RU2159099C1

RU2159099C1 - Hearing apparatus for hypoacusic and deaf persons with leftovers of neurosensory sensitivity

Info

Publication number: RU2159099C1
Application number: RU2000102865/14A
Authority: RU
Inventors: О.А. Колигаев; А.В. Кочергин; ков П.В. Накор; П.В. Накоряков
Original assignee: Кочергин Анатолий Васильевич; Накоряков Павел Викторович
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2000-11-20

Abstract

FIELD: surdology, in particular hearing apparatuses. SUBSTANCE: the hearing apparatus has a microphone whose signal is amplified by a preamplifier having negative feedback circuits for expansion of the dynamic range and bringing of its characteristic to conformity with the biological characteristics of the acoustic analyzer of a healthy man. An analog-to- digital converter then transmits the signal in a digital form to a special processor or personal computer, where it is processed by a special algorithm making it possible to transform the signal to that region of frequencies where there is a residual sensitivity of the acoustic analyzer of a sick man. After transformation the signal is fed via a digital-to-analog converter and a volume control to an output amplifier and from it to a microtelephone. EFFECT: enhanced comfort of perception of surrounding sounds, essentially entranced legibility of speech both in the near and the apparatus, practically excluded influence of the apparatus on further worsening of hearing. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сурдотехнике, в частности к слуховым аппаратам. The invention relates to sound technology, in particular to hearing aids.

Известен цифровой слуховой аппарат (прототип) (US 4791672 А, Audiotone, Ink, 13.12.88, Н 04 R 25/02), состоящий из микрофона, подключенного к предварительному усилителю, соединенному с блоком процессора, интерфейсы которого на входе и выходе осуществляют АЦП-ЦАП преобразование сигнала, поступающего на усилитель преобразователя электрического сигнала в акустический. Known digital hearing aid (prototype) (US 4791672 A, Audiotone, Ink, 12.13.88, H 04 R 25/02), consisting of a microphone connected to a pre-amplifier connected to a processor unit, the interfaces of which are input and output by the ADC -DAC conversion of the signal supplied to the amplifier of the converter of the electrical signal into acoustic.

Недостатками данного слухового аппарата являются: большой уровень искажений на малых уровнях громкости, наличие в спектре выходного сигнала сильно усиленных составляющих, которые не слышит больной человек, но воздействуя на слуховой анализатор, они вызывают дальнейшее ухудшение слуха, наличие акустической обратной связи. The disadvantages of this hearing aid are: a large level of distortion at low volume levels, the presence in the output signal spectrum of strongly amplified components that a sick person does not hear, but when they act on the auditory analyzer, they cause further hearing impairment, the presence of acoustic feedback.

Предложен слуховой аппарат для тугоухих и глухих с остатками нейросенсорной чувствительности, состоящий из микрофона, предварительного усилителя, АЦП, спецпроцессора (ПЭВМ), ЦАП, выходного усилителя и микротелефона, соединенных последовательно, отличающийся тем, что в предварительном усилителе введены цепи отрицательной обратной связи, приводящие характеристику усилителя к виду, характерному для биологической характеристики слухового анализатора здорового человека, по передаточной функции, времени реакции и времени восстановления и тем, что спецпроцессор или ПЭВМ обрабатывает сигнал по специальному алгоритму, определяемому по остаточным возможностям слухового анализатора больного человека по диапазону воспринимаемых им частот, порогам восприятия и порогам дискомфорта на всех частотах звукового диапазона, алгоритм обработки позволяет кроме этого полностью избавиться от акустической обратной связи. A hearing aid for the deaf and deaf with residues of neurosensory sensitivity is proposed, consisting of a microphone, a pre-amplifier, an ADC, a special processor (PC), a digital-to-analog converter, an output amplifier, and a mic-phone connected in series, characterized in that negative feedback circuits are introduced in the pre-amplifier, resulting in the characteristic of the amplifier to the form characteristic of the biological characteristics of the auditory analyzer of a healthy person, according to the transfer function, reaction time and recovery time in that the special processor or PC processes the signal according to a special algorithm, is determined by the capabilities of residual hearing sick person analyzer over the range of frequencies perceived them, the thresholds and the thresholds of perception of discomfort at all audio frequencies, the processing algorithm allows addition completely eliminate acoustic feedback.

Предлагаемый слуховой аппарат позволяет более комфортно воспринимать окружающие звуки, существенно повысить разборчивость речи как в ближнем, так и в дальнем поле, уменьшить сроки привыкания к аппарату и практически исключить влияние аппарата на дальнейшее ухудшение слуха. Это достигается тем, что предварительный усилитель имеет нелинейные цепи обратной связи, которые могут быть выполнены как на нелинейных, пассивных элементах, так и в виде нелинейного усилителя обратной связи, приводящего к расширению динамического диапазона и поддержанию на входе АЦП максимально возможного напряжения. Параметры цепей обратной связи подобраны таким образом, что характеристика усилителя повторяет биологическую характеристику слухового анализатора здорового человека по передаточной функции, времени реакции и времени восстановления. Такое построение цепей обратной связи предварительного усилителя позволило при сохранении возможности оценки уровня звукового сигнала человеком получить максимальную разборчивость речи в ближнем и дальнем поле без регулировки уровня сигнала регулятором громкости. The proposed hearing aid allows you to more comfortably perceive the surrounding sounds, significantly increase speech intelligibility in both the near and far fields, reduce the time of getting used to the device and practically eliminate the influence of the device on further hearing impairment. This is achieved by the fact that the preamplifier has nonlinear feedback circuits, which can be performed both on nonlinear, passive elements, and in the form of a nonlinear feedback amplifier, which extends the dynamic range and maintains the maximum possible voltage at the ADC input. The parameters of the feedback circuits are selected in such a way that the characteristic of the amplifier repeats the biological characteristic of the auditory analyzer of a healthy person according to the transfer function, reaction time and recovery time. Such a construction of the feedback circuits of the preamplifier made it possible, while maintaining the ability to evaluate the level of the sound signal by a person, to obtain maximum speech intelligibility in the near and far fields without adjusting the signal level by the volume control.

Кроме того, предлагаемый слуховой аппарат отличается от ближайшего аналога тем, что спецпроцессор (или ПЭВМ, используемая в стационарном варианте слухового аппарата - тренажере речи), проводит анализ и трансформацию сигнала в цифровом виде таким образом, что на выходе аппарата полностью отсутствуют те частоты, которые не воспринимает слуховой анализатор человека. Частоты выше 8 кГц полностью подавляются, оставшиеся составляющие трансформируются по определенному алгоритму, который определяется под конкретного человека с частичной потерей слуха по диапазону воспринимаемых им частот, порогу слышимости и порогу дискомфорта на всех частотах диапазона. Кроме этого, фаза выходного сигнала подбирается процессором таким образом, что обратная акустическая связь в предлагаемом слуховом аппарате полностью отсутствует. Слуховой аппарат легко перестраивается под конкретного человека путем смены программы обработки сигнала, что дает возможность автоматизировать процесс подбора и выдачи слуховых аппаратов. In addition, the proposed hearing aid differs from the closest analogue in that the special processor (or PC used in the stationary version of the hearing aid — a speech simulator) analyzes and transforms the signal in digital form so that the frequencies that are completely absent at the output of the apparatus does not perceive a human auditory analyzer. Frequencies above 8 kHz are completely suppressed, the remaining components are transformed according to a certain algorithm, which is determined for a particular person with partial hearing loss in the range of frequencies he perceives, the threshold of audibility and the threshold of discomfort at all frequencies of the range. In addition, the phase of the output signal is selected by the processor in such a way that the acoustic feedback in the proposed hearing aid is completely absent. The hearing aid is easily tuned for a specific person by changing the signal processing program, which makes it possible to automate the process of selecting and issuing hearing aids.

Слуховой аппарат для тугоухих и глухих с остатками нейросенсорной чувствительности выполнен по схеме, приведенной на чертеже. Сигнал с микрофона 1 усиливается предварительным усилителем 2, имеющим цепи отрицательной обратной связи с логарифмической характеристикой. Усиленный сигнал подается на АЦП 3, где преобразуется в цифровую форму и поступает в спецпроцессор (ПЭВМ) 4. В спецпроцессоре (ПЭВМ) сигнал трансформируется по определенному алгоритму и в цифровой форме подается на ЦАП 5, где преобразуется в аналоговый сигнал, который через регулятор громкости подается на выходной усилитель 6 и далее воспроизводится микротелефоном 7. A hearing aid for the deaf and deaf with the remnants of neurosensory sensitivity is made according to the scheme shown in the drawing. The signal from the microphone 1 is amplified by a preamplifier 2 having a negative feedback circuit with a logarithmic characteristic. The amplified signal is fed to ADC 3, where it is converted to digital form and fed to a special processor (PC) 4. In a special processor (PC), the signal is transformed according to a specific algorithm and digitally fed to DAC 5, where it is converted to an analog signal that is transmitted through the volume control fed to the output amplifier 6 and then reproduced by the microphone 7.

Таким образом, предлагаемый слуховой аппарат позволяет повысить разборчивость речи в ближнем и дальнем поле за счет действия отрицательной обратной связи в предварительном усилителе, приводящей параметры предварительного усилителя к параметрам слухового анализатора здорового человека; повысить разборчивость речи за счет обработки сигнала по специальному алгоритму процессором; устранить негативное воздействие максимально усиленных высоких частот, неслышимых поврежденным слуховым анализатором; уменьшить сроки привыкания к аппарату за счет более полного восприятия частотного диапазона звуков, избавиться от акустической обратной связи и автоматизировать процесс подбора и выдачи слуховых аппаратов. Thus, the proposed hearing aid can improve intelligibility of speech in the near and far field due to the negative feedback in the pre-amplifier, leading the parameters of the pre-amplifier to the parameters of the auditory analyzer of a healthy person; increase speech intelligibility due to signal processing using a special algorithm by the processor; eliminate the negative impact of maximized high frequencies that are inaudible to a damaged auditory analyzer; reduce the time of getting used to the device due to a more complete perception of the frequency range of sounds, get rid of acoustic feedback and automate the process of selecting and issuing hearing aids.

Claims

A hearing aid for the deaf and deaf with residues of neurosensory sensitivity, consisting of a microphone, a pre-amplifier, an analog-to-digital converter, a special processor, a digital-to-analog converter, an output amplifier, and a mic-phone, connected in series, characterized in that negative feedback circuits made in the pre-amplifier are made with the ability to bring the characteristics of the amplifier to a form characteristic of the biological characteristics of the auditory analyzer of healthy people sheep according to the transfer function, reaction time and recovery time, the special processor is capable of transforming the signal according to the range of perceived frequencies, thresholds of audibility and discomfort at all frequencies of the sound range according to the residual capabilities of the auditory analyzer.