CN114793317A - 听力设备 - Google Patents

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J.布伦德尔
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Abstract

本发明涉及一种听力设备(2)、特别是听力辅助设备,其具有用于进行无线信号传输的发射器电路(24),其中,发射器电路(24)具有电气振荡电路(28),振荡电路具有至少一个可控的半导体开关(34、34a、34b)和至少一个电容器(32、32a、32b)以及发射器线圈(30),并且其中,至少一个半导体开关(34、34a、34b)由脉冲相位调制器(36)控制。

Description

听力设备
技术领域
本发明涉及一种听力设备、特别是听力辅助设备,其具有用于进行无线信号传输的发射器电路。此外,本发明涉及一种用于运行这种听力设备的方法。
背景技术
听力辅助设备是用于供应听力障碍人士或者听力受损人士的便携式听力设备(助听器)。为了满足众多的个人需求,提供不同结构形式的听力辅助设备、例如耳后式听力设备(HdO,
Figure BDA0003475203750000011
)和具有外部听筒的听力设备(RIC:receiver inthe canal(接收器在耳道中))以及耳内式听力设备(IdO,
Figure BDA0003475203750000012
)、例如还有外耳式听力设备
Figure BDA0003475203750000013
或者耳道式听力设备
Figure BDA0003475203750000014
(ITE:In-The-Ear(入耳式),CIC:Completely-In-Channel(完全在耳道中),IIC:Invisible-In-The-Channel(在耳道中不可见))。示例性地列举的这些听力设备佩戴在听力辅助设备用户的外耳上或者耳道中。然而,此外,在市场上还可以获得骨传导听力辅助设备、可植入或者振动触觉听力辅助设备。在此,以机械方式或者以电的方式来对受损的听力进行刺激。
这种听力设备原则上具有输入转换器、放大器和输出转换器作为基本部件。输入转换器通常是声电转换器、例如麦克风和/或电磁接收器、例如感应线圈或者(射频、即RF)天线。输出转换器通常作为电声转换器、例如作为微型扬声器(听筒)或者作为机电转换器、例如骨传导听筒来实现。放大器通常集成在信号处理装置中。通常由电池或者可充电的蓄电池来进行能量供应。
在所谓的双耳听力辅助设备中,用户佩戴两个这样的听力设备,其中,在听力设备之间存在通信连接或者信号连接,其也称为耳对耳或者耳与耳(e2e)通信。在此,在运行时,在右耳和左耳上的听力设备之间例如以无线方式交换数据、也可能是大量数据和/或音频信号。所交换的数据和信息使得听力设备能够特别有效地适配于相应的声学环境情况。由此,特别是能够针对用户实现特别真实的环绕声,并且即使在嘈杂的环境中也改善语音理解。此外,例如使得能够实现诸如窄焦点(Narrow Focus)或者CROS(ContralateralRouting Of Signal,信号的反向路由)的特征和功能。
由于听力设备中的能量源有限,需要尽可能以节约电力的方式进行e2e信号传输,以便使得能够在主动的e2e通信中实现数天的电池寿命。通常,在此,e2e通信系统作为磁感应连接来实现,其由模拟和数字发送器、作为发送和接收天线的两个线圈以及模拟和数字接收器构成。在此,通信系统的发送器或者发射器电路在电池消耗方面是至关重要的。
在信号传输的过程中,通常利用所谓的载波来改变(调制)要传输的有用信号,从而能够实现低频有用信号的高频传输。在接收侧通过相应的解调来恢复有用信号或者数据和信息。作为调制格式,在双耳听力设备中,由于节省能量的原因,通常使用恒定包络曲线相位调制技术。其它发送器拓扑,例如IQ调制器,由于高电力消耗而不适用于低功率听力设备。
这种设计中的挑战在于,构建产生恒定包络曲线相位调制的信号的节约电力的发送器或者发射器。由于听力设备中的结构空间有限,需要以尽可能紧凑并且可以集成到特定于客户的ASIC中的方式来实施发射器。特别是,应当使用尽可能少的外部部件。此外,所产生的发送信号必须遵守监管规定(例如频谱掩模)。
这样的发射器或者发射器电路例如具有振荡电路和能量供给电路(能量馈入电路)。
通过以下方式来实现发射器(TX)的不同的相位,即,通过在特定持续时间内使振荡电路失谐(Verstimmung)来改变发送频率,直到达到期望的相位为止。在此,至少使用三个不同的频率,一方面是标称发送频率(f0),另一方面是用于负相位偏移的发送频率以下的频率(fm),以及用于正相位偏移的发送频率以上的频率(fp)。发送信号是具有恒定的包络曲线的连续信号。
能量馈入电路例如被实施为H桥电路。能量馈入电路对损耗进行补偿,并且在准确的时间点将能量馈入振荡电路中,以保持具有恒定的幅值和期望的频率的振荡。(馈入)时间点在此与振荡同步。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,给出一种特别合适的听力设备。特别是要实现特别节能并且结构空间紧凑的e2e通信。本发明要解决的技术问题还在于,给出一种特别合适的用于运行这种听力设备的方法。
根据本发明,在听力设备方面,上述技术问题利用本发明的特征来解决,在方法方面,上述技术问题利用本发明的特征来解决。有利的设计方案和扩展方案是下面的描述的主题。关于听力设备列举的优点和设计同样也可以转用于方法,反之亦然。
听力设备特别是被构造为助听器,并且优选用于供应听力受损的用户(听力设备用户)。在此,听力设备被构造为用于,记录环境中的声音信号,并且将它们输出给听力设备的用户。为此,听力设备具有至少一个声电输入转换器、特别是麦克风以及至少一个电声输出转换器、例如听筒。在听力设备运行时,输入转换器记录环境中的声音信号(噪声、声响、语音等),并且将其转换为电输入信号(声学数据)。通过在信号处理装置中修改输入信号,由电输入信号产生电输出信号。信号处理装置例如是听力设备的一部分。输入转换器和输出转换器以及可能还有信号处理装置特别是安置在听力设备的壳体中。壳体被构造为,使得其可以由用户佩戴在头部上和耳朵附近,例如佩戴在耳朵中、耳朵上或者耳后。听力设备优选构造为BTE听力设备、ITO听力设备或者RIC听力设备。
听力设备具有带有发射器电路的发射器或者发送器,用于进行无线信号传输,特别是用于进行e2e通信。发射器电路具有振荡电路,振荡电路具有至少一个可控的半导体开关和至少一个电容器以及发射器或者发送线圈。根据本发明,至少一个半导体开关由脉冲相位调制器控制。换言之,根据本发明的发射器电路被设置为以及适合用于并且被设计为用于对发送信号的包络曲线进行脉冲相位调制。由此实现特别合适的听力设备。
在一个合适的扩展方案中,振荡电路具有两个电容器和两个可控的半导体开关,其中,半导体开关分别与电容器相关联,并且其中,发射器线圈连接在电容器之间。由此,可以通过电容器和半导体开关来对称地控制发射器线圈。
在一个有利的实施方案中,桥电路的输出侧连接到发射器线圈。换言之,发射器线圈连接在两个桥支路之间。在此,桥电路用作馈入电路,其被设置为用于将(由于寄生损耗或者辐射的功率而产生的)损耗能量馈入到振荡电路中,以保证振荡电路中的或者发送信号的幅值恒定。桥电路优选实施为H桥电路。
在一个适宜的设计方案中,借助共同的定时器来控制脉冲相位调制器和桥电路。换句话说,由共同的定时器或者时钟发生器导出桥电路和脉冲相位调制器的运行状态。由此可以适当地开关脉冲相位调制器和桥电路,同时振荡电路在期望的发送频率下谐振地工作,并且不用监视电容器中的调节电压或者发射器线圈中的电流。
本发明的一个附加的或者另外的方面设置为,听力设备被构造为双耳的,并且为此具有两个单装置,单装置分别具有至少一个输入转换器和至少一个输出转换器,由此被构造为用于记录环境中的声音信号,并且将其输出给听力设备的用户。附加地,每个单装置具有发射器电路作为无线接口,用于在两个单装置之间进行数据交换。在此,单装置经由发射器电路通过信号技术相互耦合或者至少可耦合。
在双耳听力设备的情况下,用户将两个单装置佩戴在头部的不同侧,从而每个单装置与一只耳朵相关联。然而,作为双耳听力设备的替换,仅具有一个单装置的单耳听力设备也是合适的。关于单耳听力设备的描述同样可以转用于双耳听力设备,反之亦然。
根据本发明的方法被设置为以及适合用于并且被设计为用于运行前面描述的听力设备。为了进行无线信号传输,发射器电路产生发送信号(TX信号),其中,根据所述方法,在第一时间点使发射器线圈与电容器或者每一个电容器分离,并且其中,当达到振荡电路的期望的相位时,使发射器线圈在稍后的第二时间点与电容器或者每一个电容器再次连接。换言之,根据所述方法,在第一时间点使振荡电路中止或者停止,并且在第二时间点再次启动,从而使产生的发送信号产生相位偏移。由此可以在不同的相位(TX相位)之间切换发射器电路。
因此,根据本发明的发射器设计通过将振荡电路暂停一个时间段来对发送信号的相位进行调制。所述方法具有以下优点,即,几乎立即、但是至少在一个发送周期内达到期望的相位。与此不同,根据现有技术根据期望的相位步长和频率(fm、fp)通过振荡电路的频率失谐来产生相位偏移,在达到期望的TX相位之前需要多个发送周期。
此外,因此能够实现具有降低的复杂性的成本特别低廉的脉冲相位调制器,因为仅传输或者发送一个频率、即标称发送频率(f0)。根据本发明,不再需要其它发送频率(fm、fp),由此使发射器电路简化。此外,不需要调整这些频率。
就下面描述的方法步骤而言,特别是通过如下方式得到听力设备的有利的设计方案,即,听力设备被构造为用于实施这些方法步骤中的一个或多个。特别是,听力设备优选具有控制器(即控制单元),控制器与发射器电路耦合。在此,控制器例如可以是听力设备的信号处理装置的一部分。
在此,控制器一般通过程序和/或电路技术被配置为用于执行前面描述的根据本发明的方法。因此,控制器具体被配置为用于控制脉冲相位调制器和/或半导体开关,以及必要时控制桥电路。
在一个优选的设计方式中,控制器至少在核心通过具有处理器和数据存储器的微控制器形成,其中,用于执行根据本发明的方法的功能以操作软件(固件)的形式通过程序技术实现,从而在执行操作软件时,在微控制器中自动执行所述方法(必要时与设备用户进行交互)。但是替换地,在本发明的范围内,控制器也可以由不可编程的电子部件、例如专用集成电路(ASIC)形成,其中,利用电路技术方法来实现用于执行根据本发明的方法的功能。
在一个有利的扩展方案中,当电容器或者每一个电容器基本上完全充电时,使发射器线圈与电容器或者每一个电容器分离。为了实现良好的电源效率,特别是当发射器线圈中的电流为零,并且电容器中的电荷达到正的最大值时,通过将发射器线圈与电容器分离,使振荡电路中止。
由于失谐的振荡电路或者发射器电路中的不对称,在发送信号中可能出现电压峰值或者不期望的伪影。为了避免或者抑制这种不期望的效应,在一个适宜的实施方案中设置为,当使发射器线圈与电容器或者每个电容器分离时,将发射器线圈短路。由此将发射器线圈中的剩余的能量短路。
利用根据本发明的方法,不产生连续的发送信号,因为在相位偏移的情况下使谐振电路中止。这也导致有用频带外部的信号发射,这些信号发射通常比在连续运行中更高。为了减少这些不期望的发射,在所述方法的一个优选的构造中设置为,利用脉冲相位调制器的控制信号来控制半导体开关或者每一个半导体开关,其中,控制信号具有抖动噪声。换言之,为了控制半导体开关而设置抖动(dithering)。
例如,当相关联的电容器达到正的或者负的电压最大值时,将半导体开关断开。由此,在正弦形状的发送信号(正弦波)期间,在0°和180°处实现两个开关过程。因此,对于重新启动,对于给定的TX相位,例如可以选择第二时间点,使得TX相位以正半波开始,或者TX相位相对于此更早地开始半波,即以早180°的负半波开始,或者TX相位相对于此更晚地开始半波,即以晚180°的负半波开始。在此,优选半导体开关的开关时间点在这些时间点之间随机变化(抖动)。这具有以下优点,即,使不期望的传输显著减少,并且使所传输的TX相位的长度均衡。
在运行中,脉冲相位调制器在所产生的发送信号中在f0±1.5fs处产生一阶旁瓣(Sidelobes),其中,f0为载波频率,并且fs为调制符号率。如果符号率被选择为非常高,以提高无线电线路的数据率,那么可能出现旁瓣不再位于允许的合法带宽限制内,由此,必须使其衰减到通过发射掩模预先给定的旁瓣水平。
对于听力设备中的无线信号传输,期望尽可能简单地减少旁瓣,以使处理开销、由此使功耗保持尽可能低。在所述方法的一个优选的设计方案中设置为,在至少两个符号率值之间切换发送信号的符号率。换言之,符号率不是恒定的,而是在两个或者更多个符号率之间来回变化。因此,发送信号由不同符号率的叠加产生,由此旁瓣得到抑制。在此,为了进行信号传输或者e2e通信,符号率之间的切换或者变化序列不仅存储在发送器侧,而且存储在接收器侧。
附图说明
下面,根据附图详细说明本发明的实施例。其中:
图1以示意图示出了双耳听力设备,
图2以框图示出了发射器电路的简化的振荡电路,
图3以框图局部示出了发射器电路,
图4以时间-线圈电流曲线图和五个开关脉冲曲线图示出了发射器电路的发送信号的脉冲相位调制,
图5以两个时间-线圈电流曲线图示出了开关抖动,
图6以频率-幅值曲线图示出了发送信号的频谱,
图7以频率-幅值曲线图示出了两个不同的符号率的频谱,以及
图8以频率-幅值曲线图示出了由两个叠加的符号率产生的发送信号的频谱。
彼此对应的部分和参量在所有附图中始终设置有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的听力设备2的基本结构。在该实施例中,听力设备2被实施为双耳听力辅助设备,其具有两个通过信号技术耦合的听力辅助装置或者单装置4a、4b。在此,单装置4a、4b示例性地被设计为耳后式听力辅助装置(HdO)。单装置4a、4b借助无线信号连接或者e2e通信6通过信号技术相互耦合或者可耦合。
下面,示例性地借助单装置4a来说明单装置4a、4b的结构。如在图1中示意性地示出的,单装置4a包括装置壳体8,一个或者多个麦克风、也称为声电输入转换器10安装在装置壳体8中。利用输入转换器10记录听力设备2的周围环境中的声音或者声学信号,并且将其转换为电音频信号或者声学数据。
通过线路12将声学数据发送到信号处理装置14,信号处理装置14同样布置在装置壳体10中,并且对声学数据进行处理。信号处理装置14根据音频信号产生输出信号,通过线路16将输出信号引导到扬声器或者听筒18。在此,听筒18被实施为将电输出信号转换成声学信号的电声输出转换器。在HdO单装置4a中,必要时通过未详细示出的音管或者外部听筒、即一起位于耳道中的耳模(Otoplastik),将声学信号传输到听力设备用户的鼓膜。但是例如在骨传导听筒的情况下,例如也可以想到机电输出转换器作为听筒18。
单装置4a、特别是信号处理装置14的能量供应借助容纳在装置壳体8中的电池20来进行。
信号连接6例如被实施为单装置4a和4b之间的磁感应耦合。为此,信号处理装置14通过信号技术被引导至发射器22。发射器22用于借助信号连接6发送无线信号。
发射器22具有下面借助图2和3详细说明的发射器电路24,用于产生通过信号连接6传送的发送信号26。
在图2中示出了发射器电路24的电振荡电路28的示意性地简化的图示。振荡电路28特别是被实施为并联振荡电路(parallel resonant circuit),并且在此具有发送或者传输线圈30和电容器32以及实施为晶体管、特别是实施为MOSFET(Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)的半导体开关34。半导体开关34在此由脉冲相位调制器36控制。
在图3中示出了发射器电路24。在此,振荡电路28具有两个电容器32a、32b和两个半导体开关34a、34b。在此,发射器线圈30的接头分别通过电容器32a、32b接触,其中,电容器32a、32b分别与半导体开关34a、34b中的一个相关联。半导体开关34a、34b由脉冲相位调制器36共同控制,并因此基本上同时进行开关。此外,发射器线圈30的接头连接到与振荡电路28并联连接的桥电路38。
桥电路38被实施为具有两个桥支路40的H桥电路,桥支路40分别具有两个半导体开关42a、42b、42c、42d。在此,以脉宽调制的方式控制半导体开关42a、42b、42c、42d。一方面,桥支路40分别利用电势接头44连接到电源电压。另一方面,桥支路40利用第二电势接头46与地电势接触。发射器线圈30的相应的线圈端部可以通过半导体开关42a、42b、42c、42d与电源电压或者与地电势连接。例如,如果使半导体开关42a闭合(导通),而使半导体开关42b断开(未导通),那么与电容器32a耦合的线圈端部与电源电压的电势连接。相应地,在半导体开关42b断开而半导体开关42a闭合时,发射器线圈30与地电势接触。
桥电路38被设置并且被配置为用于,在发射器22运行时,将(由于寄生损耗或者辐射的功率而产生的)损耗能量馈入振荡电路28中,以便在振荡电路28中获得恒定的幅值,因此获得发送信号26的恒定的幅值。
借助半导体开关34a、34b使振荡电路28启动、中止或者终止。在此,半导体开关34a、34b的尽可能准确的关断时间对于发射器电路24的运行来说是关键的。当振荡电路28的全部能量存储在电容器32a、32b中,并且没有剩余能量位于发射器线圈30中时,适当地断开半导体开关34a、34b。由此确保发射器电路24以尽可能最大的效率运行,因为在断开半导体开关34a、34b时,发射器线圈30中的剩余能量将丢失。由此避免发射器线圈30处的电压峰值(自感),其可能导致不期望的传输或者甚至导致发射器电路24损坏。然而,由于发射器电路24中的可能的不对称,或者由于振荡电路28失谐,不能完全避免这些效应。因此,当半导体开关34a、34b断开时,将发射器线圈30短路,以便将在发射器线圈30中剩余的能量短路。当半导体开关34a和34b断开时,通过单独的开关,或者通过对桥电路38的相应的控制,例如借助半导体开关42b和42d的激活,来进行短路。
优选由共同的时钟或者时间发生器导出桥电路38和脉冲相位调制器36的运行或者开关状态。由此确保半导体开关34a、34b、42a、42b、42c、42d的同步开关。由此保证正确的开关时间点,使得振荡电路28可以在期望的发送频率f0下谐振地工作,而不需要监视电容器32a、32b中的调节电压或者发射器线圈30中的线圈电流Is。由此省去附加的电流表和/或电压表,由此保证发射器电路24的简单、成本低廉并且结构空间紧凑的结构。
图4的曲线图包括三个竖直相叠布置的部分48、50、52。
在部分48中示出了示意性的时间-线圈电流曲线图,其中,在水平方向上,即沿横坐标轴(X轴),绘制了时间t,并且沿纵坐标轴(Y轴)绘制了发射器线圈30的线圈电流Is。
部分50示出了用于半导体开关34a、34b的脉冲相位调制器36的控制信号的变化过程,其中,部分52示出了用于半导体开关42a、42b、42c、42d的控制信号。控制信号的高信号水平使相应的半导体开关34a、34b、42a、42b、42c、42d闭合,即使其导通,其中,控制信号的低信号水平对应地使相应的半导体开关34a、34b、42a、42b、42c、42d断开,即使其不导通。在此,使半导体开关42a和42c断开,并且使半导体开关42b和42d闭合,而半导体开关34a和34b断开,以便将发射器线圈30短路。
部分48示意性地示出了根据本发明的对发送信号26的调制。在此,作为正弦信号示出了发送信号26。部分48示出了用于实现不同的调制相位的五个发射器模式(TX样本)54a、54b、54c、54d、54e。例如,在此,每个发射器模式54a、54b、54c、54d、54e设置有五个正弦波,其中,在正的相位偏移(逆时针方向旋转)的情况下省略一个正弦波,这在这些情况下导致四个正弦波。
在发射器模式54a中存在0°的调制相位,其中,发送信号26具有五个正弦波。在发射器模式54b中存在-90°的相位偏移,其中,相位调制器36使半导体开关34a、34b断开,以使振荡电路28短暂地中止或者暂停,直到存在正弦信号的期望的相位为止。随后的发射器模式54c同样具有-90°的相位偏移,然而其中,仅设置有具有对应于+90°相位偏移的暂停的四个正弦波,以便在发射器模式54d中再次实现0°的相位或者相位偏移(相对于发射器模式54a)。在发射器模式54d期间,使振荡电路28暂停,以便针对发射器模式54e实现+135°的相位偏移。因为在发射器模式54e中发送相位+135°,因此需要在实际的符号边界之前启动正弦振荡,以实现135°的相位。在此,第四发射器模式54d仅具有四个正弦波(相位为0°的正弦波)。
脉冲相位调制器36具有如下缺点,即,不存在连续的TX信号,因为其必须在相位偏移的情况下中止或者停止。这也造成期望的频带外部的信号发射,这些信号发射通常比在连续运行中高。为了减少这些不期望的发射,设置有开关抖动(Schalt-Dithering)。
下面,借助图5更详细地说明脉冲相位调制器36的开关抖动,通过开关抖动,对针对半导体开关34a、34b的控制信号设置抖动噪声。
图5的曲线图包括两个竖直相叠地布置的部分56、58。部分56、58分别示出了示意性的时间-线圈电流曲线图,其中,在水平方向上,即沿横坐标轴(X轴),绘制了时间t,并且沿纵坐标轴(Y轴)绘制了发射器线圈30的线圈电流Is。在此,时间轴被划分为若干相位。
在此,当电容器32a、32b达到正的或者负的电压最大值时,使半导体开关34a、34b断开,这对应于0°和180°时的正弦波期间的两个开关过程。在此,在发射器电路24的差分结构中,在两个电容器之间交换电荷。这里以及下面,0°时的开关位置特别是应当理解为当电容器32a具有最大电压(完全充电)而另一电容器32b没有电压时的状态。当电容器32b具有最大电压而电容器32a没有电压时,180°时的另一个开关时间点相应地相反。
因此,总体上,对于预先给定的TX相位,用于重新启动振荡电路28的三个不同的位置是可能的。
一方面,在期望的TX相位以正半波开始。该时间点在图4中设置有附图标记60。在部分56中,时间点60对应于135°的TX相位,其中,在部分58中选择了337.5°的TX相位。所产生的信号变化过程在附图中设置有附图标记62。
作为第二开始位置,可以以早于时间点60的半波开始,即可以以负半波、但是早180°的相位开始。在部分56中示出了这种变形方案,其中,在更早的时间点62启动振荡电路28,从而产生信号变化过程66。从时间点60开始,信号变化过程62和66具有相同的时间变化过程。
作为第三开始位置,可以以晚于时间点60的半波开始,即可以以负半波、但是晚180°的相位开始。在部分58中示出了这种变形方案,其中,在稍后的时间点68启动振荡电路28,从而产生信号变化过程70。从时间点68开始,信号变化过程62和66具有相同的时间变化过程。适当地,与规划的开始位置对应地选择关断时间点。对于以正半波0°开始,需要预先使振荡电路28中止,从而使所有电荷存储在电容器32a、32b的一个中、例如电容器32a中。对于以负半波180°开始,对应地需要使振荡电路28中止,从而使电荷存储在相应的另一个电容器中、即例如电容器32b中,以便使线圈电流Is可以以负半波开始。
优选在这三个开始或者开关位置之间随机切换,由此使不期望的传输明显减少,并且使所传输的相位的长度均衡。这种抖动(Dithering)或者抖动噪声(Dither-Rauschen)例如可以通过以下伪代码来实现:
Figure BDA0003475203750000111
在此,rand是零(0)和一(1)之间的随机数,其中,txPhase是0°和360°之间的范围内的收发器相位。开关位置用startPosition表示,其中,将没有延迟的以正半波的开始位置称为Default_pos,并且将以早180°的负半波的开始位置称为Dither_neg_early,并且将以晚180°的负半波的开始位置称为Dither_neg_late。
作为开关抖动的附加或者替换,例如也可以想到相位极性抖动
Figure BDA0003475203750000112
Figure BDA0003475203750000113
在此,通过以0°或者180°的相位偏移重新启动振荡电路28来使关断周期缩短。优选与振荡电路之前在0°或者180°处是否中止无关地以0°或者180°启动振荡电路。因此,极性抖动与前面描述的实施例的不同之处特别是在于,前面描述的实施例必须在0°处关断,以便也能够在0°处再次接通。在这种通过附加的H桥的改善的情况下,可以在180°处关断,但是在0°处再次接通(以及相反),这使关断周期缩短。此外,使频谱发射减少,并且使传输的能量增加。在此,连接在电容器32a、32b和发射器线圈30之间的附加的H桥使得线圈电流Is的极性能够旋转或者反转,这使得振荡电路28能够以相反的极性、即180°的相位偏移重新启动。由此,中止的振荡电路28的最大可能的间隙或者暂停从一个完整的正弦波减小为最多半个正弦波。
所提出的脉冲相位调制器36的另一个方面是实现1位幅值控制(1-Bit-Amplitudensteuerung)的可能性。在此,例如不仅使振荡电路28中止,直到达到期望的TX相位,而且在更长的时间段内中止,该时间段使得发送信号26的“发送”幅值能够为零。由此可以进一步改善发送频谱。此外,例如通过使用PSK发送器(PSK:Phase Shift Keying,相移键控),听力设备2的整个通信系统的性能也得到改善。
下面,借助图6至图8更详细地说明通过叠加多个符号率(Symbolrate)来减少发送信号26的干扰发射。
图6至8分别示出了傅里叶变换后的发送信号26的频率-幅值曲线图。在此,在水平方向上,即沿横坐标轴(X轴),以兆赫兹(MHz)为单位绘制了频率f,并且沿垂直纵坐标轴(Y轴)以分贝(dB)为单位绘制了快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)的归一化幅值A。
在运行中,脉冲相位调制器36在f0±1.5fs处产生相对高的一阶旁瓣72,其中,f0是载波频率或者发送频率,并且fs是调制的符号率。如果将符号率fs选择为非常高,以提高无线电线路的数据率,那么可能出现旁瓣72不再处于允许的合法带宽限制内,因此必须使其衰减到通过发射掩模74预先给定的信号水平。
图6示出了违反根据欧洲标准ETSI EN 300 330 V2.1.1的发射掩模74的示例。在此,允许的调制必须位于±7.5%×f0的带宽内,在此,其左侧和右侧的干扰发射水平在此必须衰减大约15dB。
为了减少这些干扰发射,设置为,发送信号26的符号率fs在至少两个符号率值fs1、fs2之间切换。换言之,发送信号26的符号率fs不是恒定的,而是在两个或者更多个符号率fs1、fs2之间来回变化。由此有效地产生两个发送信号26a、26b。在图7中,符号率fs1略低于符号率fs,其中,符号率fs2略高于符号率fs。在此,优选符号率fs1、fs2与发送频率f0相差20%或者更少。在该实施例中,发送频率为大约3.28MHz(兆赫),其中,符号率fs为大约281kHz(千赫),符号率fs1为大约234kHz,并且符号率fs2为大约328kHz。因此,符号率fs1比fs大大约17%,其中,符号率fs2相应地比fs小大约17%。
在频繁或者快速切换符号率fs1、fs2时,发射频谱26a、26b被抹平为(verschmieren)不再违反所规定的发射掩模74的组合频谱26’。图8示出了所产生的频谱或者发送信号26’,其由不同的符号率fs1、fs2或者发送信号26a、26b的叠加产生。通过叠加不同的符号率fs1、fs2,旁瓣72得到抑制。在此,对于信号连接6或者e2e通信,符号率f1、f2之间的切换或者改变序列不仅存储在发送器侧,而且存储在接收器侧。
本发明不局限于前面描述的实施例。相反,本领域技术人员也可以由此得出本发明的其它变形方案,而不脱离本发明的主题。此外,特别是,结合实施例描述的所有单个特征也可以以其它方式相互组合,而不脱离本发明的主题。
附图标记列表
2 听力设备
4a、4b 单装置
6 信号连接
8 装置壳体
10 输入转换器
12 线路
14 信号处理装置
16 线路
18 听筒
20 电池
22 发射器
24 发射器电路
26、26a、26b、26’ 发送信号
28 振荡电路
30 发射器线圈
32、32a、32b 电容器
34、34a、34b 半导体开关
36 脉冲相位调制器
38 桥电路
40 桥支路
42a、42b、42c、42d 半导体开关
44、46 电势接头
48、50、52 部分
54a、54b、54c、54d、54e 发射器模式
56、58 部分
60 时间点
62 信号变化过程
64 时间点
66 信号变化过程
68 时间点
70 信号变化过程
72 旁瓣
74 发射掩模
f0 发送频率
Is 线圈电流
t 时间
f 频率
fs、fs1、fs2 符号率

Claims (10)

1.一种听力设备(2)、特别是听力辅助设备,具有用于进行无线信号传输的发射器电路(24),
-其中,所述发射器电路(24)具有电气振荡电路(28),所述振荡电路具有至少一个可控的半导体开关(34、34a、34b)和至少一个电容器(32、32a、32b)以及发射器线圈(30),并且
-其中,所述至少一个半导体开关(34、34a、34b)由脉冲相位调制器(36)控制。
2.根据权利要求1所述的听力设备(2),
其特征在于,
所述振荡电路(28)具有两个电容器(32a、32b)和两个可控的半导体开关(34a、34b),其中,半导体开关(34a、34b)相应地与电容器(32a、32b)相关联,并且其中,所述发射器线圈(30)连接在电容器(32a、32b)之间。
3.根据权利要求1或2所述的听力设备(2),
其特征在于,
所述发射器线圈(30)连接至桥电路(38)、特别是H桥电路。
4.根据权利要求3所述的听力设备(2),
其特征在于,
借助共同的定时器来控制所述脉冲相位调制器(36)和所述桥电路(38)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的听力设备(2),其中,所述听力设备(2)被构造为双耳的,并且为此具有两个单装置(4a、4b),其中,单装置(4a、4b)中的每一个具有发射器电路(28),并且其中,单装置(4a、4b)经由发射器电路(28)通过信号技术耦合或者能够耦合。
6.一种用于运行根据权利要求1至5中任一项所述的听力设备(2)的方法,其中,为了进行无线信号传输,发射器电路(28)产生发送信号(26、26a、26b、26’),其中,在第一时间点使发射器线圈(30)与电容器或者每一个电容器(32、32a、32b)分离,并且其中,当达到振荡电路(28)的期望的相位时,使发射器线圈(30)在稍后的第二时间点(60、64、68)与电容器或者每一个电容器(32、32a、32b)再次连接。
7.根据权利要求6所述的方法,
其特征在于,
当电容器或者每一个电容器(32、32a、32b)基本上完全充电时,使发射器线圈(30)与电容器或者每一个电容器(32、32a、32b)分离。
8.根据权利要求6或7所述的方法,
其特征在于,
当使发射器线圈(30)与电容器或者每一个电容器(32、32a、32b)分离时,将发射器线圈(30)短路。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法,
其特征在于,
利用相位调制器(36)的控制信号来控制半导体开关或者每一个半导体开关(34、34a、34b),其中,所述控制信号具有抖动噪声。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法,
其特征在于,
在至少两个符号率值之间切换发送信号(26’)的符号率(fs1、fs2)。
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