

±0.31

±0.31

±0.31

±0.31

±0.31

±0.44

±0.44

±0.56

Tabla 4-28: Incertidumbre para las medidas de vía aérea.

4.4.5.2 Incertidumbre en la medida del nivel de presión para vía ósea.

La incertidumbre de la vía ósea se calcula como la suma de las contribuciones de la incertidumbre de la vía aérea más la contribución del mastoides artificial. El resultado se muestra en la Tabla 4-29.

Frecuencia

250

500

1000

2000

4000

8000


dB

±0.40

±0.40

±0.40

±0.40

±0.67

±0.67

Tabla 4-29: Incertidumbre de las medidas de vía ósea.

4.4.6 INCERTIDUMBRE DE LA MEDIDA DE LA FRECUENCIA.

El cálculo de la incertidumbre de la medida de la frecuencia es sencillo debido a que depende en exclusiva del elemento utilizado para la medida. La incertidumbre declarada por el fabricante es del ±1 Hz.

161


4.4.7 INCERTIDUMBRE DE LA MEDIDA DE LA DISTORSIÓN.

Al igual que el punto anterior la incertidumbre del medidor de distorsión es del ±0.1%.

4.5 DESCRIPCIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS DE CALIBRACIÓN DE AUDIÓMETROS.

4.5.1 MEDIDA DEL NIVEL DE AUDICIÓN ENTREGADO POR EL AUDIÓMETRO.

El nivel audición (dEniL) se debe comprobar para cada uno de los canales y transductores que incluya el audiómetro tanto de vía aérea como ósea. Los transductores se deben fijar al simulador de oído, acoplador o mastoides utilizando los adaptadores adecuados según se indico anteriormente. Para que las medidas sean correctas se debe alinear adecuadamente los transductores en los adaptadores y comprobar que las condiciones ambientales están dentro del rango permitido. A continuación se debe proceder de la siguiente forma:

• Para cada frecuencia fijar el nivel de audición del audiómetro en 70 dEniL-

• Medir el nivel de presión Sonora (SPLr) de los tonos en cada frecuencia de test desde 125 Hz hasta la frecuencia máxima que genere el audiómetro.

• En cada frecuencia la lectura del sistema de medida SPLi (Nivel de presión sonora ideal) debe corresponderse con la expresión:

SPLi = RETSPL + 70dB (4-1)

• Aplicar la expresión indicada en la formula para cada frecuencia ensayada

\SPLr-SPLi±u„,\^ <T, HL fi '•HL, (4-2)

La norma [IEC60645-1 Ed 1-92] indica en su punto 7.2 que la tolerancia THLÍ

debe ser la indicada en la Tabla 4-30 y en la Tabla 4-31.

Rango de Frecuencias

125 Hz-4 KHz

Por encima de 4 KHz

Tolerancia(dB)

±3dB

±5dB

Tabla 4-30: Tolerancia indicada por la norma para auriculares

Rango de Frecuencias

125 Hz-4 KHz

Por encima de 4 KHz

Tolerancia(dB)

±4dB

d=5dB

Tabla 4-31: Tolerancia indicada por la norma para el vibrador óseo

162


En la siguiente se muestran las medidas obtenidas para los transductores circumaurales cuando se aplican tensiones nominales que deben generar 70 dB HTL • Las incertidumbres de estas medidas son las indicadas anteriormente para la vía aérea. Como se puede ver hay puntos que se salen fuera de la tolerancia indicada por la norma. Hay que destacar que el motivo de este hecho se debe a que el fabricante específica que la tolerancia de sus niveles de referencia es de ±3 dB. Reiterar que la curva esta obtenida con los valores nominales de tensión pudiéndose, por tanto, realizar un ajuste individual con ayuda del atenuador.

1000 2000 3000 4000 5000 Frecuencias

6000 7000 8000 9000

-•—HDA200 013220 IZQUIERDO -HKHDA200 013220 DERECHO

Margen superior de la norma IEC60645-1 Margen inferior de la norma IEC60645-1

Figura 4-27: Curvas de Calibración de dos auriculares HDA200.

Para la vía ósea se ha realizado el mismo proceso con dos vibradores obteniéndose los resultados indicados en la Figura 4-28. Nuevamente indicar que la medida se ha obtenido aplicando los valores nominales pudiéndose realizar el ajuste con ayuda del atenuador digital.

4.5.2 DIAFONIA.

La medida de la diafonía se debe realiza para todos los canales aéreos y se debe realizar aplicando una señal de 80 dEniL dado que hay que evitar en su realización la influencia del ruido de fondo. Realizándola a 1 KHz es suficiente tal y como se demostró en las medidas eléctricas. El procedimiento consiste en:

• Fijar una señal de 80 dEniL y 1 KHz en im canal y medir el nivel obtenido en el canal y los canales contrarios.

• Para cada canal aplicar la ecuación:

163


500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

• Margen inferior de la norma Margen superior de la norma

Vibrador 1 —7<— Vibrador 2

Figura 4-28: Curvas de calibración de dos vibradores óseos B71.

l<i<N i: número de canales; \< j <N j ^i

D, = [{SPL,)-{SPL.)±^l2u, '•SPL. (4-3)

y comprobar que Di > 70 dB.

Los resultados obtenidos sobre el audiómetro realizado son: D > 75 dB ±0.3 IdB

4.5.3 ON/OFF.

Esta medida se debe realizar para todos los canales, aéreos y óseos, con un nivel de 80 dBnxL para evitar el ruido de fondo, activando y desactivando la señal de salida.

• Para cada canal aéreo se debe aplicar la ecuación:

\<i<N i: número de canales;

ONIOFF, = [{SPL,^, ) - {SPL,^,, )±^u,

y comprobar que ON/OFFi> 70 dB.

'•SPL (4-4)

Para el caso de los canales aéreos se ha obtenido, en el audiómetro realizado, ON/OFF > 75 dB ±0.3IdB

Para el canal óseo se debe repetir el proceso anterior. En este caso se ha obtenido ON/OFF > 77 dB ±0.40dB

4.5.4 LINEALIDAD.

El procedimiento consiste en:

164


• Fijar el nivel máximo de audición a la frecuencia de 1 KUz.

• Medir el nivel obtenido y comenzar a disminuir el nivel de 10 dB en 10 dB hasta alcanzar 30 dBnxL tomando en cada punto una medida. A partir de este punto disminuir de 5 dB en 5 dB hasta alcanzar el nivel de ruido de fondo.

• La tolerancia para los saltos de 5 dB y 10 dB es ±1 dB.

Los resultados de esta medida para el transductor HDA200 se representan en la Tabla 4-32. Se puede afirmar que la incertidumbre de este ensayo sólo depende de la resolución el sonómetro, si el tiempo de ejecución de las distintas medidas no se dilata excesivamente, al tratarse de medidas de diferencia que se realizan en condiciones muy similares.

Nivel dBHTL

110

100

90

80

70

60

50

40

30

25

20

15

10

Lectura

109.2

99.1

89.2

79.2

69.2

59.2

49.2

39.3

29.2

24.1

19.3

14.4

9.3

Diferencia

10.1

9.9

10.0

10.0

10.0

10.0

9.9

10.1

5.1

4.8

4.9

5.1

Error

+0.1

-0.1

0.0

0.0

0.0

0.0

-0.1

0.1

0.1

-0.3

-0.1

0.1

Incertidumbre

±0.06

±0.06

±0.06

±0.06

±0.06

±0.06

±0.06

±0.06

±0.06

±0.06

±0.06

±0.06

Tabla 4-32: Medida de la linealidad diferencial.

4.5.5 MEDIDA DE LA FRECUENCIA.

Para cada uno de los canales que tenga el audiómetro:

Aplicar la frecuencia con los niveles en dEniL indicados en la Tabla 4-33 teniendo en cuenta las condiciones indicadas en el punto 2.11.1.

165


Frecuencia (Hz)

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

Tipo 1 (dBHTL)

Aérea

70

90

120

120

120

120

120

120

120

110

100

Osea

45

60

60

70

70

70

70

60

50

Tabla 4-33: Frecuencias y niveles para los audiómetros de tipo 1 dBnTL-

Los resultados son idénticos a los mostrados en la tabla Tabla 4-12 con una incertidumbre de ±1 Hz. Esta incertidumbre de la medida de la frecuencia depende en exclusiva del LD824.

4.5.6 MEDIDA DE LA DISTORSIÓN.

Para cada uno de los canales que tenga el audiómetro, tanto aéreos como óseos.

• Aplicar la frecuencia con los niveles en dBHTL indicados en la Tabla 4-33 teniendo en cuenta las condiciones indicadas en el punto 2.11.1.

• Los resultados que se obtienen son idénticos a los mostrados en la Tabla 4-15 y Tabla 4-16.

La incertidumbre de la medida de la distorsión depende del LD824 siendo esta de una valor de ±0.1%.

4.5.7 SEÑALES PULSADAS Y SEÑALES MODULADAS.

Los resultados de estas medidas ya se presentaron en la parte anterior de verificación. Hay que añadir que la incertidumbre de las medidas de tiempo es de + 1 ms y de las de modulación en frecuencia de ±1 Hz.

166


4.6 PROPUESTA DE REALIZACIÓN DEL PROCESO DE VERIFICACIÓN Y CALIBRACIÓN.

Como se ha visto en los puntos anteriores las medidas a realizar son complejas y sobre todo de ejecución lenta. La Tabla 4-34 concluye los ensayos, que desde el punto de vista de esta tesis, se deben realizar acústica y eléctricamente tanto para la metrología legal como para la calibración voluntaria. En la primera no se emiten incertidumbres, aunque si se deben considerar, y se dice si el instrumento está o no dentro de las tolerancias. Por el contrario en calibración se proporcionan las incertidumbres. En el caso particular de las aprobaciones de modelo de la metrología legal se recomienda realizar todas las pruebas tanto eléctricamente como acústicamente, pero en el caso de las verificaciones primitivas, periódicas o después de reparación se recomienda realizar el proceso tal y como se indica en la Tabla 4-34.

Ensayo

Márgenes y Frecuencias entregadas por el audiómetro, y linealidad

Precisión de la frecuencia

Distorsión Armónica

Modulación de la frecuencia

Precisión del Nivel

Ruido de fondo

Medida Eléctrica Medida Acústica

Tonos puros

Permite conocer el comportamiento del audiómetro frente a cualquier tipo de transductor.

Si

Si

Si

No

Si

Se debe realizar acústicamente el ensayo de linealidad para conocer el margen de funcionamiento.

No

Si

No

Si

No

Conclusiones en la realización de la medida

Es muy aconsejable realizar las medidas de forma eléctrica y acústica.

Realizando la medida de forma eléctrica se tiene suficiente información

El ensayo eléctrico se podrá realizar en exclusiva si el equipo sólo tiene transductores aéreos y éstos no presentan ningún golpe.

Exclusivamente de forma eléctrica

En éste ensayo se debe realizar la calibración de nivel.

Realizar la medida eléctricamente proporciona mayor información del ruido real de fondo del

167

Parte 4 Veriñcación y calibración del audiómetro

Ensayo

Tiempo de ON/OFF

Medida Eléctrica

Si

Medida Acústica

No

Conclusiones en la realización de la medida

audiómetro.

Eléctricamente se tiene suficiente información del comportamiento de éste parámetro.

Señales de Enmascaramiento

Margen dinámico

Espectro

Precisión del nivel

Idéntico al medido para tonos puros salvo los factores de corrección

SI No Medido eléctricamente con ayuda de un analizador

Idéntico al medido para tonos puros

Tabla 4-34: Resumen de ensayos a realizar.

168

Parte 5 Aportaciones, conclusiones y líneas futuras

5 Aportaciones, conclusiones y líneas futuras

5.1 APORTACIONES.

Como aportaciones más importantes del desarrollo de esta tesis doctoral se pueden considerar las siguientes:

• La implementación de un prototipo de audiómetro comercializable basado en un DSP de la familia C6000, en un bloque de conversión AD y DA, y un acondicionador de señal que cumplen con todos los requisitos esenciales que exige la norma lEC 60645.

• La descripción normativa, la implementación del acondicionador de señal y la descripción del proceso completo de diseño y caracterización pueden servir de referencia para las modificaciones que se realicen a otros instrumentos similares..

• La implementación de una aplicación software de gestión de audiometrías que se puede aplicar a cualquier otro audiómetro comercial existente con pequeñas modificaciones y que permitiría realizar el control audiométrico de grandes colectivos de una forma muy sencilla.

• La definición de los procedimientos de calibración permite poner en marcha un laboratorio que realice las tareas de metrología legal y calibración propiamente dichas en esta materia. En éste sentido el Laboratorio de Calibración de Instrumentos Acústicos del INSTA de la Universidad Politécnica de Madrid, acreditado por ENAC N° 113/LC162, comenzará en breve a prestar este servicio.

• La definición del modelo de incertidumbre de calibración de audiómetros.

169


• La descripción del estado del arte y de la terminología permiten poder realizar las trasposiciones a normas españolas de las últimas versiones de las normas internacionales evitando los errores que actualmente aparecen.

5.2 CONCLUSIONES.

Se ha definido, diseñado e implementado un audiómetro basado en tarjeta de bus PCI en el que todas las fimcionalidades que exige la norma han sido realizadas mediante el desarrollo de una aplicación DSPBIOS-II y la utilización de un módulo de acondicionamiento de señal específico y versátil. Se ha completado dotándolo del software necesario que permite utilizar el audiómetro de acuerdo a la normativa vigente.

La solución propuesta permite:

1. Resolver el problema del control audiométrico de grandes colectivos ajustándose en todo momento a la normativa nacional e internacional, tanto desde el punto de vista de la construcción y calibración del audiómetro como de su utilización. Éste aspecto aparece por primera vez en [MUDDU-88] con una solución muy primitiva basada en utilizar una estructura basada en un microprocesador INTEL 8085 que gestiona 8 canales de excitación de auriculares y 8 pulsadores que permiten realizar ensayos de 8 pacientes en el mismo local.

2. Implementar soluciones basadas en PC o bien en dispositivos extemos al recaer toda la gestión del sistema en el software desarrollado en DSPBIOS. Otros sistemas audiométricos como el presentado en [HAN-99] basan su control en la utilización de la conexión RS232 del PC recayendo la gestión del sistema en el PC aunque internamente disponen de un DSP que únicamente genera la señal.

3. La generación de señales utilizando métodos continuos,y no tablas, posibilita generar cualquier firecuencia y permite implementar el suavizado por software evitando tener que desarrollar hardware muy complejo y que presenta limitaciones como el propuesto en [BRIGATI-98][BRIGATI-99]. Los resultados obtenidos son similares a los indicados en [GIANNINI-97].

4. La gestión de las audiometrías automáticas mediante el software desarrollado en DSPBIOS reduce la variabilidad del resultado en el cálculo de los umbrales. Además se han implementado los algoritmos de cálculos automáticos de umbrales con enmascaramiento que hasta el momento no se incluían en ningún equipo.

5. El acondicionador implementado es una mejora de la planteada en la patente USA N° 4,959,867 de 1993 de la empresa Nicolet Instruments al presentar mejor resolución en los pasos de atenuación, adaptarse a cualquier tipo de transductor, mejorar los niveles de ruido de fondo, y aumentar el margen dinámico. Con respecto a éste último parámetro se mejoran las características de la patente N° 2115552 desarrollada anteriormente dentro del grupo investigación de D. Manuel Recuero López. En éste sentido se proporcionan las conclusiones más importantes para poder cumplir los requisitos esenciales de [IEC60645-1 Ed 2-01], que son:

170


• maximizar el plano de masa, bien mediante aumento de sección en la conexión (reducción del tamaño de la placa), o mediante ampliación física de la placa tal y como se muestra en la Figura 5-1. Implementar el circuito impreso en multicapa mejorará el comportamiento de la diafonía

• Se puede cumplir con el margen dinámico exigido por cualquier transductor audiométrico si se utilizan amplificadores realimentados en corriente en los que se controle su temperatura de disipación aumentando el tamaño de la placa.

• Se puede cumplir con los requerimiento de ruido con soluciones basadas en atenuador con control digital más un atenuador basado en relé que actúe exclusivamente con los niveles bajos.

• Con la utilización de amplificadores realimentados en corriente se obtienen una solución en la que la distorsión total del sistema es responsabilidad única de los transductores utilizados, lo que simplifica la realización de los ensayos correspondientes.

Interfaz

i o «o 4-*

CS3310

Circuiteria

Plano dé mesa disipadoi ^ í ^

E ü

n c ra O

"a c n O

Figura 5-1: Layout sugerido para la implementación del acondicionador

6. La normativa nacional e internacional se debe revisar en cuanto a:

a. Las especificaciones del ruido de fondo que entregan los equipos dada la complejidad técnica que supone medir los niveles de tensión que generan los -10 dBHTL utilizando transductores que presenten impedancias equivalentes por debajo de 50 Q. Esto explica el por qué los fabricantes de audiómetros comercializan equipos con transductores que presentan impedancias en éste orden de magnitud.

b. La aclaración en cuanto a términos como verificación y calibración que aparecen mezclados actualmente, y que cuando sean aplicados en audiometría se hagan tal y como se propone en la parte cuarta.

171


c. La supresión del concepto erróneo de calibración biológica, que es ampliamente utilizado, y que se debería utilizar exclusivamente como una opción de mantenimiento.

d. La definición de un modelo de incertidumbre con contribuciones completas de los modelos de los oídos artificiales y los acopladores utilizados en la calibración.

e. La definición clara de los ensayos que se deben realizar para poder aplicar el marcado CE, en los que sí se deben realizar todos los ensayos acústicos, frente a los ensayos que se han propuesto para realizar la verificación metrológica y la calibración.

5.3 LINEAS FUTURAS

Las líneas ñituras que se deberían desarrollar son:

• Implementación de la versión comercializable del audiómetro. Éste punto es de especial interés y conlleva la colaboración e inversión de una empresa con experiencia en la producción de sistemas electroacústicos. En éste sentido se está gestionando la protección, para el acondicionador, con una patente y negociando un acuerdo de comercialización con una empresa española con amplia experiencia en la producción de instrumentos electroacústicos.

• Propuesta a la Comunidad de Madrid y elevación de esta al CEM de la legislación metrológica para audiómetros.

•

•

•

•

•

•

Mejora del modelo de calibración e incertidumbre que recoja la experiencia de la realización de calibraciones en volumen. Muy importante es la inclusión de este modelo en el software utilizado para realizar las calibraciones.

Cooperar en la redacción de los nuevos estándares de audiómetros y simuladores de oído artificial.

La mejora de los métodos de diagnóstico, recogiendo los últimos avances en psicoacústica.

La mejora continua del software de gestión audiométrica para adaptarlo a las necesidades futuras.

La definición e implementación de un sistema automático de calibración de audiómetros.

Aplicación de la experiencia obtenida en implementación de sistemas de calibración de prótesis auditivas.

La puesta en marcha de sistemas de medida basados en oído artificial y simuladores de cabeza humana para el desarrollo de medidas de calidad acústica y telefonometría.

172

Parteó Apéndices

6 Apéndices

6.1 APÉNDICE I: COMANDOS Y REGISTROS DEL Q20DS.

Función

Board Hardware Reset

Board Software Reset

AU Channel Set Level

Channel 0A,0B,1A,1B Input Control

Channel 0A,0B,1A,1B Input Interrupt Enable

Nivel

1

1

3

2/3

2

Función

Realiza un reset hardware del módulo, inicializándolo y cargando los registros con sus valores por defecto.

Realiza un reset software del módulo cargando algunos registros con sus valores por defecto.

Se utiliza para establecer los niveles umbrales 1 y 2 de las FIFOs de cualquier canal de E/S.

Permite habilitar y deshabilitar los canales de entrada, inicializarlos y leer de estos las muestras que se almacenan en las FIFOs.

Permite establecer las diferentes causas de interrupción de cada uno de los canales de entrada. Sólo se puede establecer una causa de interrupción en una llamada a esta

173

Parteó Apéndices

Función

Channel 0A,0B,1A,1B Input Interrupt Disable

Channel {0A,0B,1A,1B} Output Control

Channel {0A,0B,1A,1B} Output Interrupt Enable

Channel {0A,0B,1A,1B} Output Interrupt Disable

Register Bit Set

Register Bit Clear

Read Register

Nivel

2

2/3

2

2

3

3

3

Función

rutina.

Permite deshabilitar las diferentes causas de interrupción de cada uno de los canales de entrada. Sólo se puede deshabilitar una causa de interrupción en una llamada a esta rutina.

Se usa para controlar los canales de salida. Permite habilitar y deshabilitar los canales de salida, inicializárloas y gestionar la escritura por parte del host en las FIFOs asociadas a estos canales.

Permiten establecer las diferentes causas de interrupción de cada uno de los canales de salida. Sólo se puede establecer una causa de interrupción en una llamada a esta rutina.

Utilizadas para deshabilitar las diferentes causas de interrupción de cada uno de los canales de salida. Sólo se puede deshabilitar una causa de interrupción en una llamada a esta rutina.

Usada para poner a ' 1' cualquiera de los bits de un registro del módulo. La rutina necesita la categoría del registro (kemel, PLD, Digital Audio Interface), el offset del registro y la posición del bit.

Usada para poner a 0 cualquiera de los bits de xm registro del módulo. La rutina necesita la categoría del registro (kemel, PLD, Digital Audio Interface), el offset del registro y la posición del bit.

Usada para leer el contenido de un rfifJÍstrn del módulr).

174

Parteó Apéndices

Función

Write Register

Get Versión

Read Interrapt Status

Set Maximun PCI Burst Length

Clear Error Flag

InitPCI Transfer Type

Nivel

3

3

3

3

1

No tiene nivel asociado

Función

registro del módulo.

La rutina necesita la categoría del registro y el offset del mismo.

Usada para escribir en un registro del módulo. La rutina necesita la categoría del registro y el offset del mismo.

Obtiene la versión del kemel que corre en el módulo.

Obtiene el contenido del All Channel Interrupt Status Register a la vez que lo resetea. En éste registro se almacenan los canales que han generado interrupción.

Usada para establecer la longitud máxima de los datos a transferir por el PCI hacia o desde el host.

Resetea el flag HF3 del HSR y el Error Status Register.

Rutina usada para definir el formato de los datos a transmitir o recibir por el Kemel Communications Port.

Tabla 6-1: Rutinas que ejecuta el Kemel del módulo PMCQ20DS

Registro

Host Intermpt Enable Register

Utilidad

Registro usado para habilitar o deshabilitar las interrapciones hacia el host.

Bit 0: Habilita o deshabilita interrapciones al host vía el interfaz PCI.

Bit 1: Habilita o deshabilita interrapciones al host vía el Direct-Connect Interface.

175

Parteó Apéndices

Registro

AU Channel Enable Register

All Channel Interrupt Status Register

Utilidad

Bits 23-2: Reservados (a 0)

Registro usado para habilitar o deshabilitar los canales de E/S individualmente. Un canal debe estar habilitado antes de introducir datos en su FIFO.

Bit 0: Habilita (1) el canal de entrada OA.

Bit 1: Habilita (1) el canal de entrada OB.

Bit 2: Habilita (1) el canal de entrada lA.

Bit 3: Habilita (1) el canal de entrada 1 A.

Bit 4: Habilita (1) el canal de salida OA.

Bit 5: Habilita (1) el canal de salida OB.

Bit 6: Habilita (1) el canal de salida 1 A.

Bit 7: Habilita (1) el canal de salida IB.

Bits 23-8: Reservados (a 0).

Las rutinas Channel XY Input Control y Channel XY Output Control pueden utilizarse para habilitar o deshabilitar canales individuales, lo que tendría el mismo efecto que escribir en éste registro con la rutina Write Register.

Registro utilizado para ver qué canal de E/S ha generado interrupción. La lectura de éste registro, resetea la interrupción. Para ver la causa que ha producido la interrupción en ese canal hay que ver el registro de estado de interrupción de ese canal en concreto.

Bit 0: Se produjo interrupción (1) en el canal de entrada OA.

Bit 1: Se produjo interrupción (1) en el canal de entrada OB.

Bit 2: Se produjo interrupción (I) en el canal de entrada lA.

Bit 3: Se produjo interrupción (1) en el canal de entrada lA.

Bit 4: Se produjo interrupción (1) en el canal de salida OA.

Bit 5: Se produjo interrupción (1) en el canal de salida OB.

Bit 6: Se produjo interrupción (1) en el canal de salida lA.

Bit 7: Se produjo interrupción (1) en el canal de

176

Parteó Apéndices

Registro Utilidad

salida IB.

Éste registro puede leerse usando la rutina Read Interupt Status.

Channel {OA, OB, 1A,1B} Input Interrupt Enable Register

Registros usados para habilitar cada una de las causas de interrupción de cada canal de entrada {OA,OB, 1A,1B}.

Bit 0: Habilita(l) la generación de interrupción cuando se ha producido una nueva conversión del ADC.

Bit 1: Habilita(l) la generación de interrupción cuando la FIFO del canal en cuestión se ha vaciado.

Bit 2: Habilita(l) la generación de interrupción cuando se rebasa por debajo el nivel 1 de la FIFO del canal en cuestión.

Bit 3: Habilita(l) la generación de interrupción cuando se supera el nivel 2 de la FIFO del canal en cuestión.

Bit 4: Habilita(l) la generación de interrupción cuando la FIFO del canal en cuestión se ha llenado.

Bit 5: Habilita(l) la generación de interrupción cuando la señal analógica de entrada supera el nivel de tensión de entrada para el ADC.


Se puede acceder a estos registros usando las rutinas Channel {OA, OB, 1A,1B} Input Interrupt Enable y Channel {OA, OB, 1A,1B} Input Interrupt Disable además de con las rutinas Write Register y Read Register.

Channel {OA, OB, lA.lB} Input Interrupt Status Register

Registros usados para ver las causas de interrupción en cada uno de los canales de entrada {OA, OB, lA.lB}.

Bit 0: Indica que se ha producido(l) una nueva conversión del ADC.

Bit 1: Indica(l) que la FIFO del canal en cuestión se ha vaciado.

Bit 2: Indica(l) que se ha rebasado por debajo el nivel 1 de la FIFO del canal en cuestión.

Bit 3: Indica(l) que se superó el nivel 2 de la FIFO del canal en cuestión.

Bit 4: Indica (1) que la FIFO del canal en cuestión se ha llenado.

Bit 5: Indica(l) que la señal analógica de entrada

177

Parteó Apéndices

Registro

Channel {OA, OB, 1A,1B} Output Interrupt Enable Register

Channel {OA, OB, 1A,1B} Output Interrapt Status Register

Utilidad

superó el nivel de tensión de entrada para el ADC del canal en cuestión.

Bits 23-6: Reservados.

Cada uno de estos bits indican que se ha producido una condición sin tener en cuenta que la correspondiente interrupción esté habilitada.

Registros usados para habilitar cada una de las causas de interrupción de cada canal de salida {OA, OB, 1A,1B}.

Bit 0: Habilita(l) la generación de interrupción cuando se ha producido una nueva conversión del DAC.

Bit 1: Habilita(l) la generación de interrupción cuando la FIFO del canal en cuestión se ha vaciado.

Bit 2: Habilita(l) la generación de interrupción cuando se rebasa por debajo el nivel 1 de la FIFO del canal en cuestión.

Bit 3: Habilita(l) la generación de interrupción cuando se supera el nivel 2 de la FIFO del canal en cuestión.

Bit 4: Habilita(l) la generación de interrupción cuando la FIFO del canal en cuestión se ha llenado.


Se puede acceder a estos registros usando las rutinas Channel {OA, OB, 1A,1B} Output Interrupt Enable y Channel {OA, OB, 1A,1B} Output Interrupt Disable además de con las rutinas Write Register y Read Register.

Registros usados para ver las causas de interrupción en cada uno de los canales de salida {OA, OB, 1A,1B}.

Bit 0: Indica que se ha producido(l) una nueva conversión del DAC.

Bit 1: Indica(l) que la FIFO del canal en cuestión se ha vaciado.

Bit 2: Indica(l) que se ha rebasado por debajo el nivel 1 de la FIFO del canal en cuestión.

Bit 3: Indica(l) que se superó el nivel 2 de la FIFO del canal en cuestión.

Bit 4: Indica (1) que la FIFO del canal en cuestión se ha llenado.

178

Parteó Apéndices

Registro

Error Status Register

Timer Prescaler Load Register (TPLR)

Timer Load Register (TLR)

Timer Compare Register (TCPR)

Timer Control/Status Register (TCSR)

Utilidad

Bits 23-5: Reservados.

Cada uno de estos bits indican que se ha producido una condición sin tener en cuenta que la correspondiente interrupción esté habilitada.

Registro que devuelve un código de error identifícativo de la fuente de un error que ha ocurrido en el módulo.

Bits 3-0: Devuelven el código de error.

Bits 23-4: Reservados, siempre a 0.

Éste registro se usa para saber la naturaleza de un error detectado con el flag HF3 del Host Status Register.

Registro usado para configurar el prescaler del timer del procesador que hay en el módulo. El timer usa un reloj de 33 MHz que puede ser dividido según el factor de división cargado en el prescaler.

Bits 20-0: Usados para especificar el factor de división para el prescaler (Factor de división-1).


El uso del prescaler es opcional, éste se puede habilitar usando el bit 5 del Timer Control/Status Register que se detalla a continuación.

Registro usado en la configuración del timer del procesador del módulo. El valor escrito en éste registro define la frecuencia de sahda del timer. También se usa junto con el TCPR para definir el ciclo de trabajo de la señal.

Bits 23-0: Recogen el valor a cargar.

Registro usado en la configuración del timer del procesador para definir el ciclo de trabajo de la señal de salida.

Bits 23-0: Recogen el valor a cargar.

Registro usado para configurar el timer del procesador incluido en el módulo.

Bit 0: Habilita y desabilita el timer.

Bits 7-1: Reservados ( a 0111000).

Bit 8: Invierte (1) la señal de salida.


Bit 15: Usados para habilitar (1) el prescaler.

179

Parteó Apéndices

Registro Utilidad


Tabla 6-2: Registros internos del Kemel del módulo PMCQ20DS.

Registro Función

Analog Input Confíguration Register Éste registro permite configurar y resetear los canales de entrada, los cuales pueden ser configurados en pares estéreo (OA/OB, 1A/IB).

Bit 0: Selecciona la ganancia gruesa para los canales OA y OB (0-ganancia unidad, 1-ganancia 200).

Bit 1: Habilita (1) el mute en los canales OA y OB.

Bit 2: Habilita (0) el filtro paso alto de los canales OA y OB.

Bit 3: Resetea (0) los ADC's y los DAC's de todos los canales del módulo. Con una transición de O a 1 sale del estado de reset. Esto se usa para sincronizar los DAC's y ADC's.

Bit 4: Selecciona la ganancia gruesa para los canales lA y IB (0-ganancia unidad,!-ganancia 200).

Bit 5: Habilita (1) el mute en los canales 1A y IB.

Bit 6: Habilita (0) el filtro paso alto de los canales lAy IB.

Bit 7: Indica (0) que los amplificadores de ganancia programable están listos para ser programados con una nueva ganancia.


Analog Input Clock Select Register Selecciona el reloj para los canales de entrada.

Bits 2-0: Selecciona las fuentes de reloj.

000->oscilador 1 del módulo

001->oscilador 2 del módulo

010->-reloj extemo

011->timer del procesador del módulo.

100-^digital audio receiver PLL

180

Parteó Apéndices

Registro

Analog input Clok Divide Register

Programmable Gain Channel {OA,OB, lA, IB} Input Register

Analog Output Conñguration Register

Función

Bits 4-3: Factor de división de la señal MCLK (2" división de frecuencia).

00^256

01^384

10-^512

11-^reservado


Una vez seleccionado un reloj, hay que esperar un tiempo para que se asienten los ADC's.

Selecciona el factor de división (Indivisión de frecuencia) de la señal de reloj para generar MCLK. Éste valor puede estar comprendido entre 1 y 255.

Bits 7-0: Factor de división.


Permite especificar la ganancia de los amplificadores de ganancia programable de cada uno de los canales de entrada.

Bits 7-0: Usados para especificar la ganancia de cada amplificador. La ganancia se especifica en decibelios, un aumento/decremento de Ih implica un aumento/decremento de 0.5 dB.


Las ganancias programables de los canales OA y OB se programan juntas, al igual que la de los canales lAylB.

Los ADC's deben tener un reloj asignado antes de programar su amplificador de ganancia programable.

Permite configurar en pares estéreo los canales de salida.

181

Parteó Apéndices

Registro

Analog Output Clock Select Register

Analog Output Clok Divide Register

Función

Bit 0: Habilita (transición 0-1) la calibración del offset en los canales OA y OB.

Bits 2-1: Habilita el filtro de de-énfasis en los canales OA y OB

Bit 3: Reservado (a 0).

Bit 4: Habilita (transición 0-1) la calibración del offset en los canales lA y IB.

Bits 6-5: Habilita el filtro de-énfasis en los canales lAy IB.


Selecciona el reloj para los canales de salida.

Bits 2-0: Selecciona las fuentes de reloj.

OOO^oscilador 1 del módulo

001 oscilador 2 del módulo

010—>reloj extemo

011—>timer del procesador del módulo.

100->digital audio receiver PLL

Bits 4-3: Factor de división de la señal MCLK (2" división de frecuencia).

00^256

01->384

10^512

11—> reservado


Selecciona el factor de división (1 "división de frecuencia) de la señal de reloj para generar MCLK. Éste valor puede estar comprendido entre 1 y 255.

Bits 7-0: Factor de división.


182

Parteó Apéndices

Registro

Digital Audio Transmitter Clock Selecta Register

Digital Audio Transmitter Clock Divide Register

General Purpose I/O Control Register

General Purpose I/O Data Register

Función

No es el caso, sólo relevante para la variante PMC/D20DS-AES.

No es el caso, sólo relevante para la variante PMC/D20DS-AES.

Permite configurar las 4 líneas digitales de propósito general como entradas o como salidas. Además contiene una serie de bits de estado.

Bit 0: Usado para configurar la línea 0 como entrada o salida (0 ó 1 respectivamente).




Bit 4: Indica (1) si el módulo ha terminado la inicialización.

Bit 5: Usado para encender(l) el LED de encendido.

Bit 6 (sólo lectura): Indica la variante del módulo(0.-PMC/Q20DS, 1 .-PMC/Q20DS-AES).

Registro usado para controlar y ver el estado de las líneas digitales.

Bit 0: Bit usado para leer de la línea 0 si esta es de entrada.




Bit 4: Bit usado para escribir en la línea 0 si esta es de salida.

Bit 5: Bit usado para escribir en la línea 1 si esta es

183

Parteó Apéndices

Registro

Extemal Clok Control Register

Función

de salida.




Configura las líneas EXT_CLK y EXT_SYNS como entrada o salida.

Bits 2-0: Seleccionan la fiíente de reloj que va a ser salida por la línea EXT_CLK.

Bit 3: Configura EXT_CLK y EXT_SYNC como entradas (0) o como salidas (1). EXT_SYNC sólo será entrada si el bit 4 está a 1.

Bit 4: Habilita EXTSYNC como entrada (1).


Tabla 6-3: Registro del PLD del modelo PMCQ20DS.

6.2 APÉNDICE II: MEDIDAS

6.2.1 RESULTADO DE LA MEDIDA DE LA DIAFONÍA CON IMPEDANCIA DE CARGA DE 5Q.

125 Hz

250 Hz

500 Hz

750 Hz

1.000 Hz

1.500 Hz

2.000 Hz

Canall

<22

<24

<29

<32

<34

<37

<39

125 SPL

Canal2

<23

<25

<30

<33

<36

<40

<41

CT1/CT2

>103/>102

>101/>100

>96 / >95

>93 / >92

>91/>89

>88 / >85

>86/>84

Canalll

<18

<20

<24

<27

<30

<33

<34

120 SPL

Canal2

<20

<22

<27

<30

<32

<35

<37

CTl/CT2

>102/>100

>100/>98

>96 / >93

>93 / >90

>90/>88

>87 / >85

>86/>83

Canall

~

<16

<20

<22

<25

<27

<29

115 SPL

Canal2

~

<18

<22

<25

<27

<30

<32

CTl /CT2

~

>99 / >97

>95/>93

>93 / >90

>91/>88

>88 / >85

>86 / >83

184

Parteó Apéndices

3.000 Hz

4.000 Hz

6.000 Hz

8.000 Hz

125 SPL

Canal 1

<42

<43

<44

<45

Canal2

<43

<44

<46

<47

CT1/CT2

>83 / >82

>82/>81

>81/>79

>80/>78

120 SPL

Canal 11

<37

<38

<39

<40

Canal2

<39

<40

<42

<43

CTl /CT2

>83/>81

>82/>80

>81/>78

>80/>77

115 SPL

Canall

<32

<33

<34

<35

Canal2

<34

<35

<37

<38

CTl/CT2

>83/>81

>82 / >80

>81/>78

>80/>77

Tabla 6-4: Medida de la diafonía para niveles de 115 dBsPL a 125 dBsPL-

125 Hz

250 Hz

500 Hz

750 Hz

1.000 Hz

1.500 Hz

2.000 Hz

3.000 Hz

4.000 Hz

6.000 Hz

8.000 Hz

110 SPL

Canall

~

<13

<16

<18

<20

<23

<24

<27

<28

<29

<30

Canal2

—

<23

<24

<25

<26

<27

<28

<30

<31

<33

<34

CT1/CT2

~

>97/>87

>94/>86

>92/>85

>90 / >84

>87/>83

>86 / >82

>83/>80

>82/>79

>81/>77

>80/>76

105 SPL

Canall

—

<10

<12

<14

<15

<18

<19

<21

<23

<24

<25

Canal2

—

<19

<19

<19

<20

<21

<23

<24

<25

<27

<28

CT1/CT2

—

>95 / >86

>93/>86

>91/>86

>90/>85

>87/>84

>86/>82

>84/>81

>82/>80

>81/>78

>80 / >77

100 SPL

Canall

—

—

< 7

<8

<10

<11

<15

<17

<19

<20

<21

Canal2

—

—

<15

<16

<17

<18

<19

<20

<21

<23

<24

CT1/CT2

—

—

>93/>85

>92/>84

>90/>83

>89 / >82

>85/>81

>83 / >80

>81/>79

>80/>77

>79/>76

Tabla 6-5: Medida de la diafonía para niveles de 100 dBsPL a 110 dBsPL.

125 Hz

250 Hz

500 Hz

750 Hz

1.000 Hz

1.500 Hz

2.000 Hz

95 SPL

Canall

—

—

< 7

<8

< 9

<10

<11

Canal2

—

—

<11

<12

<12

<13

<14

CT1/CT2

—

—

>88/>84

>87/>83

>86 / >83

>85 / >82

>84/>81

90 SPL

Canall

—

—

<6

<7

< 7

<8

<9

Canal2

—

—

< 8

< 9

< 9

<10

<11

CT1/CT2

—

—

>84/>82

>83/>81

>83/>81

>82 / >80

>81/>79

85 SPL

Canall

—

—

< 6

<6

< 6

< 7

<8

Canal2

—

—

<6

<6

< 7

<8

< 8

CT1/CT2

—

—

>79 / >79

>79/>79

>79/>78

>78/>77

>77 / >77

185

Parteó Apéndices

3.000 Hz

4.000 Hz

6.000 Hz

8.000 Hz

95 SPL

Canall

<14

<15

<16

<17

Canal2

<16

<17

<18

<19

CT1/CT2

>81/>79

>80/>78

>79/>77

>78 / >76

90 SPL

Canall

<11

<12

<13

<14

Canal2

<12

<13

<14

<15

CT1/CT2

>79 / >78

>78 / >77

>77 / >76

>76/>75

85 SPL

Canall

< 9

<9

—

—

Canal2

<9

<10

—

—

CT1/CT2

>76 / >76

>76/>75

—

—

Tabla 6-6: Medida de la diafonía para niveles de 85 dBsPL a 95 dBspL.

125 Hz

250 Hz

500 Hz

750 Hz

1.000 Hz

1.500 Hz

2.000 Hz

3.000 Hz

4.000 Hz

6.000 Hz

8.000 Hz

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

80 SPL

Cl

—

—

—

<6

<6

<6

<6

—

—

—

—

C2

—

—

—

<5

<6

<6

<7

—

—

—

—

CT1/CT2

—

—

—

>74/>75

>74 / >74

>74 / >74

>74 / >74

—

—

—

—

75 SPL

Cl

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

C2

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

CT1/CT2

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

70 SPL

Cl

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

C2

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

CT1/CT2

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

Tabla 6-7: Medida de la diafonía para niveles de 70 dBsPL a 80 dBsPL-

6.2.2 MEDIDAS DE ON/OFF RATIO.

Los resultados numéricos de las medidas del ON/OFF ratio se presentan en las tablas siguientes:

125

250

500

RETSPL

45

27

13,5

140 SPL

Cl

M SD M-SD

C2

M SD M-SD

130 SPL

Cl

M

<41

<41

<42

SD

<0

<0

<0

M-SD

<0

<0

< 0

C2

M

<37

<38

<38

SD

< 0

<0

<0

M-SD

< 0

<0

< 0

186

Parteó

750

1000

1500

2000

3000

4000

6000

8000

RETSPL

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

125

250

500

750

1000

1500

2000

3000

4000

6000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

120 í

Cl

M

< 39

< 40

< 41

< 42

< 43

< 44

< 45

< 47

< 49

< 52

140 SPL

Cl

M

~

SD

—

Tí

3PL

SD

< 0

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

< - l

< 0

< 0

< 2

M-SD

—

ibla 6-8:

M-SD

< 0

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

C2

M SD M-SD

Medidas para

C2

M

< 33

< 36

< 37

< 38

< 38

< 39

< 40

< 42

< 44

< 47

SD

< 0

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

<2

130 SPL

Cl

M

<42

<43

<44

<45

<47

<49

<53

<55

SD

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

< 2

< 4

M-SD

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

< 0

Apéndices

C2

M

<38

<39

<40

<40

<42

<44

<47

<49

SD

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

< 2

< 4

130 dBsPL y 140 dBsPL.

M-SD

<0

<0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

110 SPL

Cl

M

< 42

< 43

< 43

< 43

< 44

< 45

< 46

< 48

< 50

< 53

SD

< 0

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

M-SD

< 0

< 0

< 0

< - l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

C2

M

< 38

< 39

< 39

< 39

< 39

< 40

< 41

< 42

< 44

< 47

M-SD

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

< 0

SD

< 0

< 0

< 0

< - l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

M-SD

< 0

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

<0

<0

187

Parteó Apéndices

8000

RETSPL

15,5

120 SPL

Cl

M

< 55

SD

< 4

M-SD

< 0

C2

M

< 49

SD

< 4

M-SD

<0

110 SPL

Cl

M

< 55

SD

<0

M-SD

< 0

C2

M

< 49

SD

<0

M-SD

<0

Tabla 6-9: Medidas para 110 dBgPL y 120 dBsPL-

125

250

500

750

1000

1500

2000

3000

4000

6000

8000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

100 SPL

Cl

M

< 43

< 43

< 43

< 43

< 44

< 45

< 46

< 48

< 50

< 53

< 55

SD

< 0

<0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

<0

<0

M-SD

< 0

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

<0

< 0

< 0

< 0

C2

M

< 39

< 39

< 39

< 39

< 39

< 40

< 41

< 42

< 44

< 47

< 49

SD

< 0

< 0

<0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

<0

<0

< 0

<0

M-SD

<0

<0

<0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

<0

< 0

<0

<0

90 SPL

Cí

M

< 42

< 42

< 42

< 43

< 43

< 44

< 46

< 48

< 50

< 53

< 55

SD

<0

<0

<0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

<0

< 0

<0

<0

M-SD

<0

<0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

<0

<0

< 0

< 0

C2

M

< 39

< 39

< 39

< 40

< 40

< 40

< 41

< 43

< 44

< 47

< 49

SD

< 0

<0

<0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

<0

< 0

< 0

<0

M-SD

<0

<0

<0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

<0

< 0

<0

<0

Tabla 6-10: Medidas para 100 dBgPL y 90 dBsPL-

125

RETSPL

45

80 SPL

Cl

M

< 42

SD

< 0

M-SD

< 0

C2

M

< 39

SD

< 0

M-SD

<0

70 SPL

Cl

M

< 42

SD

<0

M-SD

< 0

C2

M

< 39

SD

<0

M-SD

<0

188

Parteó

250

500

750

1000

1500

2000

3000

4000

6000

8000

RETSPL

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

125

250

500

750

1000

1500

2000

3000

4000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

80SPL

Cl

M

< 42

< 42

< 43

< 43

< 44

< 46

< 48

< 50

< 53

< 55

SD

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

< 0

T

60SPL

Cl

M

<42

<42

<42

<43

<43

<44

<46

<48

<50

SD

< 0

< 0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

M-SD

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

< 0

ibla6-l

M-SD

< 0

< 0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

C2

M

< 39

< 39

< 40

< 40

< 40

< 41

< 43

< 44

< 47

< 49

SD

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2.5

<- l

< 0

< 0

< 0

< 0

.: Medidas par

C2

M

<39

<39

<39

<39

<40

<40

<41

<43

<44

SD

< 0

< 0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

<0

< 0

M-SD

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

<0

< 0

< 0

< 0

a 70 dB,

M-SD

<0

<0

<0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

70SPL

Cl

M

< 42

< 42

< 43

< 43

< 44

< 46

< 48

< 50

< 53

< 55

SD

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

< 0

jPL y 80 dBsPL

50 SPL (*)

Cl

M

< 0

< 0

< 4

< 4

< 4

<4

<4

<4

<8

SD

< 0

< 0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

M-SD

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

< - l

< 0

< 0

< 0

< 0

M-SD

< 0

< 0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

Apéndices

C2

M

< 39

< 39

< 39

< 40

< 40

< 41

< 43

< 44

< 47

< 49

SD

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

< 0

C2

M

< 0

< 0

< 4

< 4

< 4

< 4

< 4

< 4

< 8

SD

< 0

< 0

< 0

< - l

<-2,5

<-2,5

< - l

< 0

< 0

M-SD

< 0

< 0

<- l

< -2,5

< -2,5

<- l

<0

<0

<0

< 0

M-SD

< 0

< 0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

189

Parteó Apéndices

6000

8000

RETSPL

16

15,5

60 SEL

Cl

M

<53

<55

SD

< 0

< 0

M-SD

< 0

< 0

C2

M

<47

<49

SD

<0

<0

M-SD

<0

<0

50SPL(*)

Cl

M

<8

<8

SD

< 0

<0

M-SD

<0

<0

C2

M

< 8

< 8

SD

< 0

< 0

M-SD

< 0

<0

Tabla 6-12: Medidas para 50 dBsPL y 60 dBsPL-

125

250

500

750

1000

1500

2000

3000

4000

6000

8000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

40SPL

Cl

M

< 0

< 0

< 4

< 4

<4

< 4

< 4

< 4

< 8

< 8

< 8

SD

< 0

< 0

<0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

<0

<0

< 0

< 0

M-SD

< 0

< 0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

<0

< 0

C2

M

< 0

< 0

< 4

< 4

< 4

< 4

< 4

< 4

< 8

< 8

< 8

SD

< 0

< 0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

< 0

< 0

< 0

M-SD

<0

<0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

<0

<0

<0

<0

30SPL

Cl

M

< 0

< 0

< 4

<4

<4

<4

< 4

< 4

< 8

<8

< 8

SD

< 0

< 0

<0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

<0

< 0

< 0

< 0

M-SD

<0

<0

< 0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

<0

<0

<0

C2

M

<0

<0

<4

<4

<4

<4

<4

<4

< 8

< 8

< 8

SD

<0

<0

<0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

< 0

<0

<0

<0

M-SD

<0

< 0

<0

<- l

<-2,5

<-2,5

<- l

<0

< 0

<0

< 0

Tabla 6-13: Medidas para 30 dBsPL y 40 dBsPL.

6.2.3 MEDIDA DE LA LINEALIDAD.

125

250

500

750

1.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

140 SPL

Cl

Medido

140,2

140,2

140,1

140,1

140,1

Dif.

~

~

~

~

C2

medido

140,2

140,2

140,2

140,1

140,1

Dif.

~

—

~

~

135 SPL

Cl

medido

135,2

135,2

135,1

135,1

135,1

Dif.

5

5

5

5

5

C2

Medido

135,2

135,2

135,1

135,1

135,1

Dif.

5

5

5,1

5

5

190

Parteó Apéndices

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

7,5

9

11,5

12

16

15,5

140 SPL

Cl

Medido

140,1

140,1

140,1

140,1

140,1

140,1

Dif.

—

~

~

~

~

~

C2

medido

140,1

140,1

140,1

140,1

140,1

140,1

Dif.

~

—

~

~

~

~

135 SPL

Cl

medido

135,1

135,1

135,1

135,1

135,1

135

Dif.

5

5

5

5

5

5,1

C2

Medido

135,1

135,1

135,1

135,1

135,1

135,1

Dif.

5

5

5

5

5

5

Tabla 6-14: Linealidad 135 dBsPL y 140 dBsPL.

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

130 SPL

Cl

medido

130,2

130,2

130,2

130,1

130,1

130,1

130,1

130,1

130,1

130,1

130,1

Dif

5

5

4,9

5

5

5

5

5

5

5

4,9

C2

medido

130,2

130,2

130,2

130,1

130,1

130,1

130,1

130,1

130,1

130,1

130,1

Dif

5

5

4,9

5

5

5

5

5

5

5

5

125 SPL

Cl

medido

125,1

125,1

125,1

125,1

125,1

125,1

125,1

125,1

125,1

125,1

125,1

Dif

5,1

5,1

5,1

5

5

5

5

5

5

5

5

C2

medido

125,2

125,2

125,2

125,2

125,2

125,2

125,1

125,1

125,1

125,1

125,1

Dif

5

5

5

4,9

4,9

4,9

5

5

5

5

5

Tabla 6-15: Linealidad 125 dBsPL y 130 dBsPL.

125

250

500

RETSPL

45

27

13,5

120 SPL

Cl

medido

120

120

120

Dif

4,9

4,9

4,9

C2

medido

120

120

120

Dif.

4,8

4,8

4,8

115 SPL

Cl

medido

115,1

115,1

115

Dif

4,9

4,9

5

C2

medido

115,1

115,1

115

Dif

4,9

4,9

5

191

Parteó Apéndices

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

120 SPL

ci

medido

120

120

120

120

120

120

120

120

Dif.

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

C2

medido

120

120

120

120

120

120

120

120

Dif

4,8

4,8

4,8

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

115 SPL

Cl

medido

115

115

115

115

115

115

115

115

Dif

5

5

5

5

5

5

5

5

C2

medido

115

115

115

115

115

115

115

115

Dif

5

5

5

5

5

5

5

5

Tabla 6-16: Linealidad 115 dBgPL y 120 dBgPL.

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

110 SPL

Cl

medido

110,1

110,1

110,1

110,1

110,1

110,1

110

110

110

110

110

Dif.

5

5

4,9

4,9

4,9

4,9

5

5

5

5

5

C2

medido

110,2

110,1

110,1

110,1

110,1

110,1

110,1

110,1

110,1

110,1

110,1

Dif

4,9

5

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

105 SPL

ei

medido

105,1

105,1

105

105

105

105

105

105

105

105

105

Dif

5

5

5,1

5,1

5,1

5,1

5

5

5

5

5

C2

medido

105,1

105,1

105,1

105,1

105,1

105,1

105,1

105,1

105,1

105,1

105,1

Dif

5,1

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

Tabla 6-17: Linealidad 105 dBspL y 110 dBsPL-

125

RETSPL

45

100 SPL

Cl

medido

100,1

Dif.

5

C2

medido

100

Dif

4,9

95 SPL

Cl

medido

95,1

Dif

5

C2

medido

95

Dif

5

192

Parteó Apéndices

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

100 SPL

Cl

medido

100,1

100,1

100,1

100,1

100,1

100,1

100,1

100,1

100,1

100,1

Dif.

5

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

C2

medido

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

Dif.

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

95 SPL

Cl

medido

95,1

95,1

95,1

95,1

95,1

95,1

95,1

95,1

95,1

95,1

Dif.

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

C2

medido

95

95

95

95

95

95

95

95

95

95

Dif.

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

Tabla 6-18: Linealidad 95 dBsPL y 100 dBgPL.

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

90 SPL (*)

Cl

medido

90,1

90,1

90,1

90,1

90

90

90

90

90

90

90

Dif.

5

5

5

5

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

C2

medido

90

90

89,9

89,9

89,9

89,9

89,9

89,9

89,9

89,9

89,9

Dif.

5

5

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

85 SPL

Cl

medido

85,1

85,1

85,1

85,1

85,1

85,1

85,1

85,1

85,1

85,1

85,1

Dif

5

5

5

5

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

C2

medido

85

84,9

84,9

84,9

84,9

84,9

84,9

84,9

84,9

84,9

84,9

Dif

5

5,1

5

5

5

5

5

5

5

5

5

Tabla 6-19: Linealidad 85 dBspt y 90 dBspL.

RETSPL 80 SPL

Cl C2

75 SPL

Cl C2

193

Parteó Apéndices

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

medido

80,1

80,1

80,1

80,1

80,1

80,1

80,1

80,1

80,1

80,1

80,1

Dif.

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

medido

80

80

79,9

79,9

79,9

79,9

79,9

79,9

79,9

79,9

79,9

Dif.

5

5,1

5

5

5

5

5

5

5

5

5

medido

75

75

75

75

75

75

75

75

75

75

75

Dif

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

medido

74,9

74,9

74,9

74,9

74,9

74,9

74,9

74,9

74,9

74,9

74,9

Dif

5,1

5,1

5

5

5

5

5

5

5

5

5

Tabla 6-20: Linealidad 75 dBsPL y 80 dBsPL-

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

70 SPL (*)

Cl

medido

70,1

70,1

70,1

70

70

70

70

70

70

70

70

Dif.

4,9

4,9

4,9

5

5

5

5

5

5

5

5

C2

medido

70

69,9

69,9

69,9

69,9

69,9

69,9

69,9

69,9

69,9

69,9

Dif

4,9

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

65 SPL

Cl

medido

65,1

65,1

65,1

65,1

65,1

65,1

65,1

65,1

65,1

65,1

65,1

Dif

5

5

5

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

C2

medido

65

65

64,9

64,9

64,9

64,9

64,9

64,9

64,9

64,9

64,9

Dif

5

4,9

5

5

5

5

5

5

5

5

5


RETSPL 60 SPL

Cl

medido Dif.

C2

medido Dif

55 SPL

Cl

medido Dif

C2

medido Dif

194

Parteó Apéndices

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

60SPL

Cl

medido

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

Dif.

~

-

-

~

~

~

~

~

~

~

~

C2

medido

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

Dif.

—

~

~

—

~

-

~

-

-

-

~

55SPL

Cl

medido

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

Dif.

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

C2

medido

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

Dif

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

Tabla 6-22: Linealidad 55 dBgPL y 60 dBgPL.

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

50SPL

Cl

medido

50,8

50,8

50,8

50,8

50,8

50,8

50,8

50,8

50,8

50,9

50,9

Dif.

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,5

4,5

C2

medido

50,6

50,6

50,6

50,6

50,6

50,6

50,6

50,6

50,6

50,7

50,7

Dif.

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,5

4,5

45SPL

Cl

medido

46,5

46,5

46,5

46,5

46,5

46,5

46,5

46,6

46,6

46,6

46,7

Dif

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,2

4,2

4,3

4,2

C2

medido

46,3

46,3

46,3

46,3

46,3

46,3

46,3

46,4

46,4

46,4

46,5

Dif

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,2

4,2

4,3

4,2

Tabla 6-23: Linealidad 45 dBgPL y 50 dBsPL-

RETSPL 60SPL 55SPL

195

Parteó Apéndices

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

Cl

medido

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

Dif.

-

—

~

~

-

~

-

~

-

~

-

C2

medido

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

Dif.

-

—

-

—

~

~

-

~

-

~

-

Cl

medido

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

Dif

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

C2

medido

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

55,1

Dif

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

Tabla 6-24: Linealidad 55 dBgPL y 60 dBsPL-

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

50 SPL (*)

Cl

medido

50,2

50,2

50,2

50,2

50,2

50,1

50,1

50,1

50,1

50,1

50,1

Dif.

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

5

5

5

5

5

5

C2

medido

50,2

50,2

50,2

50,2

50,2

50,2

50,2

50,2

50,2

50,2

50,2

Dif

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

45 SPL

Cl

medido

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

Dif

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5

5

5

5

5

5

C2

medido

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

45,1

Dif

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

5,1

Tabla 6-25: Linealidad 45 dBspL y 50 dBsPL.

RETSPL 40 SPL

Cl C2

35 SPL

Cl C2

196

Parteó Apéndices

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

medido

40,2

40,2

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

Dif.

4,9

4,9

5

5

5

5

5

5

5

5

5

medido

40,2

40,2

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

40,1

Dif

4,9

4,9

5

5

5

5

5

5

5

5

5

medido

35,3

35,3

35,3

35,3

35,3

35,3

35,3

35,3

35,3

35,3

35,3

Dif

4,9

4,9

4,8

4,8

4,8

4,8

4,8

4,8

4,8

4,8

4,8

medido

35,3

35,3

35,3

35,3

35,2

35,2

35,2

35,2

35,2

35,2

35,2

Dif

4,9

4,9

4,8

4,8

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

Tabla 6-26: Linealidad 35 dBsPL y 40 dBgPL.

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

30 SPL (*)

Cl

medido

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

Dif.

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

C2

medido

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

30,3

Dif.

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

25 SPL

Cl

medido

25,7

26

26

26

26

26

26

26

26

26

26

Dif

4,6

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

4,3

C2

medido

25,7

25,7

25,7

25,7

25,7

25,7

25,7

25,7

25,7

25,7

25,7

Dif

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6


RETSPL 20 SPL

Cl

medido Dif.

C2

medido Dif

15 SPL

Cl

medido Dif

C2

medido Dif

197

Parteó Apéndices

125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

20SPL

Cl

medido

21,2

21,6

21,6

21,6

21,6

21,6

21,6

21,6

21,6

21,6

21,6

Dif.

4,8

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

C2

medido

21,1

21,1

21,1

21,1

21,1

21,1

21,1

21,1

21,1

21,1

21,1

Dif.

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

15 SPL

Cl

medido

16,4

17,2

17,2

17,2

17,2

17,2

17,2

17,2

17,2

17,2

17,2

Dif.

4,8

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

4,4

C2

medido

16,5

16,5

16,5

16,5

16,5

16,5

16,5

16,5

16,5

16,5

16,5

Dif

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6

4,6


125

250

500

750

1.000

1.500

2.000

3.000

4.000

6.000

8.000

RETSPL

45

27

13,5

9

7,5

7,5

9

11,5

12

16

15,5

10 SPL (*)

Cl

medido

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Dif.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

C2

medido

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Dif.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

5 SPL

Cl

medido

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Dif.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

C2

medido

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Dif

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Tabla 6-29: Linealidad 5 dBspL y 10 dEspL-

198

Parteó Apéndices

6.2.4 MEDIDA DE LA DISTORSIÓN.

Frec

125

250

500

750

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

THD%

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

l°Arm.

dB

51,1

51,3

51,2

41,1

40,8

30,6

30,6

30,3

49,2

47,1

25,5

26,2

12,5

11

23,5

35,9

33,8

22,1

25,2

13,1

5

23,6

32,6

33

l°Arm.

%

8,035E-03

8,222E-03

8,128E-03

8,035E-03

7,762E-03

7,586E-03

7,586E-03

7,328E-04

6,457E-03

5,070E-03

l,334E-03

l,445E-03

9,441E-04

7,943E-04

3,350E-04

l,396E-03

l,096E-03

9,016E-04

l,288E-03

l,012E-03

3,981E-04

3,388E-04

9,550E-04

l,000E-03

2°Arm.

dB

44,1

34,9

43,1

33,5

35,9

24,2

26,7

43,3

50,5

55,6

32

35,2

22,8

24,5

42,4

34,5

43,1

30,9

34,1

21,9

25,4

42,8

32,4

32,6

2<'Arm.

%

3,589E-03

l,245E-03

3,199E-03

3,350E-03

4,416E-03

3,631E-03

4,842E-03

3,273E-03

7,499E-03

l,349E-02

2,818E-03

4,074E-03

3,090E-03

3,758E-03

2,951E-03

l,189E-03

3,199E-03

2,483E-03

3,589E-03

2,786E-03

4,169E-03

3,090E-03

9,333E-04

9,550E-04

3°Arm.

dB

25,4

24,6

25,5

18,6

19

7,5

5,8

22,9

20,7

24,4

17,6

17,4

4

5,7

22,7

22,7

22,7

16

16

4,5

6

24,5

23,6

21,8

3''Arm.

%

4,169E-04

3,802E-04

4,217E-04

6,026E-04

6,310E-04

5,309E-04

4,365E-04

3,126E-04

2,427E-04

3,715E-04

5,370E-04

5,248E-04

3,548E-04

4,315E-04

3,055E-04

3,055E-04

3,055E-04

4,467E-04

4,467E-04

3,758E-04

4,467E-04

3,758E-04

3,388E-04

2,754E-04

199

Parteó Apéndices

Frec

1000

1500

2000

3000

Cl- lOdB

C2-10dB

Cl-20dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

THD %

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

l°Ann.

dB

21,7

23,7

4,7

5,3

23,1

46,3

36,2

28,7

26,1

5,6

8,4

24,6

48,1

36,7

22,6

27,4

5,6

8,8

25,3

33,2

41,9

22,9

28,3

5,4

9

26,4

r A r m .

%

8,610E-04

l,084E-03

3,846E-04

4,121E-04

3,199E-04

4,624E-03

l,445E-03

l,928E-03

l,429E-03

4,266E-04

5,888E-04

3,802E-04

5,689E-03

l,531E-03

9,550E-04

l,660E-03

4,266E-04

6,166E-04

4,121E-04

l,023E-03

2,786E-03

9,886E-04

l,841E-03

4,169E-04

6,310E-04

4,677E-04

2°Arm.

dB

31,6

35,1

23,8

26,5

43,7

53,9

43,2

34,5

35,7

24

26,9

41,9

54,4

41,7

30,1

34,5

22,7

25,5

43,4

36,1

44,3

31,6

35,9

24,2

27

43,7

2''Arm.

%

2,692E-03

4,027E-03

3,467E-03

4,732E-03

3,428E-03

l,109E-02

3,236E-03

3,758E-03

4,315E-03

3,548E-03

4,955E-03

2,786E-03

l,175E-02

2,723E-03

2,265E-03

3,758E-03

3,055E-03

4,217E-03

3,311E-03

l,429E-03

3,673E-03

2,692E-03

4,416E-03

3,631E-03

5,012E-03

3,428E-03

3"Arm.

dB

17

16

6,8

4

22,8

23,8

23,2

17,6

15,5

4,8

3

25,2

23,7

24,2

16,2

16,3

3,5

2,9

25

25,6

30,7

15,6

18,2

4,7

4,8

23,5

S^Arm.

%

5,012E-04

4,467E-04

4,898E-04

3,548E-04

3,090E-04

3,467E-04

3,236E-04

5,370E-04

4,217E-04

3,890E-04

3,162E-04

4,074E-04

3,428E-04

3,631E-04

4,571E-04

4,624E-04

3,350E-04

3,126E-04

3,981E-04

4,266E-04

7,674E-04

4,266E-04

5,754E-04

3,846E-04

3,890E-04

3,350E-04

200

Parteó Apéndices

Frac

4000

6000

8000

Canal 1

Canal 2

Cl- lOdB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl- lOdB

C2-10dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

THD %

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

TArm.

dB

36

43,8

24,6

30,8

6,2

9,4

29,4

38,2

41,4

25,4

29,3

5,8

8,4

32,8

37

44,5

25,8

32,1

6

11

35,2

41,2

47,3

28,8

34,7

9,3

17,2

FArm.

%

l,413E-03

3,467E-03

l,202E-03

2,455E-03

4,571E-04

6,607E-04

6,607E-04

l,820E-03

2,630E-03

l,318E-03

2,065E-03

4,365E-04

5,888E-04

9,772E-04

l,585E-03

3,758E-03

l,380E-03

2,851E-03

4,467E-04

7,943E-04

l,288E-03

2,570E-03

5,188E-03

l,950E-03

3,846E-03

6,531E-04

l,622E-03

2''Arm.

dB

34,5

44,9

31,8

35,7

23,6

26,9

44

32,1

42,9

31,9

35,7

23,5

27

45,3

34,4

48,8

32

36,7

23,9

27,1

46,3

36,7

49,5

31,7

37

24,5

27,1

2''Arm.

%

l,189E-03

3,936E-03

2,754E-03

4,315E-03

3,388E-03

4,955E-03

3,548E-03

9,016E-04

3,126E-03

2,786E-03

4,315E-03

3,350E-03

5,012E-03

4,121E-03

l,175E-03

6,166E-03

2,818E-03

4,842E-03

3,508E-03

5,070E-03

4,624E-03

l,531E-03

6,683E-03

2,723E-03

5,012E-03

3,758E-03

5,070E-03

30Ann.

dB

28,2

33,7

16,3

17,5

6,2

3,5

25,1

30,5

33,7

16,5

17,6

3,1

4,5

22,1

32,1

36,8

15,8

18,4

4,1

3,9

~

~

~

~

~

~

~

3''Arm.

%

5,754E-04

l,084E-03

4,624E-04

5,309E-04

4,571E-04

3,350E-04

4,027E-04

7,499E-04

l,084E-03

4,732E-04

5,370E-04

3,199E-04

3,758E-04

2,851E-04

9,016E-04

l,549E-03

4,365E-04

5,888E-04

3,589E-04

3,508E-04

~

~

~

—

—

~

~

201

Parteó Apéndices

Tabla 6-30: Medida de la distorsión.

Frec

125

250

500

750

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl- lOdB

C2-10dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl- lOdB

C2-10dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl- lOdB

C2-10dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

THD %

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

r Subar.

dB

69,5

69,3

69

58,9

59,1

48,9

49,1

49

48,7

48,5

38,6

38,8

28,4

28,6

33,3

33,1

33,1

23,5

23,6

13,1

13,9

22

22,7

22,5

1° Subar.

%

6,683E-02

6,531E-02

6,310E-02

6,237E-02

6,383E-02

6,237E-02

6,383E-02

6,310E-03

6,095E-03

5,957E-03

6,026E-03

6,166E-03

5,888E-03

6,026E-03

l,035E-03

l,012E-03

l,012E-03

l,059E-03

l,072E-03

l,012B-03

l,109E-03

2,818E-04

3,055E-04

2,985E-04

2° Subar.

dB

61

60,7

60,4

50,3

50,5

40,3

40,3

41,7

41,4

41,3

31,2

31,3

21

21,3

27

26,5

26,5

19

19,3

8,7

7,8

19,5

19,9

19,9

2° Subar.

%

2,512E-02

2,427E-02

2,344E-02

2,317E-02

2,371E-02

2,317E-02

2,317E-02

2,723E-03

2,630E-03

2,600E-03

2,570E-03

2,600E-03

2,512E-03

2,600E-03

5,012E-04

4,732B-04

4,732E-04

6,310E-04

6,531E-04

6,095E-04

5,495E-04

2,113E-04

2,213E-04

2,213E-04

3° Subar.

dB

58,7

58,4

58,2

48

48,2

38,1

38,1

38,3

38

38

28

28,7

17,9

18,1

24

24,8

25

17,3

18,4

7,6

6,9

21,1

21,4

21,7

3° Subar.

%

l,928E-02

l,862E-02

l,820E-02

l,778E-02

l,820E-02

l,799E-02

l,799E-02

l,841E-03

l,778E-03

l,778E-03

l,778E-03

l,928E-03

l,758E-03

l,799E-03

3,548E-04

3,890E-04

3,981E-04

5,188E-04

5,888E-04

5,370E-04

4,955E-04

2,541E-04

2,630E-04

2,723E-04

202

Parteó Apéndices

Frec

1000

1500

2000

3000

Cl-lOdB

C2-10dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl- lOdB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canall

Canal 2

Cl-lOdB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canall

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

THD%

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

r Subar.

dB

17,2

17,4

5,2

4,7

18,5

20,2

19,5

15,8

15,4

5,2

3

19,2

20,1

19,7

16

16

4,35

2,7

18,9

19,7

19,5

15,7

16,6

4,2

2,4

19,4

1° Subar.

%

5,129E-04

5,248E-04

4,074E-04

3,846B-04

l,884E-04

2,291E-04

2,113E-04

4,365E-04

4,169E-04

4,074E-04

3,162E-04

2,042E-04

2,265E-04

2,163E-04

4,467E-04

4,467E-04

3,694E-04

3,055E-04

l,972E-04

2,163E-04

2,113E-04

4,315E-04

4,786B-04

3,631E-04

2,951E-04

2,089E-04

2° Subar.

dB

16,5

16,5

6,6

5

18,5

20,2

19,5

15,7

16,5

4,8

3,4

19,5

20,4

19,9

16

16,4

5

3,7

19,2

19

19:01

15,7

16,6

4,7

3,5

19,6

2" Subar.

%

4,732E-04

4,732E-04

4,786E-04

3,981E-04

l,884E-04

2,291E-04

2,113E-04

4,315E-04

4,732E-04

3,890E-04

3,311E-04

2,113E-04

2,344E-04

2,213E-04

4,467E-04

4,677E-04

3,981E-04

3,428E-04

2,042E-04

l,995E-04

2,453E-05

4,315E-04

4,786E-04

3,846E-04

3,350E-04

2,138E-04

3° Subar.

dB

16,5

16,5

5,1

4,9

18,5

20,2

19,5

15,7

17,3

5,8

4,3

19,6

19,3

19,7

16

16

5,7

3

19,2

19

19:01

15,7

16,6

4,4

3,2

19,1

3° Subar.

%

4,732E-04

4,732E-04

4,027E-04

3,936E-04

l,884E-04

2,291E-04

2,113E-04

4,315E-04

5,188E-04

4,365E-04

3,673E-04

2,138E-04

2,065E-04

2,163E-04

4,467E-04

4,467E-04

4,315E-04

3,162E-04

2,042E-04

l,995E-04

2,453E-05

4,315E-04

4,786E-04

3,715E-04

3,236E-04

2,018E-04

203

Parteó Apéndices

Frec

4000

6000

8000

Canal 1

Canal 2

Cl- lOdB

C2-10dB

C1-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10 dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal!

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

Pulse LabShop

Canal 1

Canal 2

Cl-10 dB

C2-10dB

Cl-20 dB

C2-20 dB

THD%

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

0.05

0.06

0.06

0.15

0.15

0.5

0.5

1° Subar.

dB

19,9

19,5

15,6

16,2

3,5

3,5

19,2

19,3

18,7

16

15,6

3,4

2,7

19,3

19,3

18,9

16,2

15,9

2,8

2,8

18,8

19,3

18,9

15,2

15,1

2,8

2,4

1° Subar.

%

2,213E-04

2,113E-04

4,266E-04

4,571E-04

3,350E-04

3,350E-04

2,042E-04

2,065E-04

l,928E-04

4,467E-04

4,266E-04

3,311E-04

3,055E-04

2,065E-04

2,065E-04

l,972E-04

4,571E-04

4,416E-04

3,090E-04

3,090E-04

l,950E-04

2,065E-04

l,972E-04

4,074E-04

4,027E-04

3,090E-04

2,951E-04

2° Subar.

dB

19,2

18,4

15,8

15,8

4,2

2,9

18,9

19,1

19,1

15,9

15,8

3,6

2,7

19,3

19,3

18,7

15,4

15,8

2,6

2,5

18,3

19,4

18,7

15,4

15,7

3,7

2,2

2° Subar.

%

2,042E-04

l,862E-04

4,365E-04

4,365E-04

3,631E-04

3,126E-04

l,972E-04

2,018E-04

2,018E-04

4,416E-04

4,365E-04

3,388E-04

3,055E-04

2,065E-04

2,065E-04

l,928E-04

4,169E-04

4,365E-04

3,020E-04

2,985E-04

l,841E-04

2,089E-04

l,928E-04

4,169E-04

4,315E-04

3,428E-04

2,884E-04

3° Subar.

dB

19,3

19,2

16,1

16,2

4,6

2,9

18,6

19,3

19,5

15,8

16,3

3,6

2,3

19,2

19,5

19,6

15,7

15,8

3,8

3,6

19,1

19,7

19,4

15,8

15,6

3,5

2,8

3° Subar.

%

2,065E-04

2,042E-04

4,519E-04

4,571E-04

3,802E-04

3,126E-04

l,905E-04

2,065E-04

2,113E-04

4,365E-04

4,624E-04

3,388E-04

2,917E-04

2,042E-04

2,113E-04

2,138E-04

4,315E-04

4,365E-04

3,467E-04

3,388E-04

2,018E-04

2,163E-04

2,089E-04

4,365E-04

4,266E-04

3,350E-04

3,090E-04

204

Parte 6 Apéndices

Tabla 6-31: Medida de la contribución de los subarmónicos.

205

Parte 6 Apéndices

206

Parte? Bibliografía

7 Bibliografía

A continuación se presenta la bibliografía utilizada en el desarrollo de esta tesis doctoral en la que también aparecen las publicaciones realizadas fruto de una parte de las investigaciones y desarrollos realizados.

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Cero de referencia para la calibración de equipos audiométricos. Parte 4: Niveles de referencia para ruido de enmascaramiento de banda estrecha.

Cero de referencia para la calibración de equipos audiométricos. Parte 5: Niveles de referencia equivalentes de presión acústica umbral para tonos puros en el intervalo de frecuencias de 8 Khz a 16 Khz.

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Parte 7 Bibliografía

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