DE3920028A1 - Zweikanal-hoerhilfe mit automatischer verstaerkungssteuerung tiefer signale - Google Patents
Zweikanal-hoerhilfe mit automatischer verstaerkungssteuerung tiefer signaleInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Hörhilfen und im
besonderen die Probleme, welche durch die Benutzung von Hörhilfen
entstehen, wenn eine Person sich in einem Bereich mit beträcht
lich lautem Hintergrundgeräusch befindet.
Gewöhnlich beklagt sich eine Person, die eine Hörhilfe trägt,
über die Unfähigkeit zu verstehen, was andere Leute sagen, wenn
sie in einem Raum mit viel Hintergrundgeräusch sind oder wenn
viele Personen zusammenkommen und laut sprechen. Es wurde gefun
den, daß allgemein tieffrequente Töne viel mehr Kraft aufweisen
und lauter sind als Hochfrequenztöne. Folglich neigen die Tief
frequenztöne dazu, die Hochfrequenztöne auszublenden, wenn
die Lautstärke des Hintergrundgeräusches zunimmt, wodurch
es für eine hörbehinderte Person sehr schwierig ist, die
höher frequenten Töne eines eintreffenden Signals zu hören.
Es wurde ebenfalls gefunden, daß die Konsonanten von Wor
ten (d.h. b, d und g) eine höhere Frequenz in dem Sprech
muster von Personen haben als Vokale (d.h. a, e, i, o und
u) im Sprechmuster einer Person. So ist das Ergebnis auf
das Gehör einer Person, während die Person sich in einem
Raum mit beträchtlichem Hintergrundgeräusch befindet,
daß die Person es als äußerst schwierig empfindet, zwischen
Konsonanten von ähnlich klingenden Worten zu unterscheiden,
weil die Hochfrequenzkonsonanten durch die Niedrigfrequenz
vokale ausgeblendet werden. Die endgültige Wirkung des
Ausblendens der niedrigeren Töne gegenüber den hohen Tönen
ist die Unfähigkeit einer hörbehinderten Person, einer
Unterhaltung zu folgen.
Nach dem Stand der Technik wurden verschiedene Vorrich
tungen eingeführt, um den Ausblendeffekt zu kompensieren,
den die niedriger frequenten Töne gegenüber den hohen
Tönen haben. Eine solche Vorrichtung verwendet ein Zwei
kanalsystem, in dem das Eingangssignal durch ein Hochpaß
filter in einem Kanal verarbeitet und dann verstärkt wird
und die niedrigfrequenten Töne des Eingangssignals durch
einen spannungsgesteuerten Tiefpaßfilter geführt werden,
welcher wirksam das verstärkte Blockieren von niedrig
frequenten Tönen verursacht, wenn das Spannungsniveau des
Eingangssignals erhöht wird. Jedoch erfordert dieses Ver
fahren zum Abschwächen der tiefen Signale, wenn die Laut
stärke des Eingangssignals über ein angenehmes Niveau
ansteigt, den Einsatz eines aktiven Filters und eines ge
trennten Verstärkers in jedem Kanal, welches viel Platz
erfordert, wodurch es äußerst schwierig, wenn nicht un
möglich wird, die elektronische Anordnung in den Grenzen
einer im Ohr getragenen Hörhilfe unterzubringen. Der Ein
satz solcher herkömmlichen Vorrichtungen ist allgemein nur
in externen Hörhilfen angebracht, wo der Platz zur Anord
nung der Elektronik nicht so begrenzt ist wie in im Ohr
getragenen Hörhilfen.
Ein anderes Verfahren zum Abschwächen niedrigfrequenter
Signale, wenn die Stärke des Eingangssignals zunimmt, das
in herkömmlichen Hörhilfen eingeführt ist, besteht darin,
einen manuellen Schalter oder ein externes Steuermittel
anzubringen, wodurch der Benutzer der Hörhilfe manuell ein
Filtermittel in die Elektronik der Hörhilfe einschalten
kann, so daß sich der ergebende Ausgangswert der Hörhilfe
weniger niedrigfrequente Töne wiedergibt. Jedoch erfordern
solche Vorrichtungen, daß der Benutzer manuell den Betrieb
der Hörhilfe schaltet, wodurch dem Benutzer eine Alles
oder Nichts-Wahl gegeben wird.
Es ist aus der obigen Darstellung ersichtlich, daß es eine
lange bestehende Notwendigkeit für ein automatisches Ab
schwächungsmittel für tiefe Signale gibt, welches wirksam
entweder in einer im Ohr getragenen oder externen Hörhilfe
untergebracht und verkauft werden kann. Es ist die haupt
sächliche Aufgabe der hierin beschriebenen Erfindung,
solch ein Mittel für die automatische Abschwächung tiefer
Signale zu schaffen, das auf ein zunehmendes Lautstärken
niveau am Eingang der Hörhilfe anspricht und entweder in
einer im Ohr getragenen Hörhilfe oder in einer außerhalb
getragenen Hörhilfe untergebracht werden kann.
Die vorliegende Erfindung umfaßt die Elektronik einer Hör
hilfe und besonders die Mittel, durch welche die relative
Verstärkung der niedrigfrequenten Signale eines eintref
fenden akustischen Signals automatisch abgeschwächt werden
können, wenn die Lautstärke des Eingangssignals zunimmt.
Allgemein gelangt das Eingangssignal zu einem Elektret
mikrophon (Kondensatortyp), welches die eintreffenden
Schallwellen in elektrische Signale umwandelt. In einem
Elektretmikrophon wird das durch eine Veränderung in der
Kapazität erreicht, wenn die Membran des Mikrophons in
folge der eintreffenden Schalldruckhöhen schwingt. Es soll
angemerkt werden, daß andere Arten von Mikrophonen eben
falls eingesetzt werden können, obwohl ein Kondensator
mikrophon bevorzugt wird.
Dieses eintreffende elektrische Signal wird danach in zwei
Kanaleinrichtungen geleitet. In der ersten Kanaleinrich
tung gelangt das eintreffende Eingangssignal durch einen
relativ niedrig bemessenen Kopplungskondensator, wodurch
die meist hochfrequenten Signale zu einem allgemein linea
ren Vorverstärker durchgelassen werden. Das Eingangssignal
gelangt ebenfalls zu der zweiten Kanaleinrichtung durch
einen Kopplungskondensator mit einem größeren Wert, wodurch
meist niedrigfrequente Signale zu einem automatischen Ver
stärkungssteuerungsverstärker (AGC) durchgelassen werden.
Der automatische Verstärkungssteuerungsverstärker schwächt
die Verstärkung des eintreffenden Signals automatisch ab,
wenn das Energieniveau desselben über einen vorbestimmten
Schwellenwert ansteigt. Die Ausgänge der jeweiligen Kanal
einrichtungen werden dann zusammengemischt und gelangen
danach in einen Gegentaktverstärker, welcher einen Laut
stärken-Steuerschaltkreis aufweist. Das aus dem Gegentakt
verstärker ausgehende verstärkte Signal wird am Ausgang zu
einem Empfänger geleitet,welcher das ausgehende elektrische
Signal in akustische Schallwellen umformt.
Die Ausgangscharakteristik des gemischten Signals nach
Verlassen der zwei Kanaleinrichtungen ist eine relativ
lineare Funktion des Eingangssignals, wenn die Schalldruck
höhe des Eingangssignals unter dem vorbestimmten Schwellen
wert liegt. Wenn jedoch die Schalldruckhöhe des Eingangs
signals über den Schwellenwert ansteigt, schwächt der
automatische Verstärkungssteuerschaltkreis in der zweiten
Kanaleinrichtung automatisch die Verstärkung des eingehen
den Signals ab. Wenn die Amplitude des eingehenden Signals
über den Schwellenwert ansteigt, hat als Ergebnis das
gemischte Signal von den zwei Kanaleinrichtungen eine abge
schwächte Niedrigfrequenzverstärkung. Das Ergebnis einer
solchen Verarbeitung des eingehenden akustischen Signals
ist so, daß nunmehr mehr Betonung auf den höheren Frequen
zen des eingehenden Signals liegt, wenn die Amplitudenhöhe
desselben vergrößert wird. Somit wird der Ausblendeffekt,
den niedrigfrequente Signale auf hochfrequente Signale
haben, wenn die Amplitude derselben hoch ist, minimiert,
wodurch dem Benutzer, welcher ein behindertes Hörvermögen
hat, ermöglicht wird, wirkungsvoller zu verstehen, was
andere Leute in einem Bereich sagen, in dem viel Hinter
grundgeräusch herrscht.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm des Zweikanalhörhilfeschalt
kreises mit automatischer Verstärkungssteuerung,
welcher Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Fig. 2 ist ein elektrisches Schema des Zweikanalhörhilfe
schaltkreises mit automatischer Verstärkungssteue
rung, welcher durch das Blockdiagramm in Fig. 1
gezeigt wird.
Fig. 3 zeigt die Eingangs/Ausgangscharakteristik der ersten
Kanaleinrichtung, welche eine allgemein lineare
Vorverstärkungsstufe aufweist.
Fig. 4 zeigt die Eingangs/Ausgangscharakteristik der zwei
ten Kanaleinrichtung, welche den Schaltkreis für
die automatische Verstärkungssteuerung darstellt und
Fig. 5 zeigt die endgültige Frequenzreaktion des Zweikanal
hörhilfeschaltkreises mit automatischer Verstär
kungssteuerung, welcher Gegenstand dieser Erfindung
ist, bezüglich Eingangswerten von 60 bis 75 Dezibel.
Wie in dem Blockdiagramm von Fig. 1 gezeigt, umfaßt die
Erfindung allgemein ein akustisches Eingangssignalempfangs
mittel 2, wie ein Mikrophon, welches das eingehende aku
stische Signal aufnimmt und es in ein elektrisches Signal
umformt. Das durch das Mikrophon eingeführte elektrische
Signal wird dann auf zwei Kanaleinrichtungen weitergelei
tet. Die erste Kanaleinrichtung 4 empfängt hauptsächlich
die Hochfrequenzanteile des Eingangssignals und verstärkt
dieselben allgemein linear. Die Funktion der zweiten Ein
richtung 6 ist hauptsächlich, die Niederfrequenzsignale
aufzunehmen und dieselben durch einen automatischen Ver
stärkungssteuerschaltkreis 28 (AGC) zu leiten, welcher die
Verstärkung des Signals, welches in den Verstärkungssteuer
schaltkreis gelangt, wirksam zusammendrückt oder abschwächt,
wenn die Amplitude des eintreffenden akustischen Signals
an das Mikrophon auf einen Punkt ansteigt, der größer ist
als die vorbestimmte Schwellenebene.
Die sich ergebenden Ausgangswerte von den Kanaleinrich
tungen 4 und 6 werden dann am Knotenpunkt 44 zusammenge
mischt und das kombinierte Signal wird danach von einer
Gegentaktverstärkerstufe 12 verstärkt. Der Ausgangswert
von der Verstärkerstufe 12 wird zu einem Empfänger 14 ge
leitet, welcher die verstärkten elektrischen Signale in
akustische Schallwellen umformt, welche in den Gehörgang
einer hörgeschädigten Person eindringen, die die Hörhilfe
trägt. Bei lauten Amplitudengrößen des Eingangssignals gibt
die automatische Verstärkungssteuereinrichtung der zweiten
Einrichtung 6 dem zusammengemischten Signal am Knotenpunkt
44 abgeschwächte Niederfrequenzsignale, wodurch eine Ab
schwächung auf die Niederfrequenzteile des Eingangssignals
aufgedrückt wird.
So bringt die Verstärkung des zusammengemischten Signals
durch den Gegentaktverstärker 12 ein akustisches Ausgangs
signal vom Empfänger 14 an den Gehörgang der hörgeschädig
ten Person, welches weniger Betonung auf die Niederfre
quenzteile des originären Eingangssignals an Mikrophon 2
legt. Wie später ausführlich erläutert wird, ist folglich
der Benutzer einer solchen Hörhilfe nicht dem Ausblend
effekt ausgesetzt, den laute niedrigfrequente akustische
Töne über die höherfrequenten akustischen Töne haben.
In Fig. 2 ist ein elektrisches Schema gezeigt, welches
sich auf das in Fig. 1 gezeigte Blockdiagramm bezieht. Das
eingehende komplexe akustische Signal wird durch ein Elek
tretmikrophon 2 (Kondensatortyp) aufgenommen, welches die
eintreffende akustische Wellenform in ein komplexes elek
trisches Signal umformt. Der Ausgang des Mikrophons 2 ist
am Pol 2 desselben. Der Ausgang beim Pol 2 des Mikrophons
2 ist sowohl mit der ersten Kanaleinrichtung 4 als auch
mit der zweiten Kanaleinrichtung 6 am Knotenpunkt 16 ver
bunden. Wie aus dem Schema in Fig. 2 hervorgeht, gelangt
das eintreffende elektrische Signal in die erste Kanalein
richtung 4 durch einen Kupplungskondensator 18, der zwi
schen dem Knotenpunkt 16 und dem Pol 8 des integrierten
Schaltkreises 20 angeschlossen ist. Der Kupplungskondensa
tor 18 wirkt als ein Hochpaßfilter, wodurch hauptsächlich
die hochfrequenten Signale des eingehenden komplexen elek
trischen Signales in den integrierten Schaltkreis 20 am
Pol 8 eingelassen werden.
Der integrierte Schaltkreis 20 ist ein Verstärkungsschalt
kreis, der allgemein eine allgemein lineare Vorverstär
kungsstufe 22 und einen Ausgangsgegentaktverstärker 12
aufweist. Der integrierte Schaltkreis 20 kann kommerziell
erworben werden und ist von einem Typ ähnlich dem LC550-
Schaltkreis, der durch Linear Technology Inc., Burlington,
Ontario, Kanada, hergestellt wird.
Wie oben gesagt, dringt das eingehende elektrische Signal
vom Mikrophon 2 ebenfalls in die zweite Kanaleinrichtung 6
beim Knotenpunkt 16 ein. Das eintreffende elektrische Sig
nal gelangt durch einen Kupplungskondensator 26 in den AGC-
Schaltkreis 28. Der Kupplungskondensator 26 weist einen
ausgewählten Wert auf, so daß das eintreffende elektrische
Signal etwas gefiltert wird, um hauptsächlich die nieder
frequenten Signale hindurchzulassen. So wird als allgemeine
Wirkung der Kupplungskondensatoren 18 und 22 das eintref
fende elektrische Signal von dem Mikrophon 2 in hohe
Frequenzen bzw. niedrige Frequenzen aufgespalten.
Der erste Einrichtungskanal 4 weist allgemein die lineare
Vorverstärkerstufe 22 des integrierten Schaltkreises 20 auf
und verstärkt linear die eintreffenden hochfrequenten Sig
nale, welche in denselben beim Pol 8 des integrierten
Schaltkreises 20 eintreten. Der Ausgang der Vorverstär
kungsstufe 22 liegt beim Pol 7 des integrierten Schalt
kreises 20.
Die Eingangs/Ausgangscharakteristike der linearen Vorver
stärkungsstufe 22 sind allgemein in Fig. 3 gezeigt. Wie
aus Fig. 3 ersichtlich, steigt, wenn das Energieniveau
(gemessen in Dezibel) des eintreffenden Signals am Ein
gangspol 8 der Vorverstärkungsstufe 22 ansteigt, die ent
sprechende Verstärkung linear, die am Ausgangspol 7 der Vor
verstärkungsstufe 22 gezeigt ist, wobei die entsprechende
Neigung derselben durch den Grad der Verstärkung der Vor
verstärkungsstufe 22 bestimmt ist.
Die Verstärkung der Vorverstärkungsstufe 22 ist durch den
Auswahlwiderstand 30 bestimmt, der mit dem Ausgang der
Vorverstärkungsstufe 22 durch den Kondensator 22 verbunden
ist. Wie zum Beispiel in Fig. 3 gezeigt ist, wurde die
Verstärkung mit einem Verhältnis 1 : 1 gewählt, wodurch ein
entsprechender 50 Dezibel (dB)-Ausgang gegenüber einem 50
dB-Eingang erhalten wird. Es ist jedoch bemerkenswert, daß
die Neigung der in Fig. 3 gezeigten Kurve sich mit dem
Widerstandswert ändern kann, der für den Auswahlwiderstand
30 gewählt wird, daß jedoch die gesamte Eingangs/Ausgangs
charakteristik der Vorverstärkungsstufe 22 allgemein linear
bleibt.
Die vorherrschend niedrigfrequenten Signale, die durch den
Kupplungskondensator 26 in den zweiten Einrichtungskanal 6
gefiltert werden, gelangen vom Knotenpunkt 16 durch den
Kupplungskondensator 26 durch den Widerstand 34 zu dem
integrierten Schaltkreis 28. Der integrierte Schaltkreis
28 ist ein automatischer Verstärkungssteuerschaltkreis
(AGC) des Typs ähnlich dem Modell LD-512, hergestellt durch
Linear Technologies, Inc. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist,
ist der Kupplungskondensator 26 zwischen dem Knotenpunkt
16 und dem Widerstand 34 angeschlossen und der Widerstand
34 ist zwischen dem Kupplungskondensator 26 und dem Ein
gangspol 3 mit dem AGC-Schaltkreis 28 verbunden. Der Pol 5
des AGC-Schaltkreises 28 ist mit einer Versorgungsspannung
verbunden.
Die Wirkungsweise des AGC-Schaltkreises 28 kann am besten
mit Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben werden, die die all
gemeinen Eingangs/Ausgangscharakteristiken desselben zeigt.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird ein Schwellenwert 36 (mit
50 dB als Beispiel in Fig. 4 gezeigt) erreicht, wo die
Verstärkung automatisch von einer allgemein linearen Ver
stärkung zu einer mehr gedämpften Verstärkung wechselt,
wenn die Höhe des Eingangssignals beim Pol 3 des AGC-
Schaltkreises 28 zunimmt. Die Verstärkung des AGC-Schalt
kreises wird automatisch stärker an einem zweiten Schwel
lenwert 38 gedämpft (mit 90 dB als Beispiel in Fig. 4
gezeigt).
Wenn im Betrieb die eintreffenden vorwiegend niedrigfre
quenten Signale in den AGC-Schaltkreis beim Pol 3 eintreten,
zeigt das Ausgangssignal vom Pol 1 des AGC-Schaltkreises
28 eine allgemein lineare Reaktion, bis die Energie des
Eingangssignales zum ersten Schwellenwert 36 ansteigt.
Wenn die Energie des Eingangssignales über den ersten
Schwellenwert 36 ansteigt, schwächt der AGC-Schaltkreis 28
automatisch die Verstärkung an seinem Ausgang ab, wodurch
eine weniger große Verstärkung der Amplitude in der Aus
gangshöhe erzielt wird als der entsprechende Anstieg der
Energie in dem Signal am Eingang des AGC-Schaltkreises.
Wie aus Fig. 2 leicht ersichtlich ist, geht das Ausgangs
signal vom Pol 1 des AGC-Schaltkreises 28 durch die Wider
stände 40 und 42 an den Knotenpunkt 44. Der Kondensator 46
ist an einem Ende mit dem Verbindungspunkt zwischen den
Widerständen 40 und 42 verbunden und an dem anderen Ende
mit dem Negativpol der Batterieversorgung 48 und wirkt als
Filter zum Ausfiltern von verbliebenen hohen Frequenzen in
dem Ausgangssignal von dem AGC-Schaltkreis 28.
Der Ausgangswert der Vorverstärkungsstufe 22 beim Pol 7,
welche einen Teil der ersten Kanaleinrichtung 4 darstellt,
gelangt durch den Kondensator 32 und den Auswahlwiderstand
30 zum Knotenpunkt 44. So werden beim Knotenpunkt 44 sowohl
das Ausgangssignal von der ersten Kanaleinrichtung 4 als
auch das Ausgangssignal von dem AGC-Schaltkreis 28 (wel
cher die zweite Kanaleinrichtung 6 darstellt) wieder ein
geführt oder zusammengemischt zur Bildung eines komplexen
Signals. Eine Verbindung der Ausgangswerte von der ersten
Kanaleinrichtung 4 und der zweiten Kanaleinrichtung 6
ergibt eine kombinierte Ausgangscharakteristik, wo bei
niedrigen Eingangswerten (bis zu etwa 50 bis 65 dB SPL)
die Ausgangsverstärkung als allgemein lineare Funktion des
Eingangssignals zunimmt.
Wenn jedoch die Schalldruckhöhe des auf die Hörhilfe ein
treffenden Signals über den Schwellenwert 36 des AGC-
Schaltkreises 28 ansteigt, werden die niedrigen Frequenzen
des kombinierten komplexen Signals beim Knotenpunkt 44
zusammengedrückt oder stärker abgeschwächt als der höhere
Frequenzbereich des Eingangssignals an die Hörhilfe, wel
cher durch die erste Kanaleinrichtung 4 gelangt ist. So
ergibt ein eintreffendes akustisches Signal, welches eine
Lautstärkenhöhe aufweist, die genügend kräftig ist, um die
erfindungsgemäße automatische Verstärkungssteuereinrichtung
auszulösen, ein Ausgangssignal, welches zusammengedrückte
oder abgeschwächte niedrige Frequenzen aufweist, wodurch
der höhere Frequenzbereich im Ohr des Benutzers stärker
betont wird.
Das kombinierte Signal am Knotenpunkt 44 wird durch einen
Gleichstromvorspannungsblockierungskondensator 50 in die
endgültige Gegentaktverstärkungsstufe 12 geleitet. Die
Gegentaktverstärkungsstufe 12, die in Fig. 2 gezeigt wird,
ist vom herkömmlichen Typ und hat einen mit ihrem Eingang
verbundenen veränderbaren Widerstand 52, um die Verstärkung
desselben zu steuern. Folglich ermöglicht die externe
Steuerung dieses veränderbaren Widerstandes 52 auf der
Hörhilfe dem Benutzer die Steuerung der Lautstärke des
Ausgangssignals der Hörhilfe. Der veränderbare Widerstand
52 ist zwischen dem Pol 2 des integrierten Schaltkreises
20 und einem Ende des Gleichstromvorspannungsblockierungs
kondensators 50 angeschlossen, wobei das andere Ende des
Kondensators 50 mit dem Knotenpunkt 44 verbunden ist. Der
veränderbare Abgriff auf dem veränderbaren Widerstand 52
ist mit dem Pol 3 des integrierten Schaltkreises 20 ver
bunden, welcher die eintreffende Spannungshöhe am Pol 3
verändert.
Der Kondensator 54 ist zwischen Pol 3 des integrierten
Schaltkreises 20 und dem Negativpol der Batterieversorgung
angeschlossen und filtert alle überschüssigen hochfre
quenten Geräusche aus, die am Eingang der Gegentaktver
stärkungsstufe 12 auftreten können. Auch sind herkömmliche
Filterkondensatoren 56 bzw. 58 zwischen den Polen 2 und 4
des integrierten Schaltkreises 20 und dem Negativpol der
Batterieversorgung 48 angeschlossen.
Die Ausgänge der Gegentaktverstärkungsstufe 12 sind als
Pole 5 und 10 auf dem integrierten Schaltkreis 20 bezeich
net. Die Ausgänge von der Gegentaktverstärkungsstufe 12
sind mit den Eingängen des Empfängers 14 bei den Punkten
60 und 62 verbunden. Ein Geräuschfilterkondensator 64 ist
zwischen den Ausgangsleitungen, die sich von den Polen 5
und 10 des integrierten Schaltkreises 20 erstrecken, ange
schlossen und filtert jedes überschüssige Geräusch am
Ausgang der Verstärkungsstufe 12 heraus.
Die Batterieversorgung 48 ist an ihrem positiven Ende mit
einem Schalter 66 verbunden, der die Hörhilfe an- und ab
schaltet. Wenn der Schalter in der "An"-Stellung ist, ver
sorgt die Batterieversorgung 48 die Elektronik der Hörhilfe
mit der nötigen Betriebsspannung. Der Empfänger 14 ist mit
dem positiven Ende der Batterie 48 durch den Leiter 68
verbunden. Dem integrierten Schaltkreis 20 wird Spannung
von der Batterieversorgung 48 am Pol 9 zugeführt und durch
eine Spannungsreglung auch dem Pol 6 desselben zugeführt,
welche Spannung an die Vorverstärkungsstufe 22 in der
ersten Kanaleinrichtung 4 liefert. Weil der Pol 6 des
integrierten Schaltkreises 20 mit dem Pol 3 des Mikrophons
2 verbunden ist, wird die Versorgungsspannung von der
Batterieversorgung 48 auch benutzt, um dem Mikrophon 2
Leistung zuzuführen. Die Versorgungsspannung 48 ist auch
an den Zapfen 5 des integrierten Schaltkreises 28 ange
schlossen, die den AGC-Schaltkreis mit Leistung versorgt.
Der Pol 1 des Mikrophons 2 ist mit dem negativen Pol der
Batterieversorgung 48 verbunden und der Kondensator 70 ist
zwischen Pol 3 und Pol 1 des Mikrophons 2 angeschlossen,
um die hierzu herangeführte Gleichspannung stabilisieren
zu helfen. Der Kondensator 72 ist zwischen den Polen 2 und
1 des Mikrophons 2 angeschlossen und filtert alles über
schüssige Geräusch oder plötzlich auftretende Spannungs
spitzen, die am Ausgang des Mikrophons 2 (am Pol 2 dessel
ben) auftreten können.
Der Zeitgeberkondensator 74 ist zwischen dem Pol 2 des
integrierten Schaltkreises 28 und dem Negativpol der
Batterieversorgung 48 angeschlossen. Der Zeitgeberkonden
sator 74 stellt sowohl die Auslöse- als auch die Loslöse
zeit des AGC-Schaltkreises 28 ein. Die Auslösezeit des AGC-
Schaltkreises 28 stellt die Zeit dar, die der Schaltkreis
einem Eingangssignal als zulässige Zeit oberhalb des
Schwellenwertes 36 läßt (wie in Fig. 4 gezeigt), bevor der
AGC-Schaltkreis 28 mit dem Abschwächen der Ausgangsver
stärkung des eintreffenden Signals auf Pol 3 desselben
beginnt. Die Loslösezeit stellt die Zeit dar, die der AGC-
Schaltkreis 28 das Eingangssignal unter dem Schwellenwert
36 läßt, bevor er das Abschwächen der Ausgangsverstärkung
des eintreffenden Signals beendet. Diese Eigenschaften er
möglichen eine sanftere Betriebsweise des Schaltkreises
dadurch, daß plötzliche, nur kurzzeitig auftretende Wechsel
in der Eingangsenergie den AGC-Schaltkreis 28 weder aus
lösen noch loslösen (abhängig von der Betriebsweise, in
der sich der AGC-Schaltkreis befindet).
Der Kondensator 76, der zwischen dem Pol 4 des integrier
ten Schaltkreises 28 und dem negativen Pol der Batterie
versorgung 48 angeschlossen wird, stabilisiert einfach die
Gleichspannungsversorgung für den AGC-Schaltkreis.
Während des Betriebes werden eintretende akustische Schall
wellen durch das Mikrophon 2 aufgenommen und in ein kom
plexes elektrisches Signal umgeformt. Das komplexe elek
trische Signal verläßt das Mikrophon 2 am Pol 2 und wird
durch zwei Kanaleinrichtungen 4 und 6 geführt. Das komplexe
Signal tritt in die erste Kanalrichtung 4 durch den
Kupplungskondensator 18 ein, welcher die meisten der
niedrigfrequenten Signale des eintretenden komplexen Sig
nals ausfiltert, wodurch er den höherfrequenten Signalen
desselben den Zutritt zu der allgemein linearen Vorver
stärkungsstufe 22 ermöglicht. Das komplexe Signal tritt in
die zweite Kanaleinrichtung 6 durch den Kupplungskonden
sator 26 ein, der hauptsächlich die meist hohen Frequenzen
ausfiltert, wodurch er hauptsächlich den niedrigen Fre
quenzen des eintretenden komplexen Signals den Durchlaß
durch den AGC-Schaltkreis 28 ermöglicht.
Die Eingangs/Ausgangscharakteristiken der ersten und zwei
ten Kanaleinrichtungen 4 und 6 werden allgemein in Fig. 3
bzw. 4 gezeigt. Es sollte jedoch beachtet werden, daß die
relativen Neigungen der Kurven, die in den Darstellungen
der Fig. 3 und 4 gezeigt werden, sich abhängig von den
Werten der gewählten Komponenten für den jeweiligen Schalt
kreis und die dadurch erreichte Verstärkung ändern können.
Die Ausgangswerte jeder Kanaleinrichtung 4 und 6 werden zu
einem einzigen komplexen Signal am Knotenpunkt 44 zusammen
gemischt.
Wenn das eintretende akustische Schallsignal am Mikrophon
2 oberhalb des Eingangsschwellenwertes 36 des AGC-Schalt
kreises 28 liegt, werden die haupsächlich niedrigfrequenten
Signale, die dem AGC-Schaltkreis 28 zugeführt werden,
automatisch abgeschwächt, wodurch die niedrigeren Frequen
zen des gemischten Signals am Knotenpunkt 44 für jeden
gegebenen Zuwachs des Eingangssignals einen kleineren Zu
wachs am Ausgang erhalten als die höheren Frequenzen des
komplexen Signals. Wenn andererseits das eintretende aku
stische Signal an das Mikrophon 2 eine Eingangsstärke auf
weist, die niedriger ist als der Schwellenwert 36 des AGC-
Schaltkreises 28, sind die Frequenzreaktionen der niedrigen
Freqenzen und der höheren Frequenzen beide allgemein linear
und weisen einen ähnlichen Verstärkungswert am Ausgang für
einen gegebenen Zuwachs am Eingang des Schaltkreises auf.
Dann wird das komplexe Signal am Knotenpunkt 44 an die
Gegentaktverstärkungsstufe 12 geleitet, wobei die relative
Verstärkung des Schaltkreises durch Verstellung des ver
stellbaren Widerstandes 52 gesteuert wird. Das verstärkte
Signal verläßt die Gegentaktverstärkungsstufe an den Polen
5 und 1 des integrierten Schaltkreises 20 und gelangt da
nach an den Empfänger 14, wo das verstärkte komplexe elek
trische Signal zurück in ein akustisches Signal umgeformt
wird, welches der Benutzer der Hörhilfe hören kann.
Die allgemeine Frequenzreaktion am Ausgang der Hörhilfe
ist bei Fig. 5 gezeigt. Die Darstellung in Fig. 5 zeigt eine
Serie von vier Ausgangsfrequenzreaktionen, die relativ zu
Eingangssignalen gezeichnet sind, die im Bereich von 60
bis 75 dB liegen und jeweils 5 Dezibel Zunahmen zwischen
jeweiligen Eingängen aufweisen. Wie aus den gezeichneten
Kurven in Fig. 5 hervorgeht, wird der Zuwachs in der Aus
gangswerthöhe am unteren Bereich der Frequenzen (ungefähr
0,25 bis 2,5 KHz) für jeden 5 dB-Zuwachs in der Eingangs
höhe zusammengedrückt oder stärker abgeschwächt als der
jeweilige Zuwachs bei den höheren Frequenzen (ungefähr 2,5
bis 5 KHz). Der stärkere Zuwachs des Ausganges an den
höheren Frequenzen rührt daher, daß die höheren Frequenzen
durch die allgemein lineare Vorverstärkungsstufe 22 der
Kanaleinrichtung 4 geleitet werden. Die stärker zusammen
gedrückten niedrigeren Frequenzen sind ein Ergebnis der
Wirkungsweise des AGC-Schaltkreises 28, da es offenkundig
ist, daß die Eingangswerte, die benutzt wurden, um die
Zeichnungen in Fig. 5 darzustellen (60 bis 75 dB), über dem
Schwelleneingangswert 36 liegen, welcher die Wirkungsweise
des AGC-Schaltkreises 28 auslöst.
Somit werden die niederfrequenten Signale stärker zusammen
gedrückt, wie aus den Frequenzreaktionen der Fig. 5 er
sichtlich ist, wenn der Eingangswert zum Mikrophon 2 auf
einen Wert ansteigt, der größer ist als der Schwellenwert
36 des AGC-Schaltkreises 28, und die höherfrequenten Signale
werden am Ausgang stärker betont. Der Benutzer der Hör
hilfe hat weniger Probleme damit, daß die niederfrequenten
Signale die höherfrequenten Signale des eintreffenden aku
stischen Signals ausblenden. Das Endergebnis ist, daß der
Benutzer der Hörhilfe dieses Typs in der Lage ist, die
Konsonanten im Sprechmuster einer anderen Person sehr viel
klarer zu hören, wenn sie ein Gespräch in einem relativ
lauten Bereich mit wesentlichem Hintergrundgeräusch führen.
Angesichts dieser Erfindung sollte in Erinnerung behalten
werden, daß die vorliegende Offenbarung nur illustrativen
Charakter hat und daß der Bereich der Erfindung durch die
angefügten Ansprüche bestimmt ist.
Claims (13)
1. Elektrischer Schaltkreis für eine Zweikanalhörhilfe ge
kennzeichnet durch:
- a) Mittel (2) zum Empfangen eintreffender akustischer Signale und Umformen derselben in elektrische Signale;
- b) einen Vorverstärker (22), welcher mit dem Mittel zum Empfangen akustischer Signale verbunden ist und einen der elektrischen Kanäle (4) bildet, wobei der Vorverstärker aufgebaut und angeordnet ist, um haupt sächlich die höher frequenten elektrischen Signale zu empfangen, die von den eintreffenden akustischen Signalen erzeugt werden, und diese in allgemein li nearer Beziehung zu verstärken;
- c) ein automatisches Verstärkungssteuermittel (28), das mit dem Mittel zum Empfangen akustischer Signale ver bunden ist, und den anderen elektrischen Kanal (6) des Hörhilfeschaltkreises bildet, wobei das automa tische Verstärkungssteuermittel so aufgebaut und angeordnet ist, um hauptsächlich die niederfrequenten elektrischen Signale zu empfangen und zu verstärken, die durch die eintreffenden akustischen Signale er zeugt werden, und um automatisch die Verstärkung der elektrischen Signale abzuschwächen, die durch das automatische Verstärkungssteuermittel empfangen wer den, wenn das Energieniveau der eintreffenden aku stischen Signale größer ist als ein vorbestimmter maximaler Schwellenwert;
- d) einen Verstärker (12), der mit dem Vorverstärker und dem automatischen Verstärkungssteuermittel verbunden ist und aufgebaut und angeordnet ist, um die aus gehenden elektrischen Signale von dem Vorverstärker und dem automatischen Verstärkungssteuermittel zu empfangen und die so empfangenen elektrischen Signale zu verstärken und sie an ein Ausgangsumformmittel (14) weiterzuleiten; und
- e) ein Ausgangsumformmittel (14), das mit dem Verstärker verbunden und aufgebaut und angeordnet ist, um die verstärkten elektrischen Signale, die von dem Ver stärker empfangen werden, in akustische Signale um zuformen, die von dem Benutzer der Hörhilfe gehört werden können.
2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verstärker (12) ein herkömmlicher Gegentaktverstär
ker ist.
3. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die eintreffenden akustischen Signale einer Frequenz
größer als ungefähr 2,5 KHz eine allgemein lineare
Verstärkungscharakteristik aufweisen und eintreffende
akustische Signale einer Frequenz kleiner als ungefähr
2,5 KHz abgeschwächte Verstärkungscharakteristiken auf
weisen, wenn die Schalldruckhöhe des eintreffenden
akustischen Signals größer ist als der Schwellenwert.
4. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwellenwert in dem Bereich zwischen 50 bis 65 dB
Schalldruckhöhe liegt.
5. Schaltkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwellenwert im Bereich zwischen 50 bis 65 Dezibel
Schalldruckhöhe liegt.
6. Schaltkreis nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel
zum Einstellen der Höhe der Verstärkung durch das Ver
stärkungsmittel.
7. Elektrischer Schaltkreis für eine Hörhilfe, welcher elek
trische Signale von einem Mikrophon empfängt und sie
verarbeitet und an einen Empfänger leitet, gekennzeich
net durch
- a) mit dem Mikrophon verbundene Mittel zum Erzeugen einer allgemein linearen Vorverstärkung hauptsächlich vom höheren Frequenzbereich der elektrischen Signale, die von dem Mikrophon empfangen werden, und Abgabe der vorverstärkten Signale;
- b) Steuermittel, die mit dem Mikrophon verbunden sind, zum automatischen Abschwächen der Verstärkung von mindestens dem niedrigfrequenten Bereich der elek trischen Signale, die durch das Steuermittel von dem Mikrophon empfangen werden, und zum Abgeben der abge schwächten Signale, wobei die Steuermittel in ge steuerter Beziehung zum Schalldruckniveau des ein treffenden durch das Mikrophon aufgenommenen akusti schen Signals aufgebaut und angeordnet sind; und
- c) Mittel zum Verbinden und Verstärken der Ausgangssig nale von dem Vorverstärker und dem Steuermittel und Leiten derselben zum Empfänger.
8. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuermittel aufgebaut und angeordnet ist, um an
einem vorbestimmten Schalldruckwert des eintreffenden
akustischen Signals aktiviert zu werden und die Ver
stärkung des elektrischen Signals, welches von dem
Steuermittel von dem Mikrophon aufgenommen wird, abzu
schwächen, wenn der vorbestimmte Schalldruckwert über
schritten wurde.
9. Schaltkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der vorbestimmte Schalldruckwert im Bereich von 50 bis
65 Dezibel Schalldruckwert liegt.
10. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der höherfrequente Bereich in den Frequenzen über
etwa 2,5 KHz liegt und der niederfrequente Bereich
allgemein die Frequenzen niedriger als etwa 2,5 KHz
einschließt.
11. Schaltkreis nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein
Lautstärkensteuermittel zum Einstellen der Verstärkung
des Kombinierungs- und Verstärkungsmittels.
12. Verfahren zum Abschwächen des niederfrequenten Bereichs
eines verstärkten akustischen Signales, welches von
einer Hörhilfe erzeugt wird, wenn die Energie des ein
tretenden akustischen Signals in die Hörhilfe hoch
ist, gekennzeichnet durch die Schritte:
- a) Empfangen des eintretenden akustischen Signals und Umformen desselben in ein elektrisches Signal;
- b) Vorverstärken hauptsächlich des höherfrequenten Be reiches des eintretenden elektrischen Signales in einer allgemein linearen Weise;
- c) Abschwächen der Vorverstärkung zumindest des nieder frequenten Bereiches des eintretenden elektrischen Signales, wenn das eintretende akustische Signal einen vorbestimmten Schalldruckwert überschreitet;
- d) Kombinieren der vorverstärkten tiefen und hohen Fre quenzsignale und Verstärken des kombinierten Signals; und
- e) Umformen des verstärkten kombinierten niedrig- und hochfrequenten Signals zu dem verstärkten akustischen Signal.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der vorbestimmte Wert des eintretenden akustischen
Signals im Bereich 50 bis 65 Dezibel Schalldruckwert
liegt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US21127488A | 1988-06-24 | 1988-06-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3920028A1 true DE3920028A1 (de) | 1989-12-28 |
Family
ID=22786228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893920028 Withdrawn DE3920028A1 (de) | 1988-06-24 | 1989-06-20 | Zweikanal-hoerhilfe mit automatischer verstaerkungssteuerung tiefer signale |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3920028A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4125378C1 (en) * | 1991-07-31 | 1992-10-08 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | Hearing aid device with improved speech discrimination characteristics - has amplification setting control fitted between preamplifier and amplifier |
DE4125377C1 (en) * | 1991-07-31 | 1993-04-29 | Siemens Audiologische Technik Gmbh, 8520 Erlangen, De | Hearing aid with preamplifier and post amplifier - has signal path for upper frequency range with limiter circuit and signal path for lower frequency range with circuit for automatic amplification regulation |
DE4441755C1 (de) * | 1994-11-23 | 1996-01-18 | Siemens Audiologische Technik | Elektrische Hörhilfeschaltung |
-
1989
- 1989-06-20 DE DE19893920028 patent/DE3920028A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4125378C1 (en) * | 1991-07-31 | 1992-10-08 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | Hearing aid device with improved speech discrimination characteristics - has amplification setting control fitted between preamplifier and amplifier |
DE4125377C1 (en) * | 1991-07-31 | 1993-04-29 | Siemens Audiologische Technik Gmbh, 8520 Erlangen, De | Hearing aid with preamplifier and post amplifier - has signal path for upper frequency range with limiter circuit and signal path for lower frequency range with circuit for automatic amplification regulation |
DE4441755C1 (de) * | 1994-11-23 | 1996-01-18 | Siemens Audiologische Technik | Elektrische Hörhilfeschaltung |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |