DE4125379C1

DE4125379C1 - Hearing aid device with amplitude limitation - has limiting circuit inserted in feedback path for amplifier stage for matching frequency characteristic to each individual user

Info

Publication number: DE4125379C1
Application number: DE19914125379
Authority: DE
Inventors: Reinhard 8501 Eckental De Kern; Hans-Joachim 8500 Nuernberg De Weiss
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Sivantos GmbH
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1992-10-08
Anticipated expiration: 2011-08-01

Abstract

The hearing device (1), incorporating amplitude limitation, has a limiting circuit (6) associated with the amplifier (3,5) for clipping the amplitude peaks above a given threshold value, within the transmission range of the hearing device (1). The limiting circuit (6) is inserted between 2 frequency-dependent stages (7,8) e.g. 2 high-pass filters, pref. inserted in a feedback path for the amplifier stage. The limiting circuit (6) pref. uses a pair of anti-parallel Zener diodes.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hörgerät mit einer Verstärkerschaltung, die eine Begrenzerschaltung zur Klippung von Amplitudenspitzen oberhalb einer Begrenzerschwel le im Übertragungsbereich des Hörgerätes aufweist.The present invention relates to a hearing aid an amplifier circuit, which is a limiter circuit for Clipping of amplitude peaks above a limiter threshold le in the transmission range of the hearing aid.

Bei einem Hörgerät der eingangs genannten Art soll eine Be grenzerschaltung zur Klippung von Amplitudenspitzen im Über tragungsbereich des Hörgerätes verhindern, daß die Unverträg lichkeitsschwelle eines Ohres eines Hörgerätebenutzers durch von einem Hörer des Hörgerätes abgegebene Schallsignale über schritten wird. Eine Anpassung an den Frequenzgang der Unver träglichkeitsschwelle ist damit nicht möglich, da die Begren zerschwelle für alle Frequenzen gleich groß ist (waagerechter Verlauf). Derartige Hörgeräte weisen regelmäßig einen indi viduell an die Hörschwelle des Hörgerätebenutzers angepaßten Frequenzgang auf. Vorzugsweise werden dabei hohe Frequenzen angehoben und/oder tiefere Frequenzen abgesenkt. Die Anpassung an die Unbehaglichkeitsschwelle des Hörgerätebenutzers wird durch eine Begrenzerschaltung nur im Rahmen des waagerechten Verlaufs der Begrenzerschwelle ermöglicht. Der Frequenzgang der Unbehaglichkeitsschwelle ist jedoch nicht waagerecht und weicht oft von dem Frequenzgang der Hörschwelle ab. Eine (ge sonderte) Einstellbarkeit des Frequenzganges des Begrenzers wäre daher wünschenswert.In a hearing aid of the type mentioned at the outset limit circuit for clipping amplitude peaks in the over wearing area of the hearing aid prevent the incompatible threshold of an ear of a hearing aid user sound signals emitted by a receiver of the hearing aid is taken. An adaptation to the frequency response of Unver inertia threshold is not possible because the limits threshold is the same for all frequencies (more horizontal Course). Such hearing aids regularly have an indi vidually adapted to the hearing threshold of the hearing aid user Frequency response. High frequencies are preferred raised and / or lowered frequencies. The adaptation the level of discomfort of the hearing aid user by a limiter circuit only in the context of the horizontal The course of the limiter threshold allows. The frequency response however, the discomfort threshold is not horizontal and often deviates from the frequency response of the hearing threshold. A (ge particular) adjustability of the frequency response of the limiter would therefore be desirable.

Aus der DE 37 33 983 A1 ist ein Hörgerät mit einer Schaltung zur Signalverarbeitung von digitalisierten Sprachsignalen be kannt. Die Signalverarbeitung kann in einer Verstärkung, Kompression, Begrenzung oder in Tonblenden bestehen. Mit einer Tonblende kann nur auf den Frequenzgang des Hörgerätes einge wirkt werden. Der Frequenzgang einer Begrenzerschaltung und/ oder deren Wirkung auf den Frequenzgang des Hörgerätes ist da mit nicht beeinflußbar.DE 37 33 983 A1 describes a hearing aid with a circuit for signal processing of digitized speech signals knows. The signal processing can be done in a gain, Compression, limitation or consist of tone screens. With a The tone screen can only be set to the frequency response of the hearing aid be effective. The frequency response of a limiter circuit and / or their effect on the frequency response of the hearing aid is there with cannot be influenced.

Aus der DE 37 34 946 A1 ist es bekannt, bei einem Hörgerät eines von mehreren frequenzabhängig wirkenden Mitteln in ei nem Gegenkopplungsweg einer Verstärkerstufe des Hörgerätes anzuordnen. Dadurch entsteht beim Telefonieren ein ange nehmerer Klang. Eine Begrenzung ist nicht vorgesehen.From DE 37 34 946 A1 it is known for a hearing aid one of several frequency-dependent means in egg nem negative feedback path of an amplifier stage of the hearing aid to arrange. This creates a phone call more subtle sound. There is no limitation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hörgerät der ein gangs genannten Art mit einer Begrenzerschaltung mit einstell barem Frequenzgang zu schaffen, deren Wirkung auf den Frequenz gang des Hörgerätes im linearen Bereich (der Begrenzerschal tung) kompensierbar ist.The invention has for its object a hearing aid type mentioned with a limiter circuit with adjust to create a clear frequency response, its effect on the frequency hearing aid in the linear range (the limiter scarf tion) can be compensated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Erfindungsgemäß ist der Begren zerschaltung (Klippschaltung) wenigstens ein erstes frequenz abhängig wirkendes Mittel vorgeschaltet und wenigstens ein zweites frequenzabhängig wirkendes Mittel nachgeschaltet. Die beiden frequenzabhängig wirkenden Mittel sind derart aufein ander abgestimmt (einstellbar), daß die frequenzabhängige Wirkung des zweiten Mittels der frequenzabhängigen Wirkung des ersten Mittels entgegenwirkt. Im Ergebnis wird durch diese Kombination einer Begrenzerschaltung mit frequenzabhängigen wirkenden Mitteln die frequenzabhängige Wirkung der Begrenzer schaltung unterhalb der Begrenzerschwelle kompensierbar (li nearer Bereich). Ein aus dieser Schaltungskombination entnom menes Signal weist folglich unterhalb der Begrenzerschwelle den gleichen Frequenzgang auf wie ein an den Eingang dieser Schaltung eingegebenes Signal, jedoch wird oberhalb der Be grenzerschwelle der Frequenzgang des Begrenzers durch das zweite frequenzabhängig wirkende Mittel bestimmt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß das zweite frequenzabhängig wirkende Mittel hinter der Begrenzerschaltung derart einstellbar ist, daß der Frequenzgang der Begrenzerschaltung in dem Hörgerät möglichst weitgehend an den Frequenzgang der Unbehaglichkeitsschwelle des Hörgeräteträgers annäherbar ist. Dadurch kann der erfindungsgemäß mit frequenzabhängig wirkenden Mitteln kombinierte Begrenzer (als Gesamtschaltung) alle Eingangssignale frequenzabhängig (oberhalb der Begrenzerschwelle) auf einen vorgebbaren Pegel begrenzen. Durch das dem Begrenzer vorgeschaltete erste frequenzabhängige Mittel wird der ursprüngliche Frequenzgang im linearen Bereich wieder hergestellt.This object is achieved by the in claim 1 mentioned features solved. According to the invention is the limit zerschaltung (clip circuit) at least a first frequency dependent agent upstream and at least one second frequency-dependent agent connected downstream. The the two frequency-dependent means are so matched other tuned (adjustable) that the frequency dependent Effect of the second mean of the frequency-dependent effect of the counteracts the first means. As a result, through this Combination of a limiter circuit with frequency-dependent effective means the frequency-dependent effect of the limiter circuit below the limiter threshold can be compensated (left near area). A taken from this combination of circuits Menes signal therefore points below the limiter threshold the same frequency response as one at the input of this Circuit entered signal, but is above the Be limit threshold the frequency response of the limiter through the second frequency-dependent means determined. It is it is particularly advantageous that the second frequency-dependent effective means behind the limiter circuit adjustable is that the frequency response of the limiter circuit in the Hearing aid as far as possible to the frequency response of the discomfort threshold of the hearing aid wearer is approachable. Thereby can according to the invention act with frequency-dependent Combined limiters (as a complete circuit) average all input signals frequency-dependent (above the limiter threshold) limit to a predeterminable level. By the delimiter the first upstream frequency-dependent means becomes the original Frequency response in the linear range restored.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Frequenzabhängigkeit (der Frequenzgang) des ersten und zweiten Mittels durch ein insbesondere gemeinsames Einstellglied einstellbar ist. Dadurch wird die Einstellung der frequenzabhängigen Wirkung des Begrenzers erheblich vereinfacht.It is particularly advantageous if the frequency dependence (the frequency response) of the first and second means by one in particular, common setting member is adjustable. Thereby the setting of the frequency-dependent effect of the Limiter considerably simplified.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Ansprüchen. Further advantages and details of the invention emerge from the following description of an embodiment based on the drawings and in connection with the claims.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Hörgerätes gemäß der Erfindung und Fig. 1 is a block diagram of a hearing aid according to the invention and

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild des Hörgerätes gemäß Fig. 1 mit detaillierterer Darstellung einer Begrenzerschaltung gemäß der Erfindung. FIG. 2 shows a basic circuit diagram of the hearing aid according to FIG. 1 with a more detailed illustration of a limiter circuit according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Hörgerät 1 symbolisch dargestellt, dessen Mikrofon 2 aufgenommene Schallsignale in elektrische Signale wandelt und einem Vorverstärker 3 zuführt. Der Vorverstärker 3 kann Filter und/oder Koppelmittel zur Erzeugung eines gewünschten Frequenzganges aufweisen. An den Vorverstärker 3 schließt sich nach einem Verstärkungseinstellglied 4 ein Nachverstärker 5 an, der eine Begrenzerschaltung 6 zur Klippung von Amplitudenspitzen im Übertragungsbereich des Hörgerätes 1 aufweist. Die Begrenzerschaltung 6 ist - bezogen auf die elektrische Wirkung - zwischen einem ersten frequenzabhängig (frequenzselektiv) wirkenden Mittel 7 und einem zweiten frequenzabhängig (frequenzselektiv) wirkenden Mittel 8 angeordnet. Die beiden frequenzselektiv wirkenden Mittel 7 und 8 sind derart ausgebildet, daß die frequenzselektive Wirkung des zweiten Mittels 8 der frequenzselektiven Wirkung des ersten Mittels 7 entgegenwirkt. Die frequenzselektiv wirkenden Mittel 7 und 8 können mit Verstärkerschaltungen kombiniert sein, an die sich gegebenenfalls nach einer Endstufe (in Fig. 1 nicht dargestellt) ein Hörer 9 des Hörgerätes 1 anschließt.In Fig. 1 a hearing aid 1 is shown symbolically, the microphone 2 converts recorded sound signals into electrical signals and feeds them to a preamplifier 3 . The preamplifier 3 can have filters and / or coupling means for generating a desired frequency response. A preamplifier 5 is connected to the preamplifier 3 after a gain setting element 4 and has a limiter circuit 6 for clipping amplitude peaks in the transmission range of the hearing device 1 . The limiter circuit 6 is arranged - based on the electrical effect - between a first frequency-dependent (frequency-selective) means 7 and a second frequency-dependent (frequency-selective) means 8 . The two frequency-selective means 7 and 8 are designed such that the frequency-selective effect of the second means 8 counteracts the frequency-selective effect of the first means 7 . The means 7 and 8 acting in a frequency-selective manner can be combined with amplifier circuits, to which a receiver 9 of the hearing device 1 is connected after an output stage (not shown in FIG. 1).

Das in Fig. 2 dargestellte Hörgerät weist eine Hörgeräteschaltung auf, die eingangsseitig das Mikrofon 2 und den Vorverstärker 3 enthält. Der Vorverstärker 3 ist ausgangsseitig über einen Kondensator 10 und einen Widerstand 11 mit dem Verstärkungseinstellglied 4 gekoppelt. Das Verstärkungseinstellglied 4 ist an seinem variablen Abgriff über einen Kondensator 12 und einen Eingangsanschluß P8 mit dem ersten frequenzabhängig wirkenden Mittel 7 verbunden. Das frequenzabhängig wirkende Mittel 7 ist zusammen mit dem frequenzabhängig wirkenden Mittel 8 und einer Spannungsregelschaltung 13 Bestandteil eines integrierten Schaltkreises 14, der von der Firma Gennum unter der Typenbezeichnung LF 580 angeboten wird. Die beiden frequenzselektiv wirkenden Mittel 7 und 8 sind in diesem integrierten Schaltkreis 14 als Hochpaßfilter mit einer Flankensteilheit von je 12 dB pro Oktave ausgebildet. Die Grenzfrequenz dieser beiden Filter ist über einen Anschluß P3 des integrierten Schaltkreises mit einem gemeinsamen Einstellglied 15 veränderbar.The hearing aid shown in FIG. 2 has a hearing aid circuit which contains the microphone 2 and the preamplifier 3 on the input side. On the output side, the preamplifier 3 is coupled to the gain setting element 4 via a capacitor 10 and a resistor 11 . The gain setting element 4 is connected at its variable tap via a capacitor 12 and an input connection P 8 to the first frequency-dependent means 7 . The frequency-dependent means 7 together with the frequency-dependent means 8 and a voltage regulating circuit 13 form part of an integrated circuit 14 , which is offered by the Gennum company under the type designation LF 580. The two frequency-selective means 7 and 8 are formed in this integrated circuit 14 as high-pass filters with a slope of 12 dB per octave. The cutoff frequency of these two filters can be changed via a connection P 3 of the integrated circuit with a common setting element 15 .

Das Hochpaßfilter 7 ist über einen Anschluß P7, einen Kondensator 16 und einen Widerstand 17 mit einem Eingang 18 einer Verstärkerstufe 19 gekoppelt. Der Eingang 18 ist über einen Gegenkopplungswiderstand 20 mit dem Ausgang 21 der Verstärkerstufe 19 verbunden. Die Begrenzerschaltung 6 ist gegenkoppelnd zwischen dem Eingang 18 und dem Ausgang 21 der Verstärkerstufe 19 angeordnet und aus zwei antiparallel geschalteten Z-Dioden 22 und 23 gebildet. Das Ausgangssignal der Verstärkerstufe 19 wird über einen Kondensator 24 und einen Widerstand 25 auf den Eingang 26 einer Verstärkerstufe 27 gekoppelt. Mit dem Ausgang 28 der Verstärkerstufe 27 ist über einen kapazitiven Spannungsteiler, gebildet aus Kondensatoren 29 und 30, der Eingang P6 des Hochpaßfilters 8 verbunden. Der Ausgang P5 des Hochpaßfilters 8 ist über einen Kondensator 31 und einen Widerstand 32 mit dem Eingang 26 der Verstärkerstufe 27 verbunden. Das Filter 8 ist folglich erfindungsgemäß als frequenzselektive Gegenkopplung geschaltet. Dadurch wirkt das Hochpaßfilter 8 in Verbindung mit der Verstärkerstufe 27 dem Hochpaßfilter 7 frequenzmäßig entgegen.The high-pass filter 7 is coupled via a connection P 7 , a capacitor 16 and a resistor 17 to an input 18 of an amplifier stage 19 . The input 18 is connected to the output 21 of the amplifier stage 19 via a negative feedback resistor 20 . The limiter circuit 6 is arranged in negative feedback between the input 18 and the output 21 of the amplifier stage 19 and is formed from two Z diodes 22 and 23 connected in anti-parallel. The output signal of the amplifier stage 19 is coupled via a capacitor 24 and a resistor 25 to the input 26 of an amplifier stage 27 . The input P 6 of the high-pass filter 8 is connected to the output 28 of the amplifier stage 27 via a capacitive voltage divider, formed from capacitors 29 and 30 . The output P 5 of the high-pass filter 8 is connected via a capacitor 31 and a resistor 32 to the input 26 of the amplifier stage 27 . The filter 8 is consequently connected according to the invention as a frequency-selective negative feedback. As a result, the high-pass filter 8 in conjunction with the amplifier stage 27 counteracts the high-pass filter 7 in terms of frequency.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die frequenzabhängige Gegenkopplung durch das Hochpaßfilter 8 durch einen Bypaßwiderstand 33 begrenzt, der an der Verstärkerstufe 27 frequenzunabhängig gegenkoppelnd wirkt. Die frequenzabhängige Wirkung des Hochpaßfilters 7 ist ebenfalls durch eine Bypaßschaltung begrenzt, die einen Kondensator 34 und einen Widerstand 35 umfaßt, der mit dem Eingang 18 der Verstärkerstufe 19 verbunden ist. Auf die beiden beschriebenen Bypässe kann je nach Anwendungsfall der Begrenzerschaltung gemäß der Erfindung auch verzichtet werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the frequency-dependent negative feedback through the high-pass filter 8 is limited by a bypass resistor 33 , which acts on the amplifier stage 27 in a frequency-independent negative feedback manner. The frequency-dependent effect of the high-pass filter 7 is also limited by a bypass circuit which comprises a capacitor 34 and a resistor 35 which is connected to the input 18 of the amplifier stage 19 . Depending on the application of the limiter circuit according to the invention, the two bypasses described can also be dispensed with.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die sich mit geringem schaltungstechnischem Aufwand realisieren läßt. Der in Fig. 3 dargestellte und die Begrenzerschaltung enthaltene Nachverstärker kann eine zusätzliche Endstufe 36 aufweisen, an die sich der Hörer 9 anschließt.The exemplary embodiment according to FIG. 2 shows an embodiment of the invention that can be implemented with little circuit complexity. The post-amplifier shown in FIG. 3 and containing the limiter circuit can have an additional output stage 36 , to which the receiver 9 connects.

Claims

1. Hearing aid with an amplifier circuit ( 3, 5 ), which has a limiter circuit ( 6 ) for clipping amplitude peaks above a limiter threshold in the transmission range of the hearing aid ( 1 ), the limiter circuit ( 6 ) between a first frequency-dependent means ( 7 ) and a second frequency-dependent means ( 8 ) is arranged and the frequency-dependent effect of the second means ( 8 ) counteracts the frequency-dependent effect of the first means ( 7 ) below the limiter threshold and with the second frequency-dependent means ( 8 ) the frequency response of the limiter circuit ( 6 ) above the limiter threshold is largely approachable to the frequency response of the discomfort threshold of a hearing aid wearer.

2. Hearing aid according to claim 1, wherein the two frequency-dependent means are designed as filters ( 7, 8 ).

3. Hearing aid according to claim 1 or 2, wherein one of the two frequency-dependent means ( 7, 8 ) is arranged in a negative feedback path of an amplifier stage ( 27 ) of the hearing aid ( 1 ).

4. Hearing aid according to one of claims 1 to 3, wherein as a frequency-dependent means contained in an integrated circuit similar filters ( 7, 8 ) are used, the cut-off frequency is adjustable via only one setting element ( 15 ).

5. Hearing aid according to one of claims 1 to 4, wherein the limiter circuit ( 6 ) in a negative feedback path of an amplifier stage ( 19 ) of the hearing aid ( 1 ) arranged and connected anti-parallel diodes ( 22, 23 ).