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Verfahren zum Bilden von Rauschsignalen und Vorrichtungen zum Ausüben
des Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden von Rauschsignalen
unter Verwendung eines weißen Rauschens, mit Schallwiedergabe durch elektroakustische
Schallwandler, insbesondere bei audiometrischen Messungen, z. B. zum Messen mit
Verdeckungssignalen, die über Amplitudenkalibrierstufen wählbaren Testsignalen unterschiedlicher
Frequenz zugeordnet sind, oder zum Messen mit Vertäubungssignalen, und Vorrichtungen
zum Ausüben dieses Verfahrens.
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Zur Verdeckungsmessung werden ein Rauschsignal bekannter Intensität
und ein Testsignal über einen gemeinsamen Schallwandler auf ein Ohr eines Patienten
gegeben, wobei diejenige Intensitzt des Testsignales gesucht wird, bei der der Patient
das Testsignal gerade aus dem Rauschsignal heraushört. Vertäubungssignale dienen
dagegen einer Messung einer Hörschwellenkurve eines gegenüber dem anderen Ohr unempfindlichen
Ohres, wobei das
besser hörende Ohr durch das Vertäubungssignal
gegen ein sogenanntes Uberhören des Testsignales unempfindlich gemacht wird.
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Die Bandbreite eines verwendeten Rauschsignales ist bekanntlich möglichst
klein zu wählen, um den Patienten einer geringen akut tischen Belastung zu unterwerfen
und damit exakte Messungen zu ermöglichen, jedoch wiederum auch groß genug, um eine
Vollständige Verdeckung oder Vertäubung eines Testsignales gewährleisten zu können.
Die Bandbreite ist optimal, wenn sie der dem jeweiligen Testsignal zugehörigen empirisch
ermittelbaren sogenannten Frequenzgruppenbreite gleich ist (vergl.
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Zwicker und Feldkeller, "Das Ohr als Nachrichtenempfänger", zweite
Auflage, Abschnitt 6, Seite 72).
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Bei der Verdeckungsmessung ist erfahrungsgemäß eine besonders leichte
Unterscheidung zwischen dem Testsignal und dem Rauschsignal gegeben, wenn das Rauschsignal
im Bereich des Testsignals eine schmale Lücke von etwa 10 Hz aufweist.
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Als Verdeckungssignal ist routinemäßig bisher ein im wesentlichen
weißes Rauschen angewendet worden, mit den bekannten und schon oben beschriebenen
Nachteilen einer zu großen Bandbreite.
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Weiter ist bekannt, daß ein einzelnes Verdeckungssignal von der
Bandbreite
einer Frequenzgruppe einem ausgewählten Testsignal zugeordnet über ein Bandfilter
gebiet wird, wobei all-erdings mit diesem Verdeckungssignal Verdeckungsmessungen
nicht nur auf das zugeordnete Testsignal beschränkt bleiben, sondern auch Teatsignale
anderer Frequenzen unter Verdeckung gemessen werden (vergl.
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oben bei Zwickel und Feldkeller, wo auch die Nachteile einer Ver-
deckung vRi} nicht mit der Mittenfrequenz des Verdeckungssignales identischen Testsignalfrequenz
beschrieben ist).
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Verdeckungssignale mit einer schmalen Lücke im Bereich eines Testsignales
sind schon aus zwei, die Testsignalfrequenz nicht überdeckenden Terzfilterauschsignalen
gebildet worden (vergl.
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ebenfalls oben bei Zwicker und Feldkeller, wo auch die Nachteile dieser
Lösung behandelt sind).
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Eine Ausweitung dieses Verfahrens auf eine Reihe vorgegebener Testsignale-
wiirde neben der Anwendung einer Filterbank auch eine Reihe besonderer, jedem einzelnen
Verdeckungssignal zugeordneter, Amplitudenkalibrierstufenzum Kalibrieren gemäß der
Frequenzcharakteristik eines elektroakustischen Schallwandlers - wie es auch für
jedes Testsignal selbst erforderlich ist -erfordern.
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zugegen sind Verfahren zum Bilden von Vertäubungssignalen gebräuchlich,
die
einer Reihe von Testsignalen unterschiedlicher Frequenz eine Reihe von schmalbandigen
Rauschsignalen zuordnen, wobei diese Rauschsignale über eine Filterbank aus einem
im wesentlichen weißen Rauschen gebildet werden (vergl. ausgeführte Audiometer der
britischen Firma PETERS).
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Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs
beschriebenen Art anzugeben, mit dem sich eine Reihe von, den Testsignalen zugeordneten,
Verdeckungs- bzw.
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Vertäubungssignalen mit unterschiedlich vorgebbarer Bandbreite auch
mit einer mittigen Lücke, mit einfachen Mitteln und ohne Aufwand für Kalibrierungen
bilden lassen, sowie Vorrichtungen zum Ausüben dieses Verfahrens zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß bei Vorgabe
jeweils eines der Testsignale diesem ein aus dem weißen Rauschen entnommenes Tiefpaßsignal
zugeordnet wird, dessen obere Grenzfrequenz höchstens der Frequenz des gerade vorgegebenen
Testsignals gleich ist und daß dieses Tiefpaßsignal multiplikativ mit dem Testsignal
zu einem Neßrauschsignal gemischt wird.
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Die größte Bandbreite des Meßrauschsignals ist somit mit der
doppelten
Testsignalfrequenz bestimmt, wobei die Testsignalfrequenz die Mittenfrequenz des
Meßrauschsignals ist.
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Die Bandbreite der Meßrauschsignale ist jedoch vorzugsweise gleich
der dem Testsignal zugehörigen Freqüenzgruppenbreite gewählt, indem die obere Grenzfrequenz
des Tiefpaßsignals wenigstens gleich der halben Frequenzgruppenbreite gewählt ist.
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Dieses Verfahren gestattet es, die Amplituden und die Bandbreiten
aller erforderlichen Meßrauschsignale in Abhängigkeit vom gewählten Testsignal aus
einem Tiefpaßsignal einstellbarer oberer Grenzfrequenz unmittelbar abzuleiten.
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Dieses Verfahren gestattet es fernerhin, Meßrauschsignale mit einer
Lücke im Bereich des zugehörigen Testsignals herzustellen, indem dem ri'iefpaßsignal
eine untere Grenzfrequenz, z.B. etwa Hz, vorgegeben wird.
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Die Erfindung ist anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht. Es zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Bilden
von eßrauschsignalen,
Fig. 2 die Verteilung von einem, einem weißen
Rauschen entnommenen Tiefpaßsignal begrenzter oberer Grenzfrequenz, sowie die Frequenz
eines Testsignals und die Bandbreite eines unter Verwendung des kalibrierten Testsignals
gebildeten HeßrauschsignalS über einer gemeinsamen Frequenzachse.
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Fig. 3 eine gleiche Verteilung wie in Fig. 2, jedoch ein Tiefpaßsignal
mit zusätzlich festgelegter unterer Grenzfrequenz und ein Meßrauschsignal mit einer
mittigen Lücke.
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Fig. 1 zeigt einen Testsignalkanal 1, dessen Ausgang sowohl über einen
Testsignaldezibelteiler 2 mit nachfolgendem Vorverstärker 3 mit einem Schallwandler
4 als auch mit einem ersten Eingang eines Signalmultiplikators 5 verbunden ist,
ferner einen Rauschkanal 6, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang des Signalmultiplikators
5 verbunden ist Der Testsignalkanal 1 enthält einen Oszillator 11 zur Abgabe von,
über ein Stellglied 12 wählbaren, Testsignalen 5 unterschiedlicher Frequenz f1 sowie
eine Anzahl jedem Testsignal S, vom Stellglied 12 zugeordneter und dem Oszillator
11 nachgeschalteter Amplitudenkalibrierstufen 13.
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Der Rauschkanal 6 enthält einen Rauschgenerator 14 mit nachgeschaltetem
Tiefpaß 15 zur Bestimmung der oberen Grenzfrequenz fo des vom Rauschkanal 6 abgegebenen
Tiefpaßsignals S1.
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Die obere Grenzfrenuenz fo des Tiefpaßsignales S1 wird über das Stellglied
12, zusammen mit der Auswahl eines Testsignals S, bestimmt. Ein zwischen dem Rauschgenerator
14 und dem Tiefpaß 15 geschalteter Hochpaß 16 unterdrückt alle Frequenzen des weißen
Rauschens, die unterhalb von im Beispiel 5 Hz liegen.
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ser Ausgang des Signalmultiplikators 5 liefert ein Meßrauschsignal
$2, dessen
Mittenfrequenz \3 über einen MeßsignaldezibelteSer 7 und einen Unschalter 8 entweder
ebenfalls über den Vorverstärker 3 auf den Schallwandler 4 oder über einen anderen
Worverstärker 9 auf einen zweiten Schallwandler 10.
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Fig 2 zeigt auf einer Frequenzachse die Lage eines Testsignals 5,
wobei auf einer Amplitudenachse die kalibrierte Amplitude des Test-signals S angezeigt
ist. Das Testsignal S wird mit einem Tiefpaßsignal S1, dessen obere Grenzfrequenz
fo vorzugsweise gleich der ilälfte der dem Testsignal S zugehörigen Frequenzgruppenbreite
ist, zu einem Meßrauschsignal SX moduliert. Hierbei ist die Amplitude des Tiefpaßsignals
S1 bekanntlich unwesentlich, sie ist gerätetechnisch frei wählbar. Die Amplitude
des Meßrauschsignals S2 ist gleich der Amplitude des Testsignales S.
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Eine gleiche Anordnung wie Fig. 2, jedoch mit einem Tiefpaßsignal
S1, dessen untere Grenzfrequenz etwa bei 5 Hz liegt, zeigt Fig. 3, wobei ein Meßrauschsignal
S2 mit einer Lücke von f1-5Hz bis f1+5Hz gebildet wird.
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Zur Verdeckungsmessung wird der Schallwandler i an das zu messende
Ohr des Patienten gebracht, der Prüfer schaltet den Umschalter 8 auf Verdeckungsmessung
und stellt zunächst den estsignaldezibelteiler 2 und den Meßsignaldezibelteiler
7 auf geringste Lautstärke Dann wählt er über das Stellglied 12 eine vom Oszillator
11 abzugebende Frequenz f1. Das Stellglied 12 schaltet dabei eine, der ausgewählten
Frequenz f1 zugehörige Amplitudenkalibrierstufe 13 in Reihe zum Oszillator 11. Außerdem
schaltet das Stellglied 12 bei Wahl der Frequenz f1 die Grenzfrequenz fo des Tiefpasses
15 auf den dem Testsignal S zugeordneten Wert. Im einfachsten Falle ist der Tiefpaß
15 ein R-C-Glied, wobei das Stellglied 12 nach Bedarf Parallelkondensatoren zu-
oder abschaltet. Nach der Wahl einer Frequenz f1 steht an dem Testsignaldezibelteiler
2 ein kalibriertes Testsignal S der Frequenz £1 an, am tfießsignaldezibelteiler
7 steht ein Meßrauschsignal S2
Der Prüfer wählt jetzt über den Meßsignaldezibelteiler 7 eine Lautstärke des Meßrauschsignals
S2. Danach verstellt er über
den Testsignaldezibelteiler 2 die
Lautstärke des Testsignales S und sucht diejenige Lautstärke, bei der der Patient
das Testsignal S als aus dem Meßrauschsignal S2 heraushörbar angibt. Dieser Wert
ist in Bezug zur Frequenz f1 zu notieren, danach wird über das Stellglied 12 ein
anderes der vorgegebenen Testsignale S ausgewählt, wobei die Stellung des Meßsignaldezibelteilers
7 unverändert bleibt und der Prüfer nun wieder über den Testsignaldezibelteiler
2 diejenige Lautstärke sucht, bei der der Patient das nächste Testsignal S als aus
dem Meßrauschsignal S2 heraushörbar angibt. In diesem Sinne verfährt der Prüfer
mit allen vorgegebenen Testsignalen, wobei weitere Reihen von Messungen mit jeweils
unterschiedlicher Lautstärke des Meßrauschsignals S2 möglich sind.
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Zur Vertäubungsmessung wird der Schallwandler 4 an das zu prüfende,
in diesem Fall an das unempfindlichere Ohr des Patienten, der Schallwandler 10 an
das nicht zu prüfende, empfindlichere Ohr gebracht. Der Umschalter 8 wird auf Vertäubungsmessung
umgeschaltet, damit gelangen die Meßrauschsignale S2 jetzt auf den Schallwandler
10 Der Prüfer wählt ein Testsignal S der Frequenz f1 und damit auch ein Meßrauschsignal
S2 in der gleichen Weise, wie es bei der Vertäubungsmessung geschieht, nämlich durch
das Stellglied 12. Mit dem Testsignaldezibelteiler 2 wird jetzt eine Hörschwellenlautstärke
gesucht, wobei die Lautstärke des Meßrauschsignales
S2 so gewählt
wird, daß das empfindlichere Ohr des Patienten für das Testsignal S vertäubt ist.
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Geringe mögliche Unterschiede in der Frequenzcharakteristik zwischen
Schallwandler 4 und Schallwandler 10, d.h. eine nicht ganz exakte Amplitudenkalibrierung
der Meßrauschsignale S2 auf den Schallwandler 10 sind bedeutungslos, da die Vertäubung
keine Messung im eigentlichen Sinne ist und die Vertäubungslautstärke üblich er
weise auch in relativ großen Intensitätsstufen verändert wird.
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Patentansprüche