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Die
Erfindung betrifft ein Hörhilfegerät oder Hörhilfegerätesystem
mit einem Eingangswandler zur Aufnahme eines Eingangssignals und
Wandlung in ein elektrisches Eingangssignal, einer Signalverarbeitungseinheit
zur Verarbeitung und Verstärkung des elektrischen Eingangssignals
und zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals und einem Ausgangswandler
zur Wandlung des elektrischen Ausgangssignals in ein von einem Benutzer
als akustisches Ausgangssignal wahrnehmbares Ausgangssignal.
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Moderne
Hörhilfegeräte verfügen in der Regel über
mehrere Signaleingänge. Zur Aufnahme eines akustischen
Eingangssignals ist wenigstens ein Mikrofon vorhanden. Ferner sind
Hörhilfegeräte bekannt, die zum drahtlosen Empfang
eines RF-Signals über eine entsprechende Empfangsantenne
bzw. Empfangsspule verfügen. Darüber hinaus ist
bei vielen handelsüblichen Hörhilfegeräten
der Empfang eines niederfrequenten elektromagnetischen Signals mittels
einer Telefonspule möglich. Darüber hinaus verfügen
Hörhilfegeräte häufig zusätzlich über
einen Audioeingang, d. h. eine entsprechende Schnittstelle zur direkten
Verbindung mit einer Audiosignalquelle. In der Regel sind hierfür
eine spezielle Buchse oder eine spezielle Kontaktanordnung am Hörhilfegerät vorhanden,
die mit einem speziellen Stecker bzw. einem sogenannten Audioschuh
kontaktiert werden können. Da die entsprechenden Kontakteinrichtungen
in der Regel Speziallösungen sind, sind diese verhältnismäßig
teuer bei der Herstellung.
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Aus
der
DE 103 01 498
A1 ist ein Hörhilfegerät mit einem Audioschuh
bekannt, über den eine direkte Verbindung zu einer Audiosignalquelle
hergestellt wird.
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Aus
der
DE 298 01 567
U1 ist ein Hörhilfegerät mit einem hinter
dem Ohr tragbaren und einem in dem Ohr tragbaren Gehäuseteil
bekannt, wobei die Gehäuseteile Klinkenbuchsen aufweisen
und mittels eines Kabels, das an seinen Enden mit Klinkensteckern
versehen ist, elektrisch verbindbar sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, in möglichst einfacher
und kostengünstiger Weise bei einem Hörhilfegerät
oder Hörhilfegerätesystem einen Audioeingang zu
realisieren und zusätzlich eine automatische Umschaltung
zwischen unterschiedlichen Signaleingängen des betreffenden
Hörhilfegerätes oder Hörhilfegerätesystem
zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Hörhilfegerät oder Hörhilfegerätesystem
mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Handelsübliche
Stereo-Klinkenbuchsen umfassen schaltbare Kontakte, die i. d. R.
geschlossen sind und erst beim Einführen eines Klinkensteckers
in die Klinkenbuchse geöffnet werden. Diese Schaltfunktion
wird bei Audiogeräten, beispielsweise Fernseh- oder Rundfunkgeräten,
dazu verwendet, die elektrische Verbindung zu einem in ein betreffendes Audiogerät
eingebauten Lautsprecher zu unterbrechen, so dass dieser bei gestecktem
Klinkenstecker kein akustisches Ausgangssignal liefert. Dies ist
z. B. dann sinnvoll, wenn der Klinkenstecker zur Verbindung des
Audiogeräts mit einem Kopfhörer dient.
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Ebenso
ist es möglich, dass bei einem Audiogerät mit
einem eingebauten Mikrofon durch Einführen eines Klinkensteckers
in eine entsprechende Klinkenbuchse des Audiogeräts das
interne Mikrofon des Audiogeräts elektrisch abgetrennt
und stattdessen ein mit dem Klinkenstecker verbundenes externes
Mikrofon elektrisch mit dem Audiogerät verbunden wird.
Die Umschaltung zwischen internen Signalein- oder -ausgängen
und externen Signalein- oder -ausgängen durch Einführen
des Klinkensteckers in die Klinkenbuchse erfolgt dabei rein mechanisch.
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Bei
einem Hörhilfegerät oder Hörhilfegerätesystem,
das neben dem Audioeingang über mehrere weitere Signaleingänge
verfügt, ist eine derartige mechanische Umschaltung unter
Verwendung einer Standard-Klinkenbuchse nicht möglich,
da damit nur einer der unterschiedlichen Signaleingänge
abgetrennt werden könnte. Ferner kann es bei einem Hörhilfegerät
oder Hörhilfegerätesystem sinnvoll sein, die aus
mehreren Signaleingängen hervorgehenden Eingangssignale
gleichzeitig zu verarbeiten. Das Abtrennen einzelner Signaleingänge
bei der Verbindung des Audioeingangs mit einem Klinkenstecker ist dann
evtl. unerwünscht. Vielmehr wird im Hörhilfegerät
oder Hörhilfegerätesystem vor allem die Information
benötigt, ob ein Klinkenstecker gesteckt ist, damit die
Berücksichtigung der weiteren Signaleingänge und
die Signalverarbeitung im Hörhilfegerät bzw. Hörhilfegerätesystem
automatisch an diesen Betriebszustand angepasst werden kann. Durch
die Erfindung wird in einfacher Weise und unter Verwendung eines
handelsüblichen Klinkensteckers die Information bzgl. eines
gesteckten Klinkensteckers automatisch im Hörhilfegerät
bzw. Hörhilfegerätesystem bereitgestellt.
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Eine
einfach realisierbare Ausführungsform einer Detektorschaltung
für einen gesteckten Klinkenstecker in einer Standard-Stereo-Klinkenbuchse mit
zwei schaltbaren Kontakten zieht zwischen der positiven Versorgungsspannung,
den beiden Audiosignalleitungen der Klinkenbuchse und dem Masse-Anschluss
ein Widerstandsnetzwerk in Form von wenigstens drei in Reihe geschalteten
Widerständen vor, wobei der von der positiven Versorgungsspannung über
die Widerstände nach Masse geführte Signalpfad
durch die schaltbaren Kontakte der Klinkenbuchse unterbrochen oder
geschlossen werden kann. Abhängig vom Zustand der schaltbaren
Kontakte ändert sich an wenigstens einer Stelle des oben beschriebenen
elektrischen Pfades das Potenzial, das von einem Spannungsdetektor
erfasst wird. Aus dem gemessenen Potenzial kann somit auf den Schaltzustand
der schaltbaren Kontakte geschlossen werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein
Hörhilfegerätesystem mit einem Hörhilfegerät
und einer externen Prozessoreinheit,
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2 das
Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Stereo-Klinkenbuchse
mit einer Detektorschaltung und
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3 eine
zweite Ausführungsform einer Stereo-Klinkenbuchse mit einer
Detektorschaltung.
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1 zeigt
ein Hörhilfegerätesystem mit einem hinter dem
Ohr tragbaren Hörhilfegerät 1 und einer
externen Prozessoreinheit 10. Das Hörhilfegerät 1 umfasst
ein Mikrofon 2 zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals
und Wandlung in ein elektrisches Eingangssignal. Das elektrische
Eingangssignal wird von einer Signalverarbeitungseinheit 3 verarbeitet,
in Abhängigkeit der Signalfrequenz verstärkt und
als elektrisches Ausgangssignal abgegeben. Das elektrische Ausgangssignal
wiederum wird von einem Hörer 4 in ein akustisches
Ausgangssignal gewandelt und in den Gehörgang eines Benutzers
abgegeben. Zur Spannungsversorgung der elektronischen Komponenten
des Hörhilfegerätes 1 ist eine Spannungsquelle
in Form einer Batterie 5 vorhanden. Weiterhin umfasst das
Hörhilfegerät 1 gemäß dem
Ausführungsbeispiel als weitere Signaleingänge neben
dem Mikrofon 2 eine Telefonspule 6 zur Aufnahme
eines niederfrequenten elektromagnetischen Signals, welches z. B.
von einem Telefon oder von entsprechenden Einrichtungen in Kirchen,
Vortragssälen usw. abgegeben wird. Darüber hinaus
umfasst das Hörhilfegerät 1 gemäß dem
Ausführungsbeispiel eine Antenne 7 zum Empfang
eines hochfrequenten RF-Signals. Zusätzlich umfasst das
Hörhilfegerät 1 einen Audioeingang in
Form einer Klinkenbuchse 8, über die in Verbindung
mit einem Klinkenstecker (nicht dargestellt) eine direkte, drahtgebundene
elektrische Verbindung zu einem Audiogerät (Radio, Fernseher
etc.) hergestellt werden kann. Bei gestecktem Audioste cker sollen
i. d. R. alle anderen Signaleingänge des Hörhilfegerätes 1 abgeschaltet sein.
Dabei wird von einem Benutzer eine automatische Abschaltung dieser
Signaleingänge bevorzugt.
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Weiterhin
umfasst das Hörhilfegerätesystem gemäß dem
Ausführungsbeispiel die externe Prozessoreinheit 10.
Zwischen dem Hörhilfegerät 1 und der externen
Prozessoreinheit 10 ist eine drahtlose Signalübertragung
möglich. Hierfür weist die externe Prozessoreinheit 10 eine
erste Antenne 13 auf. Die externe Prozessoreinheit 10 gemäß dem
Ausführungsbeispiel kann als Fernbedienung für
das Hörhilfegerät 1 verwendet werden.
Hierzu weist sie die von einem Benutzer betätigbaren und
mit 1 bis 4 beschrifteten Programmwahltasten auf. Ferner ist ein
mit – und + beschriftetes Bedienelement zum Einstellen der
Lautstärke vorhanden. Nach der Betätigung eines
Bedienelementes werden entsprechende Steuersignale generiert und
auf das Hörhilfegerät 1 übertragen.
Weiterhin umfasst die externe Prozessoreinheit 10 ein Display 11,
mit dem Betriebszustände und Einstellungen des Hörhilfegerätes 1 angezeigt
werden können.
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Neben
ihrer Funktion als Fernbedienung ist die externe Prozessoreinheit 10 gemäß dem
Ausführungsbeispiel auch zum Empfang und zur Weiterverarbeitung
von Eingangssignalen externer Signalquellen ausgebildet, wobei die
verarbeiteten Eingangssignale drahtlos an das Hörhilfegerät übertragbar
sind. Als Eingangswandler sind ein Mikrofon 12 zur Aufnahme
akustischer Eingangssignale und eine Antenne 14 zum Empfang
drahtlos übertragbarer Signale vorhanden. Ferner verfügt
die externe Prozessoreinheit 10 über eine Standard
Klinkenbuchse 15 zur Verbindung mit einem Klinkenstecker
für eine drahtgebundene Signalübertragung. Über
die Antenne 14 und die Klinkenbuchse 15 werden
insbesondere Audiosignale externer Audiosignalquellen auf die externe
Prozessoreinheit 10 übertragen. In der externen Prozessoreinheit
werden die eingehenden Signale in einer Signalverarbeitungseinheit 16 weiterverarbeitet,
insbesondere in ein Signal umgesetzt, das drahtlos auf das Hörhil fegerät 1 übertragbar
ist. Die externe Prozessoreinheit 10 dient somit als Bindeglied
bei der indirekten Signalübertragung von einer externen Audiosignalquelle
auf das Hörhilfegerät 1.
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Auch
die externe Prozessoreinheit 10 gemäß dem
Ausführungsbeispiel verfügt – wie das
Hörhilfegerät 1 selbst – über
die Möglichkeit, zwischen verschiedenen Signaleingängen
umzuschalten bzw. diese zu mischen. Hierfür ist die externe
Prozessoreinheit 10 mit einer Detektorschaltung zum automatischen
Erkennen eines gesteckten Klinkensteckers versehen, so dass die
Signalverarbeitungseinheit 16 erkennt, ob über
diesen Signaleingang eine Verbindung zu einem externen Audiogerät
besteht.
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2 zeigt
im Blockschaltbild eine erste Realisierungsmöglichkeit
einer herkömmlichen Stereo-Klinkenbuchse mit zwei schaltbaren
Kontakten K1 und K2 sowie mit einer Detektorschaltung gemäß der
Erfindung. Dabei befindet sich ein erster Widerstand R1 zwischen
der Versorgungsspannung VS und dem mit der ersten Signalleitung
AL der Klinkenbuchse verbundenen schaltbaren Kontakt K1. Ein zweiter
Widerstand R2 verbindet die beiden Signalleitungen AL und AR der
Klinkenbuchse. Ein dritter Widerstand R3 ist zwischen den mit der
zweiten Signalleitung AR verbundenen schaltbaren Kontakt K2 und
einem Masseanschluss der Spannungsquelle geschaltet. Der Wert des
Widerstandes R2 wird um ein Vielfaches höher gewählt
als die Ausgangsimpedanz der Audiosignalquelle, die über
die Klinkenbuchse mit dem betreffenden Hörhilfegerät
verbunden werden soll. Typische Ausgangsimpedanzen von Audioquellen
liegen im Bereich von 30 bis 100 Ohm. Der Wert des Widerstandes
R2 wird um einige Zehnerpotenzen höher gewählt
als diese Ausgangsimpedanz, z. B. R2 = 100 kOhm. Dadurch werden
die beiden Kanäle AL und AR der Klinkenbuchse lediglich
in einer vernachlässigbaren Weise über den Widerstand
R2 miteinander verbunden. Der Widerstand R1 dient lediglich als
Schutzwiderstand, damit die Signalleitung AL nicht direkt mit der
Versorgungsspannung verbunden ist. Beispielsweise wird für
den Wert von R1 10 kOhm gewählt. Der Wert des Widerstands R3
wird vorzugsweise deutlich größer als der Wert des
Widerstands R2 gewählt, z. B. R3 = 1 MOhm. Durch die angegebene
Dimensionierung wird erreicht, dass bei geschlossenen Schaltern
K1 und K2 der Großteil der Versorgungsspannung über
den Widerstand R3 abfällt. Bei geöffneten Schaltern
K1 und K2 befinden sich hingegen beide Anschlüsse des Widerstandes
R3 auf Masse-Potenzial. Dann kann als Spannungsdetektor zur Spannungsmessung
ein einfacher Logikbaustein L verwendet werden, der wie aus 2 ersichtlich
mit dem Widerstand R3 verbunden ist und der an seinem Ausgang lediglich
die binären Werte „1" mit der Bedeutung „Schalter
K1 und K2 geschlossen" und „0" mit der Bedeutung „Schalter
K1 und K2 geöffnet" liefert und der Signalverarbeitungseinheit
SV als Steuerparameter zuführt. In Abhängigkeit
davon, ob in der beschriebenen Weise ein Audiostecker detektiert
wird, können dann die weiteren Signaleingänge
IN1 (z. B. zur Verbindung mit einem Mikrofon) und IN2 (z. B. zur
Verbindung mit einer Telefonspule) der Signalverarbeitungseinheit
SV unterschiedlich geschaltet werden bzw. die darüber eingehenden
Eingangssignale unterschiedlich weiterverarbeitet werden.
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Durch
die gezeigte Schaltung wird in sehr einfacher Weise eine elektronische
Detektorschaltung zur automatischen Erkennung eines gesteckten Klinkensteckers
realisiert. Selbstverständlich kann anstelle eines Logikbausteins
auch eine andere Spannungsmesseinrichtung vorgesehen werden, die das
Potenzial zwischen dem geschalteten Kontakt K2 und dem Widerstand
R3 abgreift und daraus zuverlässig eine Aussage über
den augenblicklichen Schaltzustand der geschalteten Kontakte K1
und K2 gestattet. Vorzugsweise sind die gezeigten Widerstände
sowie der Logikbaustein bzw. die Spannungsmesseinrichtung nicht
als diskrete Bauelemente realisiert, sondern physikalisch Teil der
hoch integrierten Signalverarbeitungseinheit des betreffenden Hörhilfegerätes
bzw. Hörhilfegerätesystems.
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Zum
Schutz vor Störungen kann parallel zu dem Widerstand R3,
der die Funktion eines Pull-down-Widerstandes erfüllt,
noch ein Filterkondensator C3 parallel geschaltet werden. Damit
können kurze Spannungsspitzen bzw. Spannungseinbrüche
herausgefiltert werden. Die Wahl des Wertes für C3 erfolgt
vorzugsweise unter Berücksichtigung der geforderten Geschwindigkeit,
mit der ein gesteckter Klinkenstecker detektiert werden soll. Befindet
sich ein Klinkenstecker in der gezeigten Klinkenbuchse, so sind
die beiden Schalter K1 und K2 geöffnet und damit die Signalpfade
zwischen der positiven Versorgungsspannung VS und der Signalleitung
AL bzw. zwischen der Signalleitung AR und dem Masse-Anschluss unterbrochen,
so dass lediglich der hochohmige Widerstand R2 die über
die Signalleitungen AL und AR eingespielten Audiosignale beeinflusst.
Die Spannungsquelle VS und die Detektorschaltung sind dabei elektrisch
von den beiden Signalpfaden AL und AR getrennt. Sie beeinflussen
die Signaleingänge AL und AR daher nicht. Umgekehrt kann
auch das anliegende Audiosignal einschließlich einer eventuell
vorhandenen Offsetspannung die Detektorschaltung nicht beeinflussen.
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Insgesamt
wird durch die angegebene Schaltung in sehr einfacher Weise eine
Detektorschaltung für einen gesteckten Audiostecker realisiert,
ohne dass dabei ein eingehendes Audiosignal durch die Detektorschaltung
merklich beeinflusst wird oder das Audiosignal die Detektion stört.
Weiterhin wird auf eine handelsübliche und preiswerte Klinkenbuchse
zurückgegriffen, wodurch teure Speziallösungen
vermieden werden.
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Eine
alternative Realisierungsmöglichkeit zu der Detektorschaltung
gemäß 2 zeigt 3. Dabei
sind die Werte der Widerstände R1' und R3' gegenüber
den Werten Widerständen R1 und R3 der Schaltung gemäß 2 getauscht.
R1 wird somit als hochohmiger Pull-up-Widerstand verwendet, so dass an
dem mit dem geschalteten Kontakt K1 verbundenen Anschluss des Widerstandes
R1 ein hoher Signalpegel anliegt, wenn der Schalter K1 geöffnet
ist, und ein niedriger Signalpegel an dieser Stelle anliegt, wenn
die beiden geschalteten Kontakte K1 und K2 geschlossen sind. Analog
zu der Schaltung gemäß 2 kann hierbei
zur Vermeidung kurzzeitiger Spannungsspit zen bzw. Spannungseinbrüche
parallel zu dem Widerstand R1 ein Kondensator C1 geschaltet werden.
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Der
Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass die bei Standard-Klinkenbuchsen
ohnehin vorhandenen geschalteten Kontakte K1 und K2 in die Detektorschaltung
einbezogen werden, wodurch eine sehr einfache Realisierung der Detektorschaltung
mit wenigen elektrischen Bauelementen ermöglicht wird.
Dies ist insbesondere in Hinblick auf die bei Hörhilfegeräten
angestrebte Miniaturisierung von besonderem Vorteil. Weiterhin kann
auf einen zusätzlichen Detektorschalter in der Buchse verzichtet
werden, womit eine teuere Speziallösung vermieden wird.
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Ergänzend
wird darauf hingewiesen, dass im Zusammenhang mit der Erfindung
an den geschalteten Punkten zwischen R1 und K1 bzw. R3 und K2 auch
eine weitere Audioquelle angeschlossen sein kann. Diese Audioquelle
wäre mit dem Signaleingang verbunden, wenn kein Stecker
gesteckt ist, und sie wäre getrennt, wenn ein Stecker in
die Buchse gesteckt ist. Die Detektion eines gesteckten Audiosteckers
in der oben beschriebenen Weise ist auch bei dieser Ausführungsform
möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10301498
A1 [0003]
- - DE 29801567 U1 [0004]