Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hörgerät, welches ein schallaufnehmendes Mikrofon, einen Wiedergabelautsprecher und eine elektronische Verstärkerschaltung mit Mitteln zur Klangregelung enthält, wobei eine Schaltung zur Begrenzung des Schallpegels des Wiedergabelautsprechers vorgesehen ist.
Die Mittel zur Klangregelung in den Hörgeräten erfüllen zwei wichtige Aufgaben: Einerseits muss der Frequenzgang des Hörgerätes für mittlere Schallpegel, d.h. Zimmerlautstärke, an den Hörschaden des Hörgeräteträgers anpassbar sein. Dabei sollen diejenigen Frequenzen hervorgehoben werden, bei welchen der Hörgeräteträger eine gegenüber Normalhörenden angehobene Hörschwelle hat, d.h. diejenige Mindestlautstärke, bei welcher er einen Laut mit der entsprechenden Frequenz wahrnimmt.
Andererseits muss die Lautsprecherleistung des Hörgerätes bei hohem Schallpegel derartig begrenzt sein, dass nie unangenehm hohe oder gar gehörschädigende Werte abgegeben werden. Diese Begrenzung wird üblicherweise mit einem Spitzenwertbegrenzer vorgenommen, beispielsweise in Form eines antiparallelen Diodenpaares, eines übersteuerten Verstärkers oder ähnlicher Schaltungen. Alle diese Begrenzerschaltungen haben den gemeinsamen Nachteil, dass die Signalspannungen aller Frequenzen unterschiedslos auf denselben Spitzenwert begrenzt werden. Dadurch ist man bei der Wahl und Einstellung dieses Spitzenwertes gezwungen, auf denjenigen Frequenzbereich Rücksicht zu nehmen, bei welchem der Hörgeräteträger für grosse Lautstärken am empfindlichsten ist.
Damit wird aber der Dynamikbereich für andere Frequenzen unnötig eingeschränkt, indem die Begrenzerfunktion schon unnötigerweise bei kleinen Lautstärken, und damit auch sehr häufig, in Aktion tritt. Das hat zur Folge, dass die mit jeder Begrenzung verbundenen linearen und nicht linearen Verzerrungen unnötig oft auftreten und vom Hörgeräteträger als lästige Nebengeräusche wahrgenommen werden.
Die Aufgabe lag nun darin, die Spitzenwertbegrenzung für alle Frequenzen individuell, oder aber mindestens getrennt für hohe und tiefe Frequenzen, einstellbar zu machen.
Ein Vorschlag, diese Aufgabe zu lösen, wird in der DE-OS 3 131 193 gemacht. Dort wird die Klangregelung und Begrenzung in mehrere Kanäle, d.h. Frequenzbänder, aufgeteilt. Durch den Einsatz der entsprechenden Anzahl von Begrenzungen kann der Spitzenwert der Lautstärke für jedes dieser Frequenzbänder individuell eingestellt werden. Der Nachteil dieser Lösung liegt darin, dass zusätzliche Mittel zur Frequenzbandtrennung vorgesehen werden müssen und jedem Band sein eigener Begrenzer zugeordnet werden muss. Der schaltungstechnische Aufwand übersteigt damit die derzeitigen Möglichkeiten der Miniaturisierung im Hinblick auf die geforderte Kleinheit von Hörgeräten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ohne Kanaltrennung und mit nur einem Begrenzer eine frequenzabhängige Begrenzung der Lautsprecherleistung des Hörgerätes zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass vor und nach der Begrenzungsschaltung Mittel zur Frequenzgangbeeinflussung vorgesehen sind, wobei die Übertragungsfunktion des nach der Begrenzungsschaltung angeordneten Mittels invers zur Übertragungsfunktion des vor der Begrenzungsschaltung angeordneten Mittels ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung sind die Übertragungsfunktionen der Mittel zur Frequenzgangbeeinflussung veränderbar einstellbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden als Mittel zur Frequenzgangbeeinflussung frequenzabhängige Filterelemente wie SC-Filter oder aktive Filter vorgesehen.
Der grosse Vorteil der Erfindung besteht darin, dass lediglich zwei zusätzliche Elemente in die Hörgeräteschaltung integriert werden müssen, um eine Spitzenwertbegrenzung für alle Frequenzen individuell einstellbar zu machen. Diese individuelle Anpassung erfolgt durch die Wahl der Übertragungsfunktion des dem Begrenzer nachfolgenden Mittels zur Frequenzgangbeeinflussung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Prinzipschema der Begrenzerschaltung mit den Mitteln, hier Filterelementen, zur Frequenzgangbeeinflussung;
Fig. 2 die Übertragungsfunktion des vorgeschalteten Filterelementes;
Fig. 3 die Übertragungsfunktion des nachgeschalteten Filterelementes;
Fig. 4 den Frequenzgang am Ende der Schaltung für hohe und niedrige Lautstärken.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird das Eingangssignal U1 zuerst durch ein erstes Filterelement 1 mit der Übertragungsfunktion H1(f) geführt, anschliessend folgt die Begrenzerstufe 2 und nachfolgend ein zweites Filterelement 3 mit der Übertragungsfunktion H2(f) (Fig. 1).
Die Filterelemente 1, 3 sind beispielsweise als SC-Filter, aktive Filter oder dgl. in bekannter Weise aufgebaut. Die Übertragungsfunktionen H1(f) und H2(f) sind einstellbar, beispielsweise durch Verwendung von program mierbaren SC-Filtern, wobei die Übertragungsfunktion H2(f) die Inverse der Übertragungsfunktion H1(f) ist, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt. Eine Serieschaltung der beiden Filterelemente 1 und 3 erzeugt somit einen linearen, nicht frequenzabhängigen Amplitudengang.
Durch die Anordnung der Filterelemente 1 und 3 vor und nach dem Begrenzer 2 ergibt sich für kleine Signale, d.h. für kleine Lautstärken, keine Frequenzbeeinflussung und auch keine Begrenzung, wie die Kurve a in Fig. 4 zeigt. Wird die Spannung U1 am Eingang des Filterelementes 1 durch entsprechend grosse Lautstärken erhöht, so ergibt sich eine der Übertragungsfunktion H2(f) entsprechende Beeinflussung des Frequenzgangs der gesamten Begrenzerschaltung, wie die Kurve b in Fig. 4 zeigt. Im dargestellten Beispiel ist die Übertragungsfunktion H2(f) und damit auch ihre dazu inverse Funktion H1(f) derart gewählt, dass nur hohe Frequenzen progressiv begrenzt werden.
Selbstverständlich ist es nun möglich, durch entsprechend andere Wahl der Übertragungsfunktion H1(f) und H2(f) auch andere Begrenzungskurven zu erhalten, d.h. den Frequenzgang der Begrenzerstufe praktisch frei einzustellen.
The present invention relates to a hearing aid which contains a sound-absorbing microphone, a playback speaker and an electronic amplifier circuit with means for tone control, a circuit for limiting the sound level of the playback speaker being provided.
The means for tone control in the hearing aids fulfill two important tasks: On the one hand, the frequency response of the hearing aid must be for medium sound levels, i.e. Room volume, can be adapted to the hearing damage of the hearing aid wearer. The frequencies at which the hearing aid wearer has a hearing threshold raised compared to normal hearing should be emphasized, i.e. the minimum volume at which he perceives a sound with the corresponding frequency.
On the other hand, the loudspeaker performance of the hearing aid at high sound levels must be limited in such a way that uncomfortably high or even hearing-impairing values are never given. This limitation is usually carried out with a peak limiter, for example in the form of an anti-parallel diode pair, an overdriven amplifier or similar circuits. All these limiter circuits have the common disadvantage that the signal voltages of all frequencies are limited to the same peak value without distinction. As a result, when choosing and setting this peak value, one is forced to take into account the frequency range in which the hearing aid wearer is most sensitive to high volumes.
This, however, unnecessarily limits the dynamic range for other frequencies, since the limiter function already takes action unnecessarily at low volumes, and therefore very often. As a result, the linear and non-linear distortions associated with each limitation occur unnecessarily often and are perceived by the hearing device wearer as annoying background noises.
The task now was to make the peak limit individually adjustable for all frequencies, or at least separately for high and low frequencies.
A proposal to solve this problem is made in DE-OS 3 131 193. There the tone control and limitation is divided into several channels, i.e. Frequency bands, divided. By using the appropriate number of limits, the peak value of the volume can be set individually for each of these frequency bands. The disadvantage of this solution is that additional means for frequency band separation must be provided and each band must be assigned its own limiter. The circuitry outlay thus exceeds the current miniaturization possibilities with regard to the required small size of hearing aids.
The object of the present invention is to achieve a frequency-dependent limitation of the speaker power of the hearing aid without channel separation and with only one limiter.
According to the invention, this object is achieved in that means for influencing the frequency response are provided before and after the limiting circuit, the transfer function of the means arranged after the limiting circuit being inverse to the transfer function of the means arranged before the limiting circuit.
In a preferred embodiment of the inven tion, the transfer functions of the means for influencing the frequency response are variably adjustable.
In a further preferred embodiment, frequency-dependent filter elements such as SC filters or active filters are provided as means for influencing the frequency response.
The great advantage of the invention is that only two additional elements have to be integrated into the hearing aid circuit in order to make it possible to individually set a peak value limitation for all frequencies. This individual adaptation takes place through the selection of the transfer function of the means following the limiter for influencing the frequency response.
An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. Show it:
1 shows the basic diagram of the limiter circuit with the means, here filter elements, for influencing the frequency response;
2 shows the transfer function of the upstream filter element;
3 shows the transfer function of the downstream filter element;
Fig. 4 shows the frequency response at the end of the circuit for high and low volumes.
In the embodiment shown, the input signal U1 is first passed through a first filter element 1 with the transfer function H1 (f), followed by the limiter stage 2 and subsequently a second filter element 3 with the transfer function H2 (f) (FIG. 1).
The filter elements 1, 3 are constructed, for example, as SC filters, active filters or the like in a known manner. The transfer functions H1 (f) and H2 (f) are adjustable, for example by using programmable SC filters, the transfer function H2 (f) being the inverse of the transfer function H1 (f), as shown in FIGS. 2 and 3. A series connection of the two filter elements 1 and 3 thus produces a linear, non-frequency-dependent amplitude response.
The arrangement of the filter elements 1 and 3 before and after the limiter 2 results in small signals, i.e. for low volumes, no frequency influence and also no limitation, as curve a in FIG. 4 shows. If the voltage U1 at the input of the filter element 1 is increased by correspondingly high volume levels, the transfer function H2 (f) is influenced in accordance with the frequency response of the entire limiter circuit, as curve b in FIG. 4 shows. In the example shown, the transfer function H2 (f) and thus also its inverse function H1 (f) is selected such that only high frequencies are progressively limited.
Of course, it is now possible to obtain other limiting curves by changing the transfer functions H1 (f) and H2 (f) accordingly. the frequency response of the limiter stage can be set practically freely.