EP1655997B1 - Verfahren zur Verstärkung eines Akustiksignals und entsprechendes Akustiksystem - Google Patents

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EP1655997B1 EP05109472A EP05109472A EP1655997B1 EP 1655997 B1 EP1655997 B1 EP 1655997B1 EP 05109472 A EP05109472 A EP 05109472A EP 05109472 A EP05109472 A EP 05109472A EP 1655997 B1 EP1655997 B1 EP 1655997B1
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frequency response
gain frequency
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curve
distance
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Robert Kasanmascheff
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Sivantos GmbH
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Siemens Audioligische Technik GmbH
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/45—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback
    • H04R25/453—Prevention of acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback electronically

Definitions

  • the present invention relates to a method for amplifying an acoustic signal, in particular for a hearing aid, by recording a limiting gain frequency response of the amplification device, which represents the limit for feedback whistles. Moreover, the present invention relates to a corresponding acoustic system.
  • desired gain curves are calculated based on the measured hearing loss. These generally prescribe the corresponding gain values for three input levels in the frequency domain. Due to the ambient conditions when wearing a hearing device, it is possible for the amplified signal emitted by the hearing device user to be picked up again by the hearing device microphones. This is particularly the case with open supply and with leaks in the case of a closed supply. If the feedback loop microphone-listener feedback path microphone is not attenuating at any frequency, whistling will occur.
  • the feedback whistling is disturbing not only for the hearing aid listener himself, but also for those in his environment.
  • the target gain curve is lowered slightly.
  • the amplitude response of the feedback loop is measured after its separation at one point and for each frequency that gain is determined which represents the limit for feedback or feedback whistles.
  • this limit gain must always be below. Since feedback paths are only conditionally static, and thus the limit gain can be temporarily exceeded, the gain is usually reduced so far that always there is a minimum distance to the measured limit gain curve.
  • the document DE 101 31 964 A1 be removed.
  • the document proposes a method for operating a hearing aid, in which a gain reduction is made as soon as a noise is detected as such.
  • the document shows US20040109578 a method and a device for reducing feedback in a hearing aid wherein the system distance, ie the distance of the loop gain of the feedback system to its predetermined stability limit, measured and the gain is reduced accordingly.
  • the object of the present invention is therefore to propose a method with which feedback whistles can be prevented more reliably.
  • a corresponding acoustic system should be specified.
  • this object is achieved by a method for amplifying an acoustic signal, in particular for a hearing aid, by recording a limit amplification frequency response of the amplification device, which represents the limit for feedback whistles, and establishing a desired amplification frequency response with a plurality of interpolation points, in which each interpolation point to the boundary amplification frequency response in at least two different directions in the gain frequency diagram has a predetermined minimum distance.
  • the invention provides an acoustic system with an amplifying device and a recording device for receiving a limit gain frequency response of the amplifying device, which is the limit for feedback whistles, and a computing device for establishing a desired gain frequency response with multiple support points, wherein each support point to the Grenzverstärkungsfrequenzgang in at least two different directions in the amplification frequency diagram has a predetermined minimum distance, and for feeding the desired gain frequency response in the amplifying means.
  • this ensures that the amplitude response, i. the gain frequency response of the feedback path may change due to dynamic processes not only in the gain direction, but also shifts of resonances in the frequency direction can be tolerated.
  • the respective minimum distance of the desired amplification frequency response from the limiting amplification frequency response in the horizontal and vertical directions is preferably predetermined. This means that minimum distances in the direction of reinforcement and in the frequency direction are mandatory.
  • the distance between the desired gain frequency response and the limit gain frequency response can be determined at least in a partial region of the frequency response by means of a circle whose center is shifted on the curve of the desired gain frequency response and which always affects the curve of the limit gain frequency response.
  • the desired amplification frequency response as a function of the limiting gain frequency response while maintaining a minimum distance perpendicular to the curve of Calculate target gain frequency response easily.
  • the desired gain can be selected higher or lower according to other criteria.
  • the distance between the nominal amplification frequency response and the limit amplification frequency response can also be determined with the aid of an ellipse, the center of which is shifted on the curve of the nominal amplification frequency response and which always affects the curve of the limit amplification frequency response. It can thereby be achieved that the minimum distance in the horizontal direction differs from the minimum distance in the vertical direction.
  • the distance between the desired gain frequency response and the limit gain frequency response is set differently in at least two frequency ranges. This can be used to respond more specifically to the dynamic behavior of the acoustic system. In particular, in frequency ranges that are little affected by dynamic changes, the minimum distance between the two frequency responses can be kept lower.
  • the gain is to be adjusted as a function of the measured amplitude response such that a minimum distance is maintained two-dimensionally.
  • the gain curve not only vertically, but also horizontally a certain minimum distance must comply.
  • a measured limit amplification frequency response g for a hearing device is shown in the FIG. In the range of 2.5 kHz and 6 kHz are resonances that are caused by the hearing aid in the inserted state. In these areas, therefore, the limit gain at which no attenuation occurs in the feedback loop is relatively small.
  • a desired gain frequency response sv may be determined which is lower than the limit gain frequency response g, i.e., downwards. in the gain direction, is shifted. For example, the gain at each frequency is reduced by 6 dB.
  • the target gain frequency response is selectively further reduced so that the desired gain frequency response se results.
  • This target gain frequency response se also holds in the horizontal direction, i. in the frequency direction a minimum distance to the limit gain frequency response g.
  • the curve se is determined by means of an ellipse whose main axes define the vertical and horizontal distance.
  • the ellipse also sets the minimum distances in the angles deviating from the horizontal and the vertical angles. In other words, if the ellipse with its midpoint along the curve se is moved, it always touches the curve g only tangentially.
  • a circle or another structure or another function could be used to determine the desired amplification frequency response se.
  • a circle would ensure an orthogonal distance between the two curves g and se.
  • the minimum distance of the two frequency responses over the entire frequency range is determined in the same way.
  • the distance may be set in one or more parts of the frequency range by different methods. For example, the distance in the low frequency range, where hardly any resonances are to be expected, could be chosen to be relatively low and correspondingly higher in the higher frequency range.
  • a significant advantage of the inventive choice of the target gain frequency response is that the vertical distance to Grenzverstärkungsfrequenzgang may not be so large, since in the case of a pure vertical spacing corresponding to the curve sv for achieving a sufficient horizontal distance, the vertical distance would be much greater.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verstärkung eines Akustiksignals insbesondere für ein Hörgerät durch Aufnehmen eines Grenzverstärkungsfrequenzgangs der Verstärkungseinrichtung, welcher die Grenze für Rückkopplungspfeifen darstellt. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Akustiksystem.
  • Um ein Hörgerät auf den Hörverlust anzupassen, werden basierend auf dem gemessenen Hörverlust Sollverstärkungskurven berechnet. Diese schreiben für im Allgemeinen drei Eingangspegel im Frequenzbereich die entsprechenden Verstärkungswerte vor. Durch die Umgebungsbedingungen beim Tragen eines Hörgeräts ist es möglich, dass das vom Hörgerätehörer abgegebene, verstärkte Signal durch die Hörgerätemikrophone erneut aufgenommen wird. Dies ist insbesondere der Fall bei offener Versorgung und bei Undichtigkeiten im Falle einer geschlossenen Versorgung. Ist die Rückkopplungsschleife Mikrophon-Hörer-Feedbackpfad-Mikrofon bei irgendeiner Frequenz nicht dämpfend, so tritt Pfeifen auf.
  • Das Rückkopplungspfeifen ist nicht nur für den Hörgerätehörer selbst, sondern auch für die in seiner Umgebung befindlichen Personen störend. Um das Pfeifen zu vermeiden wird üblicherweise die Sollverstärkungskurve etwas gesenkt. Hierzu wird dem Amplitudengang der Rückkopplungsschleife nach deren Auftrennen an einer Stelle gemessen und für jede Frequenz diejenige Verstärkung bestimmt, welche die Grenze für Feedback- bzw. Rückkopplungspfeifen darstellt. Um Pfeifen zu verhindern, muss diese Grenzverstärkung immer unterschritten sein. Da Feedbackpfade nur bedingt statisch sind, und somit die Grenzverstärkung temporär überschritten werden kann, wird gängigerweise die Verstärkung soweit reduziert, dass immer ein Mindestabstand zur gemessenen Grenzverstärkungskurve vorliegt.
  • Der in den oberen beiden Abschnitten beschriebene Stand der Technik kann beispielsweise der Druckschrift DE 101 31 964 A1 entnommen werden. Zur Vermeidung eines Pfeifens schlägt die Druckschrift ein Verfahren zum Betrieb eines Hörgeräts vor, bei dem eine Verstärkungsabsenkung vorgenommen wird, sobald ein Störgeräusch als solches erkannt wird.
  • In der Druckschrift DE 101 59 928 A1 ist ein Verfahren zum Vermeiden rückkopplungsbedingter Oszillationen in einem Hörgerät beschrieben. Bei erkannten rückkopplungsbedingten Oszillationen wird die Verstärkung in einem Bereich niedriger Signalpegel des Eingangssignals abgesenkt und in einem Bereich höherer Signalpegel des Eingangssignals weniger stark oder nicht abgesenkt.
  • Des Weiteren zeigt das Dokument US20040109578 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren von Rückkopplung in einem Hörgerät wobei der Systemabstand, d.h. der Abstand der Kreisverstärkung des rückgekoppelten Systems zu seiner vorgegebenen Stabilitätsgrenze, gemessen und die Verstärkung entsprechend reduziert wird.
  • Trotz einer aus dem Stand der Technik bekannten Reduzierung der Sollverstärkungskurve kann es insbesondere im Bereich von Resonanzen dennoch zu Rückkopplungspfeifen kommen, da sich beispielsweise die Resonanzfrequenzen in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen dynamisch ändern können.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem Rückkopplungspfeifen sicherer verhindert werden kann. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Akustiksystem angegeben werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Verstärkung eines Akustiksignals insbesondere für ein Hörgerät durch Aufnehmen eines Grenzverstärkungsfrequenzgangs der Verstärkungseinrichtung, welcher die Grenze für Rückkopplungspfeifen darstellt, und Erstellen eines Sollverstärkungsfrequenzgangs mit mehreren Stützpunkten, bei dem jeder Stützpunkt zu dem Grenzverstärkungsfrequenzgang in mindestens zwei verschiedenen Richtungen im Verstärkungs-Frequenzdiagramm einen jeweils vorgegebenen Minimalabstand besitzt.
  • Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Akustiksystem mit einer Verstärkungseinrichtung und einer Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Grenzverstärkungsfrequenzgangs der Verstärkungseinrichtung, welche die Grenze für Rückkopplungspfeifen darstellt, sowie einer Recheneinrichtung zum Erstellen eines Sollverstärkungsfrequenzgangs mit mehreren Stützpunkten, bei dem jeder Stützpunkt zu dem Grenzverstärkungsfrequenzgang in mindestens zwei verschiedenen Richtungen im Verstärkungs-Frequenzdiagramm einen jeweils vorgegebenen Minimalabstand besitzt, und zum Einspeisen des Sollverstärkungsfrequenzgangs in die Verstärkungseinrichtung.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird damit sichergestellt, dass der Amplitudengang, d.h. der Verstärkungsfrequenzgang, des Feedbackpfades sich aufgrund dynamischer Prozesse nicht nur in Verstärkungsrichtung ändern darf, sondern auch Verschiebungen von Resonanzen in der Frequenzrichtung toleriert werden können.
  • Vorzugsweise ist der jeweilige Minimalabstand des Sollverstärkungsfrequenzgangs von dem Grenzverstärkungsfrequenzgang in horizontaler und vertikaler Richtung vorgegeben. Damit sind Minimalabstände in Verstärkungsrichtung und in Frequenzrichtung zwingend eingehalten.
  • Der Abstand zwischen dem Sollverstärkungsfrequenzgang und dem Grenzverstärkungsfrequenzgang kann zumindest in einem Teilbereich des Frequenzgangs mit Hilfe eines Kreises bestimmt werden, dessen Mittelpunkt auf der Kurve des Sollverstärkungsfrequenzgangs verschoben wird und der die Kurve des Grenzverstärkungsfrequenzgangs dabei stets tangiert. Auf diese Weise lässt sich der Sollverstärkungsfrequenzgang in Abhängigkeit von dem Grenzverstärkungsfrequenzgang unter Einhaltung eines Mindestabstands senkrecht zu der Kurve des Sollverstärkungsfrequenzgangs leicht berechnen. In bestimmten anderen Teilbereichen des Frequenzgangs kann die Sollverstärkung nach anderen Kriterien höher oder niedriger gewählt werden.
  • Alternativ kann der Abstand zwischen dem Sollverstärkungsfrequenzgang und dem Grenzverstärkungsfrequenzgang zumindest in einem Teilbereich des Frequenzgangs auch mit Hilfe einer Ellipse bestimmt werden, deren Mittelpunkt auf der Kurve des Sollverstärkungsfrequenzgangs verschoben wird und die die Kurve des Grenzverstärkungsfrequenzgangs dabei stets tangiert. Dadurch kann erreicht werden, dass sich der Mindestabstand in horizontaler Richtung von dem Mindestabstand in vertikaler Richtung unterscheidet.
  • Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen dem Sollverstärkungsfrequenzgang und dem Grenzverstärkungsfrequenzgang in mindestens zwei Frequenzbereichen unterschiedlich eingestellt wird. Damit kann auf das dynamische Verhalten des Akustiksystems gezielter reagiert werden. Insbesondere kann in Frequenzbereichen, die wenig von Dynamikänderungen betroffen sind, der Mindestabstand der beiden Frequenzgänge geringer gehalten werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die verschiedene Sollverstärkungsfrequenzgänge für einen gemessenen Grenzverstärkungsfrequenzgang widerspiegelt.
  • Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • Entsprechend dem hier gewählten Beispiel soll die Verstärkung in Abhängigkeit des gemessenen Amplitudengangs so angepasst werden, dass zweidimensional ein Mindestabstand eingehalten wird. Das heißt, dass die Verstärkungskurve nicht nur vertikal, sondern auch horizontal einen bestimmten Mindestabstand einhalten muss. In der FIG ist hierzu ein gemessener Grenzverstärkungsfrequenzgang g für ein Hörgerät dargestellt. Im Bereich von 2,5 kHz und 6 kHz liegen Resonanzen, die durch das Hörgerät im eingesetzten Zustand bedingt sind. In diesen Bereichen ist daher die Grenzverstärkung, bei der keine Dämpfung im Rückkopplungskreis auftritt, verhältnismäßig gering.
  • Damit die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Rückkopplungspfeifen reduziert wird, kann entsprechend dem Stand der Technik ein Sollverstärkungsfrequenzgang sv ermittelt werden, der gegenüber dem Grenzverstärkungsfrequenzgang g vertikal nach unten, d.h. in Verstärkungsrichtung, verschoben ist. Dabei wird beispielsweise die Verstärkung bei jeder Frequenz um 6 dB reduziert.
  • Aus der Grafik ist ohne weiteres zu entnehmen, dass in steilen Bereichen der Frequenzgänge g und sv der horizontale Abstand zwischen beiden Kurven nur sehr gering sein kann. Dies hat zur Folge, dass bei einem Verschieben des tatsächlichen Grenzverstärkungsfrequenzgangs, beispielsweise infolge einer Veränderung der Position des Hörgeräts, der Sollverstärkungsfrequenzgang sv in einem oder mehreren Spektralbereichen über dem aktuellen Grenzverstärkungsfrequenzgang liegt. In diesem Fall tritt dann Pfeifen im Hörgerät auf.
  • Erfindungsgemäß wird daher der Sollverstärkungsfrequenzgang selektiv weiter reduziert, so dass sich der Sollverstärkungsfrequenzgang se ergibt. Dieser Sollverstärkungsfrequenzgang se hält auch in horizontaler Richtung, d.h. in Frequenzrichtung einen Mindestabstand zu dem Grenzverstärkungsfrequenzgang g ein.
  • Im vorliegenden Beispiel ist die Kurve se mit Hilfe einer Ellipse ermittelt, deren Hauptachsen den vertikalen und horizontalen Abstand definieren. Darüber hinaus legt die Ellipse auch die Mindestabstände in den von der horizontalen und der vertikalen abweichenden Winkeln fest. Mit anderen Worten, wenn die Ellipse mit ihrem Mittelpunkt entlang der Kurve se verschoben wird, berührt sie die Kurve g stets nur tangential.
  • Gleiches gilt selbstverständlich, wenn die Ellipse über die gemessene Kurve g verschoben wird. Die Sollverstärkungskurve se schneidet dann die Ellipse nie.
  • Anstelle einer Ellipse könnte zur Ermittlung des Sollverstärkungsfrequenzgangs se auch ein Kreis oder ein anderes Gebilde bzw. eine andere Funktion verwendet werden. Ein Kreis würde beispielsweise einen Orthogonalabstand zwischen den beiden Kurven g und se sicherstellen.
  • In dem oben dargestellten Beispiel ist der Minimalabstand der beiden Frequenzgänge über dem gesamten Frequenzbereich auf die gleiche Weise ermittelt. Entsprechend einer alternativen Ausführungsform kann der Abstand in ein oder mehreren Teilen des Frequenzbereichs mit unterschiedlichen Methoden festgelegt werden. Beispielsweise könnte der Abstand im niederen Frequenzbereich, wo kaum Resonanzen zu erwarten sind, verhältnismäßig niedrig und im höheren Frequenzbereich entsprechend höher gewählt werden.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Wahl des Sollverstärkungsfrequenzgangs ist, dass der vertikale Abstand zum Grenzverstärkungsfrequenzgang eventuell nicht so groß ausfallen muss, da im Fall einer reinen vertikalen Beabstandung entsprechend der Kurve sv für die Erreichung eines genügenden Horizontalabstands der vertikale Abstand wesentlich größer sein müsste.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Verstärkung eines Akustiksignals insbesondere für ein Hörgerät durch
    - Aufnehmen eines Grenzverstärkungsfrequenzgangs (g) der Verstärkungseinrichtung, welcher die Grenze für Rückkopplungspfeifen darstellt,
    gekennzeichnet durch
    - Erstellen eines Sollverstärkungsfrequenzgangs (se) mit mehreren Stützpunkten, bei dem jeder Stützpunkt zu dem Grenzverstärkungsfrequenzgang in mindestens zwei verschiedenen Richtungen im Verstärkungs-Frequenzdiagramm einen jeweils vorgegebenen Mindestabstand besitzt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Minimalabstand des Sollverstärkungsfrequenzgangs (se) von dem Grenzverstärkungsfrequenzgang (g) in horizontaler und vertikaler Richtung vorgegeben ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstand zwischen Sollverstärkungsfrequenzgang (se) und Grenzverstärkungsfrequenzgang (g) zumindest in einem Teilbereich des Frequenzgangs mit Hilfe einer Ellipse bestimmt wird, deren Mittelpunkt die Kurve des Sollverstärkungsfrequenzgangs definiert, wenn sie entlang der Kurve des Grenzverstärkungsfrequenzgangs verschoben wird und letzteren dabei stets tangiert.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstand zwischen Sollverstärkungsfrequenzgang (se) und Grenzverstärkungsfrequenzgang(g) zumindest in einem Teilbereich des Frequenzgangs mit Hilfe eines Kreises bestimmt wird, dessen Mittelpunkt auf der Kurve des Sollverstärkungsfrequenzganges (se) verschoben wird und der die Kurve des Grenzverstärkungsfrequenzgangs (g) dabei stets tangiert.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand zwischen Sollverstärkungsfrequenzgang (se) und Grenzverstärkungsfrequenzgang (g) in mindestens zwei Frequenzbereichen unterschiedlich eingestellt wird.
  6. Akustiksystem mit
    - einer Verstärkungseinrichtung und
    - einer Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Grenzverstärkungsfrequenzgangs (g) der Verstärkungseinrichtung, welche die Grenze für Rückkopplungspfeifendarstellt,
    gekennzeichnet durch
    - eine Recheneinrichtung zum Erstellen eines Sollverstärkungsfrequenzgangs (se) mit mehreren Stützpunkten, bei dem jeder Stützpunkt zu dem Grenzverstärkungsfrequenzgang (g) in mindestens zwei verschiedenen Richtungen im Verstärkungs-Frequenzdiagramm einen jeweils vorgegebenen Minimalabstand besitzt, und zum Einspeisen des Sollverstärkungsfrequenzgangs in die Verstärkungseinrichtung.
  7. Akustiksystem nach Anspruch 6, wobei in der Recheneinrichtung der jeweilige Minimalabstand des Sollverstärkungsfrequenzgangs (se) von dem Grenzverstärkungsfrequenzgang (g) in horizontaler und vertikaler Richtung vorgebbar ist.
  8. Akustiksystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei in der Recheneinrichtung der Abstand zwischen dem Sollverstärkungsfrequenzgang (se) und dem Grenzverstärkungsfrequenzgang (g) zumindest in einem Teilbereich des Frequenzgangs mit Hilfe einer Ellipse bestimmbar ist, deren Mittelpunkt auf der Kurve des Sollverstärkungsfrequenzgangs (se) verschiebbar ist und die die Kurve des Grenzverstärkungsfrequenzgangs (g) dabei stets tangiert.
  9. Akustiksystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei in der Recheneinrichtung der Abstand zwischen dem Sollverstärkungsfrequenzgang (se) und dem Grenzverstärkungsfrequenzgang (g) zumindest in einem Teilbereich des Frequenzgangs mit Hilfe eines Kreises bestimmbar ist, dessen Mittelpunkt auf der Kurve des Sollverstärkungsfrequenzgangs (se) verschiebbar ist und der die Kurve des Grenzverstärkungsfrequenzgangs (g) dabei stets tangiert.
  10. Akustiksystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei mit Hilfe der Recheneinrichtung der Abstand zwischen dem Sollverstärkungsfrequenzgang (se) und dem Grenzverstärkungsfrequenzgang (g) in mindestens zwei Frequenzbereichen unterschiedlich einstellbar ist.
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