CN102378095A - 用于减少干扰的方法和听力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行听力装置的方法，该听力装置被构造为用于如下地在传输频率(2f_A)下无线地进行数据信号的信号传输：作为脉冲信号提供音频信号，其中多个脉冲位于预定的时隙中，其中，音频信号的频谱具有传输频率(2f_A)位于其中的凹陷(17)，并且其中，在预定的时隙内这样移动音频信号的脉冲，使得在传输频率(2f_A)的范围中频谱的能量减少。

Description

用于减少干扰的方法和听力装置
技术领域
本发明涉及一种用于运行听力装置的方法，该听力装置被构造为用于在传输频率下无线地进行数据信号的信号传输，其通过作为脉冲信号提供音频信号，其中多个脉冲位于预定的时隙(Zeitfenster)中，其中，音频信号的频谱具有传输频率位于其中的凹陷。此外，本发明涉及一种相应的听力装置，其具有用于无线地进行信号传输的传输装置和用于处理脉冲信号的信号处理装置。听力装置在此被理解为任何可在耳中或在耳上佩戴的声音输出设备，尤其是助听器、头戴送受话器(Headset)、头戴耳机和其它此类设备。
背景技术
助听器是用来给重听者提供听力帮助的便携带式听力装置。为了满足数目众多的个体需求，提供了不同结构形式的助听器，如耳后助听器(HdO)、具有外部听筒(RIC：接收器在信道内)的助听器以及耳内助听器(IdO)，例如，还有外耳助听器或耳道助听器(ITE，CIC)。这些示例性举出的助听器被戴在外耳上或在耳道中。但是此外在市场上还提供骨传导助听器、可植入的或振动触觉助听器。在此或者以机械方式或者以电方式对受损的听觉进行刺激。
原则上助听器的主要组件包括输入转换器、放大器和输出转换器。输入转换器通常是声音接收器(如麦克风)和/或电磁接收器(如感应线圈)。输出转换器大多实现为电声转换器(如微型扬声器)或电机转换器(如骨传导听筒)。放大器通常被集成在信号处理单元内。在图1中以耳后助听器为例示出了这种原理结构。在用于佩带在耳后的助听器外壳1中，设置了一个或多个用于接收环境声音的麦克风2。同样集成在助听器外壳1中的信号处理单元3对麦克风信号进行处理并将其放大。信号处理单元3的输出信号被传导到输出声音信号的扬声器或听筒4。必要时还可以通过用耳塑件固定在耳道中的声音软管将声音传导到助听器佩带者的鼓膜。助听器特别是信号处理单元3的供能，通过同样集成在助听器外壳1中的电池5来实现。
在数字助听器中用于听筒的输入信号被数字地转换并且通常被脉冲密度调制。替换地，待处理的音频信号还能被例如脉宽调制或脉码调制。但是，下面的示例始终是涉及脉冲密度调制(PDM)。
现代数字助听器常常还具有无线通讯系统，利用该无线通讯系统可以与外部设备无线地交换数据。这些通讯系统的数据传输典型地在兆赫范围的狭窄频带中进行。与此相对，被脉冲密度调制的音频信号具有极宽的频谱。在音频信号最大脉冲频率的位置上，频谱具有典型的凹陷(Notches)。
由于通过音频信号的脉冲密度调制得到宽的频谱，导致了具有助听器的无线通讯系统的传输频率的干扰。这意味着，从传输系统的角度来考虑，PDM信号作为干扰出现并且因此信噪比(SNR)变差。这最终导致更高的符号出错率(Symbolfehlerrate)。
迄今为止，无线传输系统的中心频率位于音频信号频谱的凹陷(在振幅谱中为零)。在音频信号的频谱中这种凹陷存在于被脉冲密度调制的音频信号的最大脉冲频率的所有倍数处。在这些区域中，在狭窄频带范围中PDM信号的频谱的能量是非常小的。一方面这种凹陷是非常窄的，而另一方面基带音频信号的图像(Abbilder)出现在每个凹陷中。为了尽可能小地保持在被脉冲密度调制的音频信号和无线传输系统的高频数据信号之间的干扰，通常采用电磁屏蔽。
在更高的频率的情况下降低信号功率的传统方法在于，采用模拟低通滤波器(LPF)，但是这完全不适合于助听器技术。由于低于兆赫范围的无线传输系统的频率，可以实现所需要的时间恒定的反应性的元件不仅可能相对庞大而且非常昂贵。此外，若使用低通滤波器来降低整个设备的效率，这最后将导致减少电池使用寿命。此外，驱动器的输出阻抗将更高并且也更强烈地取决于频率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，在听力装置中提高从无线传输系统的角度的信号噪声间隔。
根据本发明，该技术问题通过一种用于运行听力装置的方法来解决，该听力装置被构造用于如下地在传输频率下无线地进行数据信号的信号传输：
-作为脉冲信号提供音频信号，其中多个脉冲位于预定的时隙中，其中
-音频信号的频谱具有传输频率位于其中的凹陷，并且其中
-在预定的时隙内这样移动音频信号的脉冲，使得在传输频率范围中频谱的能量减少。
此外，根据本发明提供了一种听力装置
-具有用于在传输频率下无线地进行数据信号的信号传输的传输装置，
-具有用于作为脉冲信号提供音频信号的信号处理装置，其中多个脉冲位于预定的时隙中，其中
-音频信号的频谱具有传输频率位于其中的凹陷，并且其中
-利用信号处理装置可以在预定的时隙内这样移动音频信号的脉冲，使得在传输频率范围中频谱的能量与没有移动的状态相比被减少。该传输典型地在如下的频带中进行：该频带通常被设置在预定的载波频率或传输频率附近。
按照有利的方式，通过重新组织(Umorganisieren)在时隙中的脉冲来影响音频信号(听筒的输入信号)的频谱。现在可以这样移动脉冲，使得在凹陷范围中音频信号的频谱的能量进一步减少，从而最终从无线传输系统的角度来看该脉冲音频信号更少地干扰并且因此改善信噪比。
优选地，作为被脉冲密度调制的信号提供所述音频信号。但是此外也可以例如作为被脉宽调制的信号或被脉码调制的信号或其它此类信号来提供。于是在每种情况中音频信号具有相应的脉冲，这些脉冲可以在特定的时隙中进行重新组织。
在一种有利的实施方式中，将在预定的时隙中的至少几个脉冲连续地堆成一个块。通过该堆积在频谱中在凹陷之外产生带有提高的能量的峰值，从而在凹陷区域中减少了信号能量。
尤其可以将在预定的时隙中的至少几个脉冲移动到时隙的边界处。例如可以通过简单的措施将脉冲移动到时隙的左边界处，即时隙的开始处。
此外有利地是，预定的时隙具有三至十个脉冲，优选地具有四或五个脉冲。由此在频谱中可以将能量从凹陷“拖出(gezogen)”足够远。
如上述已经描述的，本发明可以特别有利地用于具有无线通讯装置的数字设备。
附图说明
现在按照附图作进一步说明本发明，附图中：
图1示出了根据现有技术的助听器的原理图；
图2示出了被脉冲密度调制的信号；
图3示出了根据本发明重新组织之后的被脉冲密度调制的信号；
图4示出了图2和图3的音频信号频谱；
图5示出了图4所示频谱的差频谱；并且
图6示出了在基带范围(听觉范围)内重新组织后的信号的频谱。
具体实施方式
在助听器或其它听力装置中，例如借助脉冲密度调制来调制待处理的音频信号。图2示出了这种被脉冲密度调制的信号。在预定的时长w的时隙内，五个单个脉冲位于此处。该时隙具有左边界11和右边界12。相应于本发明，在时间范围中修改PDM电流。这意味着重新组织在时长w的时隙内的单个脉冲10，以便使PDM信号的频谱变形。
在图3的例子中，脉冲这样被重新组织，使得在时隙内的所有脉冲向左边界11移动。也就是说，把所有五个脉冲10堆成一个块，并且该块从具有时长w的时隙的左边界11处开始。但是该块13还可以例如被移动到时隙的右边界12。此外，该块13还可以设置在时隙内的任意其它位置上。例如所有脉冲可以直接在右边相邻地向第一脉冲设置为一个块。即使在图3中示出由五个脉冲连续的块13，在替换的实施方式中也可以在单个脉冲之间保留一个很小的间隔。同样不是必然地需要重新组织时隙的所有脉冲。而是如果移动时隙中的至少一对，则满足本发明的意义。
如果现在所有脉冲例如被移动到时隙的左边界，并且基本上存在均匀分布(“脉冲”(高)平均出现的频率与“非脉冲”(低)相同)，即p(高)＝p(低)＝0.5，则所产生的、修改后的信号具有矩形特征。在频率范围中该修改后的PDM信号14导致具有间隔f_r＝f_A/w的离散线15，其代表具有在时间范围中堆在一起的脉冲的矩形。在此，f_A示出最大脉冲频率。
图4还示出了根据图2的未修改的PDM信号的频谱16。听力装置的用于无线通讯的通讯系统在频率2f_A下工作，例如图4中在频谱16的第二凹陷17中。
在本示例中，将时隙的时长w设置到大小4，这意味着，w-1＝3条等间隔的线15出现在两个凹陷17之间。在无线传输系统的频率或频带2f_A旁边，第一离散线位于f_A(2+1/w)处。
由于如下的事实，即，未修改的信号中的功率与修改后的信号中的功率相等，在离散线15中的功率的集中必然地导致其周围的功率降低。直到位于f_A(2+-1/w)处的第一离散线15，修改后的信号的功率与未修改的信号的功率相比减少一半(-3dB)。这还可以更明显地从图5中得出，其中示出了两个频谱14和16之间的差。也就是说，该差频谱示出了修改后的信号与未修改的信号相比的衰减D。只有在离散线15的范围中修改后的信号比未修改的信号具有更高的功率。此外从图5中得出，在无线传输系统的传输频率2f_A的左边和右边，PDM音频信号的信号功率通过修改来降低。如提到的，例如在点18上，即在f_A(2+1/w)处的离散线之前一点，功率下降是3dB。这意味着，对于无线传输系统在传输频率或传输频带的范围中存在很少的干扰功率。即，已经通过修改实现了噪声频谱有利调整。
通过降低离散线周围的PDM信号的功率来提高用于无线通讯的SNR，提供了提高听力装置或助听器的封装密度的可能性。由于利用听力装置进行内部信号处理的无线传输系统的更好的电磁兼容性，可以在布局中彼此相近地设置音频和HF组件。此外可以如下地节约成本，即可以放弃昂贵的屏蔽。
现在还有的问题是，PDM信号或音频信号的修改是否改变了听力装置使用者的听觉感觉。这可以利用图6所示来否定。该图示出了图5的放大截面。在极低频率的情况下示出了衰减D，以便可以看出，通过修改来影响音频信号的基带到何种程度。在所选择的示例中PDM频率位于f_A＝1.63MHz处。这意味着f_A/50＝32.8kHz。如从图6中可以看出，修改实际上不涉及直至f_A/50的频率范围。衰减近似恒定地位于0dB。但是该范围对于音频信号的处理来说远远充分了。也就是说，通过修改不改变使用者的听觉感觉。

Claims (10)

1.一种用于运行听力装置的方法，所述听力装置被构造为用于如下地在传输频率(2f_A)下无线地进行数据信号的信号传输：
-作为脉冲信号提供音频信号，其中多个脉冲(10)位于预定的时隙(w)中，其中
-所述音频信号的频谱(14)具有所述传输频率(2f_A)位于其中的凹陷(17)，
其特征在于，
-在预定的时隙(w)内这样移动所述音频信号的脉冲(10)，使得在所述传输频率范围中所述频谱(14)的能量减少。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，作为被脉冲密度调制的信号提供所述音频信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，作为被脉宽调制的信号提供所述音频信号。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，将在所述预定的时隙(w)中的至少几个脉冲(10)连续地堆成一个块(13)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，将在所述预定的时隙(w)中的至少几个脉冲(10)移动到该时隙的边界(11)处。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，三至十个脉冲，优选为四或五个脉冲(10)位于所述预定的时隙(w)中。
7.一种听力装置，具有
-用于在传输频率(2f_A)下无线地进行数据信号的信号传输的传输装置，
-用于作为脉冲信号提供音频信号的信号处理装置，其中所述多个脉冲(10)位于预定的时隙中，其中
-所述音频信号的频谱(14)具有所述传输频率(2f_A)位于其中的凹陷(17)，
其特征在于，
-利用所述信号处理装置可以在预定的时隙(w)内这样移动所述音频信号的脉冲(10)，使得在所述传输频率(2f_A)的范围中所述频谱(14)的能量与没有移动的状态相比被减少。
8.根据权利要求7所述的听力装置，其中，所述信号处理装置具有调制单元，利用该调制单元可以对所述音频信号进行脉冲密度调制或脉宽调制。
9.根据权利要求7或8所述的听力装置，其中，利用所述信号处理装置能够将在所述预定的时隙(w)中的至少几个脉冲(10)连续地堆成一个块(13)和/或移动到该时隙的边界(11)处。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的听力装置，所述听力装置被构造为助听器。
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