DE3920028A1 - Zweikanal-hoerhilfe mit automatischer verstaerkungssteuerung tiefer signale - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Hörhilfen und im besonderen die Probleme, welche durch die Benutzung von Hörhilfen entstehen, wenn eine Person sich in einem Bereich mit beträcht­ lich lautem Hintergrundgeräusch befindet.

Gewöhnlich beklagt sich eine Person, die eine Hörhilfe trägt, über die Unfähigkeit zu verstehen, was andere Leute sagen, wenn sie in einem Raum mit viel Hintergrundgeräusch sind oder wenn viele Personen zusammenkommen und laut sprechen. Es wurde gefun­ den, daß allgemein tieffrequente Töne viel mehr Kraft aufweisen und lauter sind als Hochfrequenztöne. Folglich neigen die Tief­ frequenztöne dazu, die Hochfrequenztöne auszublenden, wenn die Lautstärke des Hintergrundgeräusches zunimmt, wodurch es für eine hörbehinderte Person sehr schwierig ist, die höher frequenten Töne eines eintreffenden Signals zu hören.

Es wurde ebenfalls gefunden, daß die Konsonanten von Wor­ ten (d.h. b, d und g) eine höhere Frequenz in dem Sprech­ muster von Personen haben als Vokale (d.h. a, e, i, o und u) im Sprechmuster einer Person. So ist das Ergebnis auf das Gehör einer Person, während die Person sich in einem Raum mit beträchtlichem Hintergrundgeräusch befindet, daß die Person es als äußerst schwierig empfindet, zwischen Konsonanten von ähnlich klingenden Worten zu unterscheiden, weil die Hochfrequenzkonsonanten durch die Niedrigfrequenz­ vokale ausgeblendet werden. Die endgültige Wirkung des Ausblendens der niedrigeren Töne gegenüber den hohen Tönen ist die Unfähigkeit einer hörbehinderten Person, einer Unterhaltung zu folgen.

Nach dem Stand der Technik wurden verschiedene Vorrich­ tungen eingeführt, um den Ausblendeffekt zu kompensieren, den die niedriger frequenten Töne gegenüber den hohen Tönen haben. Eine solche Vorrichtung verwendet ein Zwei­ kanalsystem, in dem das Eingangssignal durch ein Hochpaß­ filter in einem Kanal verarbeitet und dann verstärkt wird und die niedrigfrequenten Töne des Eingangssignals durch einen spannungsgesteuerten Tiefpaßfilter geführt werden, welcher wirksam das verstärkte Blockieren von niedrig­ frequenten Tönen verursacht, wenn das Spannungsniveau des Eingangssignals erhöht wird. Jedoch erfordert dieses Ver­ fahren zum Abschwächen der tiefen Signale, wenn die Laut­ stärke des Eingangssignals über ein angenehmes Niveau ansteigt, den Einsatz eines aktiven Filters und eines ge­ trennten Verstärkers in jedem Kanal, welches viel Platz erfordert, wodurch es äußerst schwierig, wenn nicht un­ möglich wird, die elektronische Anordnung in den Grenzen einer im Ohr getragenen Hörhilfe unterzubringen. Der Ein­ satz solcher herkömmlichen Vorrichtungen ist allgemein nur in externen Hörhilfen angebracht, wo der Platz zur Anord­ nung der Elektronik nicht so begrenzt ist wie in im Ohr getragenen Hörhilfen.

Ein anderes Verfahren zum Abschwächen niedrigfrequenter Signale, wenn die Stärke des Eingangssignals zunimmt, das in herkömmlichen Hörhilfen eingeführt ist, besteht darin, einen manuellen Schalter oder ein externes Steuermittel anzubringen, wodurch der Benutzer der Hörhilfe manuell ein Filtermittel in die Elektronik der Hörhilfe einschalten kann, so daß sich der ergebende Ausgangswert der Hörhilfe weniger niedrigfrequente Töne wiedergibt. Jedoch erfordern solche Vorrichtungen, daß der Benutzer manuell den Betrieb der Hörhilfe schaltet, wodurch dem Benutzer eine Alles­ oder Nichts-Wahl gegeben wird.

Es ist aus der obigen Darstellung ersichtlich, daß es eine lange bestehende Notwendigkeit für ein automatisches Ab­ schwächungsmittel für tiefe Signale gibt, welches wirksam entweder in einer im Ohr getragenen oder externen Hörhilfe untergebracht und verkauft werden kann. Es ist die haupt­ sächliche Aufgabe der hierin beschriebenen Erfindung, solch ein Mittel für die automatische Abschwächung tiefer Signale zu schaffen, das auf ein zunehmendes Lautstärken­ niveau am Eingang der Hörhilfe anspricht und entweder in einer im Ohr getragenen Hörhilfe oder in einer außerhalb getragenen Hörhilfe untergebracht werden kann.

Die vorliegende Erfindung umfaßt die Elektronik einer Hör­ hilfe und besonders die Mittel, durch welche die relative Verstärkung der niedrigfrequenten Signale eines eintref­ fenden akustischen Signals automatisch abgeschwächt werden können, wenn die Lautstärke des Eingangssignals zunimmt.

Allgemein gelangt das Eingangssignal zu einem Elektret­ mikrophon (Kondensatortyp), welches die eintreffenden Schallwellen in elektrische Signale umwandelt. In einem Elektretmikrophon wird das durch eine Veränderung in der Kapazität erreicht, wenn die Membran des Mikrophons in­ folge der eintreffenden Schalldruckhöhen schwingt. Es soll angemerkt werden, daß andere Arten von Mikrophonen eben­ falls eingesetzt werden können, obwohl ein Kondensator­ mikrophon bevorzugt wird.

Dieses eintreffende elektrische Signal wird danach in zwei Kanaleinrichtungen geleitet. In der ersten Kanaleinrich­ tung gelangt das eintreffende Eingangssignal durch einen relativ niedrig bemessenen Kopplungskondensator, wodurch die meist hochfrequenten Signale zu einem allgemein linea­ ren Vorverstärker durchgelassen werden. Das Eingangssignal gelangt ebenfalls zu der zweiten Kanaleinrichtung durch einen Kopplungskondensator mit einem größeren Wert, wodurch meist niedrigfrequente Signale zu einem automatischen Ver­ stärkungssteuerungsverstärker (AGC) durchgelassen werden.

Der automatische Verstärkungssteuerungsverstärker schwächt die Verstärkung des eintreffenden Signals automatisch ab, wenn das Energieniveau desselben über einen vorbestimmten Schwellenwert ansteigt. Die Ausgänge der jeweiligen Kanal­ einrichtungen werden dann zusammengemischt und gelangen danach in einen Gegentaktverstärker, welcher einen Laut­ stärken-Steuerschaltkreis aufweist. Das aus dem Gegentakt­ verstärker ausgehende verstärkte Signal wird am Ausgang zu einem Empfänger geleitet,welcher das ausgehende elektrische Signal in akustische Schallwellen umformt.

Die Ausgangscharakteristik des gemischten Signals nach Verlassen der zwei Kanaleinrichtungen ist eine relativ lineare Funktion des Eingangssignals, wenn die Schalldruck­ höhe des Eingangssignals unter dem vorbestimmten Schwellen­ wert liegt. Wenn jedoch die Schalldruckhöhe des Eingangs­ signals über den Schwellenwert ansteigt, schwächt der automatische Verstärkungssteuerschaltkreis in der zweiten Kanaleinrichtung automatisch die Verstärkung des eingehen­ den Signals ab. Wenn die Amplitude des eingehenden Signals über den Schwellenwert ansteigt, hat als Ergebnis das gemischte Signal von den zwei Kanaleinrichtungen eine abge­ schwächte Niedrigfrequenzverstärkung. Das Ergebnis einer solchen Verarbeitung des eingehenden akustischen Signals ist so, daß nunmehr mehr Betonung auf den höheren Frequen­ zen des eingehenden Signals liegt, wenn die Amplitudenhöhe desselben vergrößert wird. Somit wird der Ausblendeffekt, den niedrigfrequente Signale auf hochfrequente Signale haben, wenn die Amplitude derselben hoch ist, minimiert, wodurch dem Benutzer, welcher ein behindertes Hörvermögen hat, ermöglicht wird, wirkungsvoller zu verstehen, was andere Leute in einem Bereich sagen, in dem viel Hinter­ grundgeräusch herrscht.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm des Zweikanalhörhilfeschalt­ kreises mit automatischer Verstärkungssteuerung, welcher Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 2 ist ein elektrisches Schema des Zweikanalhörhilfe­ schaltkreises mit automatischer Verstärkungssteue­ rung, welcher durch das Blockdiagramm in Fig. 1 gezeigt wird.

Fig. 3 zeigt die Eingangs/Ausgangscharakteristik der ersten Kanaleinrichtung, welche eine allgemein lineare Vorverstärkungsstufe aufweist.

Fig. 4 zeigt die Eingangs/Ausgangscharakteristik der zwei­ ten Kanaleinrichtung, welche den Schaltkreis für die automatische Verstärkungssteuerung darstellt und

Fig. 5 zeigt die endgültige Frequenzreaktion des Zweikanal­ hörhilfeschaltkreises mit automatischer Verstär­ kungssteuerung, welcher Gegenstand dieser Erfindung ist, bezüglich Eingangswerten von 60 bis 75 Dezibel.

Wie in dem Blockdiagramm von Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Erfindung allgemein ein akustisches Eingangssignalempfangs­ mittel 2, wie ein Mikrophon, welches das eingehende aku­ stische Signal aufnimmt und es in ein elektrisches Signal umformt. Das durch das Mikrophon eingeführte elektrische Signal wird dann auf zwei Kanaleinrichtungen weitergelei­ tet. Die erste Kanaleinrichtung 4 empfängt hauptsächlich die Hochfrequenzanteile des Eingangssignals und verstärkt dieselben allgemein linear. Die Funktion der zweiten Ein­ richtung 6 ist hauptsächlich, die Niederfrequenzsignale aufzunehmen und dieselben durch einen automatischen Ver­ stärkungssteuerschaltkreis 28 (AGC) zu leiten, welcher die Verstärkung des Signals, welches in den Verstärkungssteuer­ schaltkreis gelangt, wirksam zusammendrückt oder abschwächt, wenn die Amplitude des eintreffenden akustischen Signals an das Mikrophon auf einen Punkt ansteigt, der größer ist als die vorbestimmte Schwellenebene.

Die sich ergebenden Ausgangswerte von den Kanaleinrich­ tungen 4 und 6 werden dann am Knotenpunkt 44 zusammenge­ mischt und das kombinierte Signal wird danach von einer Gegentaktverstärkerstufe 12 verstärkt. Der Ausgangswert von der Verstärkerstufe 12 wird zu einem Empfänger 14 ge­ leitet, welcher die verstärkten elektrischen Signale in akustische Schallwellen umformt, welche in den Gehörgang einer hörgeschädigten Person eindringen, die die Hörhilfe trägt. Bei lauten Amplitudengrößen des Eingangssignals gibt die automatische Verstärkungssteuereinrichtung der zweiten Einrichtung 6 dem zusammengemischten Signal am Knotenpunkt 44 abgeschwächte Niederfrequenzsignale, wodurch eine Ab­ schwächung auf die Niederfrequenzteile des Eingangssignals aufgedrückt wird.

So bringt die Verstärkung des zusammengemischten Signals durch den Gegentaktverstärker 12 ein akustisches Ausgangs­ signal vom Empfänger 14 an den Gehörgang der hörgeschädig­ ten Person, welches weniger Betonung auf die Niederfre­ quenzteile des originären Eingangssignals an Mikrophon 2 legt. Wie später ausführlich erläutert wird, ist folglich der Benutzer einer solchen Hörhilfe nicht dem Ausblend­ effekt ausgesetzt, den laute niedrigfrequente akustische Töne über die höherfrequenten akustischen Töne haben.

In Fig. 2 ist ein elektrisches Schema gezeigt, welches sich auf das in Fig. 1 gezeigte Blockdiagramm bezieht. Das eingehende komplexe akustische Signal wird durch ein Elek­ tretmikrophon 2 (Kondensatortyp) aufgenommen, welches die eintreffende akustische Wellenform in ein komplexes elek­ trisches Signal umformt. Der Ausgang des Mikrophons 2 ist am Pol 2 desselben. Der Ausgang beim Pol 2 des Mikrophons 2 ist sowohl mit der ersten Kanaleinrichtung 4 als auch mit der zweiten Kanaleinrichtung 6 am Knotenpunkt 16 ver­ bunden. Wie aus dem Schema in Fig. 2 hervorgeht, gelangt das eintreffende elektrische Signal in die erste Kanalein­ richtung 4 durch einen Kupplungskondensator 18, der zwi­ schen dem Knotenpunkt 16 und dem Pol 8 des integrierten Schaltkreises 20 angeschlossen ist. Der Kupplungskondensa­ tor 18 wirkt als ein Hochpaßfilter, wodurch hauptsächlich die hochfrequenten Signale des eingehenden komplexen elek­ trischen Signales in den integrierten Schaltkreis 20 am Pol 8 eingelassen werden.

Der integrierte Schaltkreis 20 ist ein Verstärkungsschalt­ kreis, der allgemein eine allgemein lineare Vorverstär­ kungsstufe 22 und einen Ausgangsgegentaktverstärker 12 aufweist. Der integrierte Schaltkreis 20 kann kommerziell erworben werden und ist von einem Typ ähnlich dem LC550- Schaltkreis, der durch Linear Technology Inc., Burlington, Ontario, Kanada, hergestellt wird.

Wie oben gesagt, dringt das eingehende elektrische Signal vom Mikrophon 2 ebenfalls in die zweite Kanaleinrichtung 6 beim Knotenpunkt 16 ein. Das eintreffende elektrische Sig­ nal gelangt durch einen Kupplungskondensator 26 in den AGC- Schaltkreis 28. Der Kupplungskondensator 26 weist einen ausgewählten Wert auf, so daß das eintreffende elektrische Signal etwas gefiltert wird, um hauptsächlich die nieder­ frequenten Signale hindurchzulassen. So wird als allgemeine Wirkung der Kupplungskondensatoren 18 und 22 das eintref­ fende elektrische Signal von dem Mikrophon 2 in hohe Frequenzen bzw. niedrige Frequenzen aufgespalten.

Der erste Einrichtungskanal 4 weist allgemein die lineare Vorverstärkerstufe 22 des integrierten Schaltkreises 20 auf und verstärkt linear die eintreffenden hochfrequenten Sig­ nale, welche in denselben beim Pol 8 des integrierten Schaltkreises 20 eintreten. Der Ausgang der Vorverstär­ kungsstufe 22 liegt beim Pol 7 des integrierten Schalt­ kreises 20.

Die Eingangs/Ausgangscharakteristike der linearen Vorver­ stärkungsstufe 22 sind allgemein in Fig. 3 gezeigt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, steigt, wenn das Energieniveau (gemessen in Dezibel) des eintreffenden Signals am Ein­ gangspol 8 der Vorverstärkungsstufe 22 ansteigt, die ent­ sprechende Verstärkung linear, die am Ausgangspol 7 der Vor­ verstärkungsstufe 22 gezeigt ist, wobei die entsprechende Neigung derselben durch den Grad der Verstärkung der Vor­ verstärkungsstufe 22 bestimmt ist.

Die Verstärkung der Vorverstärkungsstufe 22 ist durch den Auswahlwiderstand 30 bestimmt, der mit dem Ausgang der Vorverstärkungsstufe 22 durch den Kondensator 22 verbunden ist. Wie zum Beispiel in Fig. 3 gezeigt ist, wurde die Verstärkung mit einem Verhältnis 1 : 1 gewählt, wodurch ein entsprechender 50 Dezibel (dB)-Ausgang gegenüber einem 50 dB-Eingang erhalten wird. Es ist jedoch bemerkenswert, daß die Neigung der in Fig. 3 gezeigten Kurve sich mit dem Widerstandswert ändern kann, der für den Auswahlwiderstand 30 gewählt wird, daß jedoch die gesamte Eingangs/Ausgangs­ charakteristik der Vorverstärkungsstufe 22 allgemein linear bleibt.

Die vorherrschend niedrigfrequenten Signale, die durch den Kupplungskondensator 26 in den zweiten Einrichtungskanal 6 gefiltert werden, gelangen vom Knotenpunkt 16 durch den Kupplungskondensator 26 durch den Widerstand 34 zu dem integrierten Schaltkreis 28. Der integrierte Schaltkreis 28 ist ein automatischer Verstärkungssteuerschaltkreis (AGC) des Typs ähnlich dem Modell LD-512, hergestellt durch Linear Technologies, Inc. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Kupplungskondensator 26 zwischen dem Knotenpunkt 16 und dem Widerstand 34 angeschlossen und der Widerstand 34 ist zwischen dem Kupplungskondensator 26 und dem Ein­ gangspol 3 mit dem AGC-Schaltkreis 28 verbunden. Der Pol 5 des AGC-Schaltkreises 28 ist mit einer Versorgungsspannung verbunden.

Die Wirkungsweise des AGC-Schaltkreises 28 kann am besten mit Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben werden, die die all­ gemeinen Eingangs/Ausgangscharakteristiken desselben zeigt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird ein Schwellenwert 36 (mit 50 dB als Beispiel in Fig. 4 gezeigt) erreicht, wo die Verstärkung automatisch von einer allgemein linearen Ver­ stärkung zu einer mehr gedämpften Verstärkung wechselt, wenn die Höhe des Eingangssignals beim Pol 3 des AGC- Schaltkreises 28 zunimmt. Die Verstärkung des AGC-Schalt­ kreises wird automatisch stärker an einem zweiten Schwel­ lenwert 38 gedämpft (mit 90 dB als Beispiel in Fig. 4 gezeigt).

Wenn im Betrieb die eintreffenden vorwiegend niedrigfre­ quenten Signale in den AGC-Schaltkreis beim Pol 3 eintreten, zeigt das Ausgangssignal vom Pol 1 des AGC-Schaltkreises 28 eine allgemein lineare Reaktion, bis die Energie des Eingangssignales zum ersten Schwellenwert 36 ansteigt. Wenn die Energie des Eingangssignales über den ersten Schwellenwert 36 ansteigt, schwächt der AGC-Schaltkreis 28 automatisch die Verstärkung an seinem Ausgang ab, wodurch eine weniger große Verstärkung der Amplitude in der Aus­ gangshöhe erzielt wird als der entsprechende Anstieg der Energie in dem Signal am Eingang des AGC-Schaltkreises.

Wie aus Fig. 2 leicht ersichtlich ist, geht das Ausgangs­ signal vom Pol 1 des AGC-Schaltkreises 28 durch die Wider­ stände 40 und 42 an den Knotenpunkt 44. Der Kondensator 46 ist an einem Ende mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 40 und 42 verbunden und an dem anderen Ende mit dem Negativpol der Batterieversorgung 48 und wirkt als Filter zum Ausfiltern von verbliebenen hohen Frequenzen in dem Ausgangssignal von dem AGC-Schaltkreis 28.

Der Ausgangswert der Vorverstärkungsstufe 22 beim Pol 7, welche einen Teil der ersten Kanaleinrichtung 4 darstellt, gelangt durch den Kondensator 32 und den Auswahlwiderstand 30 zum Knotenpunkt 44. So werden beim Knotenpunkt 44 sowohl das Ausgangssignal von der ersten Kanaleinrichtung 4 als auch das Ausgangssignal von dem AGC-Schaltkreis 28 (wel­ cher die zweite Kanaleinrichtung 6 darstellt) wieder ein­ geführt oder zusammengemischt zur Bildung eines komplexen Signals. Eine Verbindung der Ausgangswerte von der ersten Kanaleinrichtung 4 und der zweiten Kanaleinrichtung 6 ergibt eine kombinierte Ausgangscharakteristik, wo bei niedrigen Eingangswerten (bis zu etwa 50 bis 65 dB SPL) die Ausgangsverstärkung als allgemein lineare Funktion des Eingangssignals zunimmt.

Wenn jedoch die Schalldruckhöhe des auf die Hörhilfe ein­ treffenden Signals über den Schwellenwert 36 des AGC- Schaltkreises 28 ansteigt, werden die niedrigen Frequenzen des kombinierten komplexen Signals beim Knotenpunkt 44 zusammengedrückt oder stärker abgeschwächt als der höhere Frequenzbereich des Eingangssignals an die Hörhilfe, wel­ cher durch die erste Kanaleinrichtung 4 gelangt ist. So ergibt ein eintreffendes akustisches Signal, welches eine Lautstärkenhöhe aufweist, die genügend kräftig ist, um die erfindungsgemäße automatische Verstärkungssteuereinrichtung auszulösen, ein Ausgangssignal, welches zusammengedrückte oder abgeschwächte niedrige Frequenzen aufweist, wodurch der höhere Frequenzbereich im Ohr des Benutzers stärker betont wird.

Das kombinierte Signal am Knotenpunkt 44 wird durch einen Gleichstromvorspannungsblockierungskondensator 50 in die endgültige Gegentaktverstärkungsstufe 12 geleitet. Die Gegentaktverstärkungsstufe 12, die in Fig. 2 gezeigt wird, ist vom herkömmlichen Typ und hat einen mit ihrem Eingang verbundenen veränderbaren Widerstand 52, um die Verstärkung desselben zu steuern. Folglich ermöglicht die externe Steuerung dieses veränderbaren Widerstandes 52 auf der Hörhilfe dem Benutzer die Steuerung der Lautstärke des Ausgangssignals der Hörhilfe. Der veränderbare Widerstand 52 ist zwischen dem Pol 2 des integrierten Schaltkreises 20 und einem Ende des Gleichstromvorspannungsblockierungs­ kondensators 50 angeschlossen, wobei das andere Ende des Kondensators 50 mit dem Knotenpunkt 44 verbunden ist. Der veränderbare Abgriff auf dem veränderbaren Widerstand 52 ist mit dem Pol 3 des integrierten Schaltkreises 20 ver­ bunden, welcher die eintreffende Spannungshöhe am Pol 3 verändert.

Der Kondensator 54 ist zwischen Pol 3 des integrierten Schaltkreises 20 und dem Negativpol der Batterieversorgung angeschlossen und filtert alle überschüssigen hochfre­ quenten Geräusche aus, die am Eingang der Gegentaktver­ stärkungsstufe 12 auftreten können. Auch sind herkömmliche Filterkondensatoren 56 bzw. 58 zwischen den Polen 2 und 4 des integrierten Schaltkreises 20 und dem Negativpol der Batterieversorgung 48 angeschlossen.

Die Ausgänge der Gegentaktverstärkungsstufe 12 sind als Pole 5 und 10 auf dem integrierten Schaltkreis 20 bezeich­ net. Die Ausgänge von der Gegentaktverstärkungsstufe 12 sind mit den Eingängen des Empfängers 14 bei den Punkten 60 und 62 verbunden. Ein Geräuschfilterkondensator 64 ist zwischen den Ausgangsleitungen, die sich von den Polen 5 und 10 des integrierten Schaltkreises 20 erstrecken, ange­ schlossen und filtert jedes überschüssige Geräusch am Ausgang der Verstärkungsstufe 12 heraus.

Die Batterieversorgung 48 ist an ihrem positiven Ende mit einem Schalter 66 verbunden, der die Hörhilfe an- und ab­ schaltet. Wenn der Schalter in der "An"-Stellung ist, ver­ sorgt die Batterieversorgung 48 die Elektronik der Hörhilfe mit der nötigen Betriebsspannung. Der Empfänger 14 ist mit dem positiven Ende der Batterie 48 durch den Leiter 68 verbunden. Dem integrierten Schaltkreis 20 wird Spannung von der Batterieversorgung 48 am Pol 9 zugeführt und durch eine Spannungsreglung auch dem Pol 6 desselben zugeführt, welche Spannung an die Vorverstärkungsstufe 22 in der ersten Kanaleinrichtung 4 liefert. Weil der Pol 6 des integrierten Schaltkreises 20 mit dem Pol 3 des Mikrophons 2 verbunden ist, wird die Versorgungsspannung von der Batterieversorgung 48 auch benutzt, um dem Mikrophon 2 Leistung zuzuführen. Die Versorgungsspannung 48 ist auch an den Zapfen 5 des integrierten Schaltkreises 28 ange­ schlossen, die den AGC-Schaltkreis mit Leistung versorgt.

Der Pol 1 des Mikrophons 2 ist mit dem negativen Pol der Batterieversorgung 48 verbunden und der Kondensator 70 ist zwischen Pol 3 und Pol 1 des Mikrophons 2 angeschlossen, um die hierzu herangeführte Gleichspannung stabilisieren zu helfen. Der Kondensator 72 ist zwischen den Polen 2 und 1 des Mikrophons 2 angeschlossen und filtert alles über­ schüssige Geräusch oder plötzlich auftretende Spannungs­ spitzen, die am Ausgang des Mikrophons 2 (am Pol 2 dessel­ ben) auftreten können.

Der Zeitgeberkondensator 74 ist zwischen dem Pol 2 des integrierten Schaltkreises 28 und dem Negativpol der Batterieversorgung 48 angeschlossen. Der Zeitgeberkonden­ sator 74 stellt sowohl die Auslöse- als auch die Loslöse­ zeit des AGC-Schaltkreises 28 ein. Die Auslösezeit des AGC- Schaltkreises 28 stellt die Zeit dar, die der Schaltkreis einem Eingangssignal als zulässige Zeit oberhalb des Schwellenwertes 36 läßt (wie in Fig. 4 gezeigt), bevor der AGC-Schaltkreis 28 mit dem Abschwächen der Ausgangsver­ stärkung des eintreffenden Signals auf Pol 3 desselben beginnt. Die Loslösezeit stellt die Zeit dar, die der AGC- Schaltkreis 28 das Eingangssignal unter dem Schwellenwert 36 läßt, bevor er das Abschwächen der Ausgangsverstärkung des eintreffenden Signals beendet. Diese Eigenschaften er­ möglichen eine sanftere Betriebsweise des Schaltkreises dadurch, daß plötzliche, nur kurzzeitig auftretende Wechsel in der Eingangsenergie den AGC-Schaltkreis 28 weder aus­ lösen noch loslösen (abhängig von der Betriebsweise, in der sich der AGC-Schaltkreis befindet).

Der Kondensator 76, der zwischen dem Pol 4 des integrier­ ten Schaltkreises 28 und dem negativen Pol der Batterie­ versorgung 48 angeschlossen wird, stabilisiert einfach die Gleichspannungsversorgung für den AGC-Schaltkreis.

Während des Betriebes werden eintretende akustische Schall­ wellen durch das Mikrophon 2 aufgenommen und in ein kom­ plexes elektrisches Signal umgeformt. Das komplexe elek­ trische Signal verläßt das Mikrophon 2 am Pol 2 und wird durch zwei Kanaleinrichtungen 4 und 6 geführt. Das komplexe Signal tritt in die erste Kanalrichtung 4 durch den Kupplungskondensator 18 ein, welcher die meisten der niedrigfrequenten Signale des eintretenden komplexen Sig­ nals ausfiltert, wodurch er den höherfrequenten Signalen desselben den Zutritt zu der allgemein linearen Vorver­ stärkungsstufe 22 ermöglicht. Das komplexe Signal tritt in die zweite Kanaleinrichtung 6 durch den Kupplungskonden­ sator 26 ein, der hauptsächlich die meist hohen Frequenzen ausfiltert, wodurch er hauptsächlich den niedrigen Fre­ quenzen des eintretenden komplexen Signals den Durchlaß durch den AGC-Schaltkreis 28 ermöglicht.

Die Eingangs/Ausgangscharakteristiken der ersten und zwei­ ten Kanaleinrichtungen 4 und 6 werden allgemein in Fig. 3 bzw. 4 gezeigt. Es sollte jedoch beachtet werden, daß die relativen Neigungen der Kurven, die in den Darstellungen der Fig. 3 und 4 gezeigt werden, sich abhängig von den Werten der gewählten Komponenten für den jeweiligen Schalt­ kreis und die dadurch erreichte Verstärkung ändern können. Die Ausgangswerte jeder Kanaleinrichtung 4 und 6 werden zu einem einzigen komplexen Signal am Knotenpunkt 44 zusammen­ gemischt.

Wenn das eintretende akustische Schallsignal am Mikrophon 2 oberhalb des Eingangsschwellenwertes 36 des AGC-Schalt­ kreises 28 liegt, werden die haupsächlich niedrigfrequenten Signale, die dem AGC-Schaltkreis 28 zugeführt werden, automatisch abgeschwächt, wodurch die niedrigeren Frequen­ zen des gemischten Signals am Knotenpunkt 44 für jeden gegebenen Zuwachs des Eingangssignals einen kleineren Zu­ wachs am Ausgang erhalten als die höheren Frequenzen des komplexen Signals. Wenn andererseits das eintretende aku­ stische Signal an das Mikrophon 2 eine Eingangsstärke auf­ weist, die niedriger ist als der Schwellenwert 36 des AGC- Schaltkreises 28, sind die Frequenzreaktionen der niedrigen Freqenzen und der höheren Frequenzen beide allgemein linear und weisen einen ähnlichen Verstärkungswert am Ausgang für einen gegebenen Zuwachs am Eingang des Schaltkreises auf.

Dann wird das komplexe Signal am Knotenpunkt 44 an die Gegentaktverstärkungsstufe 12 geleitet, wobei die relative Verstärkung des Schaltkreises durch Verstellung des ver­ stellbaren Widerstandes 52 gesteuert wird. Das verstärkte Signal verläßt die Gegentaktverstärkungsstufe an den Polen 5 und 1 des integrierten Schaltkreises 20 und gelangt da­ nach an den Empfänger 14, wo das verstärkte komplexe elek­ trische Signal zurück in ein akustisches Signal umgeformt wird, welches der Benutzer der Hörhilfe hören kann.

Die allgemeine Frequenzreaktion am Ausgang der Hörhilfe ist bei Fig. 5 gezeigt. Die Darstellung in Fig. 5 zeigt eine Serie von vier Ausgangsfrequenzreaktionen, die relativ zu Eingangssignalen gezeichnet sind, die im Bereich von 60 bis 75 dB liegen und jeweils 5 Dezibel Zunahmen zwischen jeweiligen Eingängen aufweisen. Wie aus den gezeichneten Kurven in Fig. 5 hervorgeht, wird der Zuwachs in der Aus­ gangswerthöhe am unteren Bereich der Frequenzen (ungefähr 0,25 bis 2,5 KHz) für jeden 5 dB-Zuwachs in der Eingangs­ höhe zusammengedrückt oder stärker abgeschwächt als der jeweilige Zuwachs bei den höheren Frequenzen (ungefähr 2,5 bis 5 KHz). Der stärkere Zuwachs des Ausganges an den höheren Frequenzen rührt daher, daß die höheren Frequenzen durch die allgemein lineare Vorverstärkungsstufe 22 der Kanaleinrichtung 4 geleitet werden. Die stärker zusammen­ gedrückten niedrigeren Frequenzen sind ein Ergebnis der Wirkungsweise des AGC-Schaltkreises 28, da es offenkundig ist, daß die Eingangswerte, die benutzt wurden, um die Zeichnungen in Fig. 5 darzustellen (60 bis 75 dB), über dem Schwelleneingangswert 36 liegen, welcher die Wirkungsweise des AGC-Schaltkreises 28 auslöst.

Somit werden die niederfrequenten Signale stärker zusammen­ gedrückt, wie aus den Frequenzreaktionen der Fig. 5 er­ sichtlich ist, wenn der Eingangswert zum Mikrophon 2 auf einen Wert ansteigt, der größer ist als der Schwellenwert 36 des AGC-Schaltkreises 28, und die höherfrequenten Signale werden am Ausgang stärker betont. Der Benutzer der Hör­ hilfe hat weniger Probleme damit, daß die niederfrequenten Signale die höherfrequenten Signale des eintreffenden aku­ stischen Signals ausblenden. Das Endergebnis ist, daß der Benutzer der Hörhilfe dieses Typs in der Lage ist, die Konsonanten im Sprechmuster einer anderen Person sehr viel klarer zu hören, wenn sie ein Gespräch in einem relativ lauten Bereich mit wesentlichem Hintergrundgeräusch führen. Angesichts dieser Erfindung sollte in Erinnerung behalten werden, daß die vorliegende Offenbarung nur illustrativen Charakter hat und daß der Bereich der Erfindung durch die angefügten Ansprüche bestimmt ist.

Claims (13)

1. Elektrischer Schaltkreis für eine Zweikanalhörhilfe ge­ kennzeichnet durch:

• a) Mittel (2) zum Empfangen eintreffender akustischer Signale und Umformen derselben in elektrische Signale;
• b) einen Vorverstärker (22), welcher mit dem Mittel zum Empfangen akustischer Signale verbunden ist und einen der elektrischen Kanäle (4) bildet, wobei der Vorverstärker aufgebaut und angeordnet ist, um haupt­ sächlich die höher frequenten elektrischen Signale zu empfangen, die von den eintreffenden akustischen Signalen erzeugt werden, und diese in allgemein li­ nearer Beziehung zu verstärken;
• c) ein automatisches Verstärkungssteuermittel (28), das mit dem Mittel zum Empfangen akustischer Signale ver­ bunden ist, und den anderen elektrischen Kanal (6) des Hörhilfeschaltkreises bildet, wobei das automa­ tische Verstärkungssteuermittel so aufgebaut und angeordnet ist, um hauptsächlich die niederfrequenten elektrischen Signale zu empfangen und zu verstärken, die durch die eintreffenden akustischen Signale er­ zeugt werden, und um automatisch die Verstärkung der elektrischen Signale abzuschwächen, die durch das automatische Verstärkungssteuermittel empfangen wer­ den, wenn das Energieniveau der eintreffenden aku­ stischen Signale größer ist als ein vorbestimmter maximaler Schwellenwert;
• d) einen Verstärker (12), der mit dem Vorverstärker und dem automatischen Verstärkungssteuermittel verbunden ist und aufgebaut und angeordnet ist, um die aus­ gehenden elektrischen Signale von dem Vorverstärker und dem automatischen Verstärkungssteuermittel zu empfangen und die so empfangenen elektrischen Signale zu verstärken und sie an ein Ausgangsumformmittel (14) weiterzuleiten; und
• e) ein Ausgangsumformmittel (14), das mit dem Verstärker verbunden und aufgebaut und angeordnet ist, um die verstärkten elektrischen Signale, die von dem Ver­ stärker empfangen werden, in akustische Signale um­ zuformen, die von dem Benutzer der Hörhilfe gehört werden können.

2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (12) ein herkömmlicher Gegentaktverstär­ ker ist.

3. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eintreffenden akustischen Signale einer Frequenz größer als ungefähr 2,5 KHz eine allgemein lineare Verstärkungscharakteristik aufweisen und eintreffende akustische Signale einer Frequenz kleiner als ungefähr 2,5 KHz abgeschwächte Verstärkungscharakteristiken auf­ weisen, wenn die Schalldruckhöhe des eintreffenden akustischen Signals größer ist als der Schwellenwert.

4. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert in dem Bereich zwischen 50 bis 65 dB Schalldruckhöhe liegt.

5. Schaltkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert im Bereich zwischen 50 bis 65 Dezibel Schalldruckhöhe liegt.

6. Schaltkreis nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum Einstellen der Höhe der Verstärkung durch das Ver­ stärkungsmittel.

7. Elektrischer Schaltkreis für eine Hörhilfe, welcher elek­ trische Signale von einem Mikrophon empfängt und sie verarbeitet und an einen Empfänger leitet, gekennzeich­ net durch

• a) mit dem Mikrophon verbundene Mittel zum Erzeugen einer allgemein linearen Vorverstärkung hauptsächlich vom höheren Frequenzbereich der elektrischen Signale, die von dem Mikrophon empfangen werden, und Abgabe der vorverstärkten Signale;
• b) Steuermittel, die mit dem Mikrophon verbunden sind, zum automatischen Abschwächen der Verstärkung von mindestens dem niedrigfrequenten Bereich der elek­ trischen Signale, die durch das Steuermittel von dem Mikrophon empfangen werden, und zum Abgeben der abge­ schwächten Signale, wobei die Steuermittel in ge­ steuerter Beziehung zum Schalldruckniveau des ein­ treffenden durch das Mikrophon aufgenommenen akusti­ schen Signals aufgebaut und angeordnet sind; und
• c) Mittel zum Verbinden und Verstärken der Ausgangssig­ nale von dem Vorverstärker und dem Steuermittel und Leiten derselben zum Empfänger.

8. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel aufgebaut und angeordnet ist, um an einem vorbestimmten Schalldruckwert des eintreffenden akustischen Signals aktiviert zu werden und die Ver­ stärkung des elektrischen Signals, welches von dem Steuermittel von dem Mikrophon aufgenommen wird, abzu­ schwächen, wenn der vorbestimmte Schalldruckwert über­ schritten wurde.

9. Schaltkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Schalldruckwert im Bereich von 50 bis 65 Dezibel Schalldruckwert liegt.

10. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der höherfrequente Bereich in den Frequenzen über etwa 2,5 KHz liegt und der niederfrequente Bereich allgemein die Frequenzen niedriger als etwa 2,5 KHz einschließt.

11. Schaltkreis nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Lautstärkensteuermittel zum Einstellen der Verstärkung des Kombinierungs- und Verstärkungsmittels.

12. Verfahren zum Abschwächen des niederfrequenten Bereichs eines verstärkten akustischen Signales, welches von einer Hörhilfe erzeugt wird, wenn die Energie des ein­ tretenden akustischen Signals in die Hörhilfe hoch ist, gekennzeichnet durch die Schritte:

• a) Empfangen des eintretenden akustischen Signals und Umformen desselben in ein elektrisches Signal;
• b) Vorverstärken hauptsächlich des höherfrequenten Be­ reiches des eintretenden elektrischen Signales in einer allgemein linearen Weise;
• c) Abschwächen der Vorverstärkung zumindest des nieder­ frequenten Bereiches des eintretenden elektrischen Signales, wenn das eintretende akustische Signal einen vorbestimmten Schalldruckwert überschreitet;
• d) Kombinieren der vorverstärkten tiefen und hohen Fre­ quenzsignale und Verstärken des kombinierten Signals; und
• e) Umformen des verstärkten kombinierten niedrig- und hochfrequenten Signals zu dem verstärkten akustischen Signal.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert des eintretenden akustischen Signals im Bereich 50 bis 65 Dezibel Schalldruckwert liegt.