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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Hörhilfen mit einem Hochfrequenzempfänger. Der
Empfänger
kann einen eingebauten Empfänger
oder einen externen Empfänger
darstellen, welcher durch geeignete Mittel mit der Hörhilfe verbunden
ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein
Beispiel einer Hörhilfe
mit einem Hochfrequenzempfänger
ist in
CH 641619 gezeigt.
Die Hörhilfe
mit einem Hochfrequenzempfänger
gemäß diesem
Dokument des Standes der Technik oder andere ähnliche heutzutage auf dem
Markt erhältliche Produkte
weisen alle die Empfangsmöglichkeit
einer einzelnen Frequenz auf. Aus
US
5802183 ist eine weitere Hörhilfe bekannt, welche die
Möglichkeit
aufweist, zwischen zwei verschiedenen Frequenzen aufgrund des Vorhandenseins
von zwei Kristallen zum Bestimmen der Empfangsfrequenz umzuschalten.
In all diesen vorab bekannten Vorrichtungen kann die Frequenz durch Ändern des
Kristallelementes geändert
werden, welches zum Bestimmen der Empfangsfrequenz vorgesehen ist.
Der sehr begrenzte Raum in derartigen Vorrichtungen macht es schwierig
und oft unmöglich,
eine Anzahl von Kristallen vorzusehen, welche den gewünschten
Empfangsfrequenzen entsprechen.
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Eine Änderung
eines Kristalls ist aufgrund der kleinen Größe dieser Elemente sehr schwierig und
dieser Vorgang ist zeitintensiv. Eine Anzahl von Kristallen entsprechend
der Anzahl der gewünschten Frequenzen
wird benötigt,
um das System unter allen gewünschten
Umständen
betreiben zu können.
Die Vorrichtung gemäß
US 5802183 liefert die Möglichkeit,
zwei Kristalle und einen Schalter zum Schalten zwischen den beiden
Frequenzen vorzusehen. Wenn jedoch eine größere Anzahl von Frequenzen
gewünscht
wird, so können
die oben beschriebenen Probleme auftreten.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzusehen,
welche die Möglichkeit des
Schaltens zwischen einer größeren als
bislang bekannten Anzahl von Frequenzen effizient und weniger zeitintensiv
vorsieht. Es ist eine weitere Aufgabe, ein separates Element vorzusehen,
welches in Verbindung mit einer Hörhilfe dieselben Vorteile vorsieht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Hörhilfe nach
Anspruch 1 gelöst.
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Mittels
des definierten Aufbaues ist es möglich, eine größere Anzahl
von möglichen
Empfangsfrequenzen in einem sehr begrenzten Raum einer Hörhilfe vorzusehen,
und die Auswahl der gewünschten
Empfangsfrequenz kann durch einfaches Einstellen der Frequenz durch
das Autoselektormittel erfolgen, welches bei Aktivierung das Frequenzband scannt,
bis eine Frequenz detektiert ist, welche eine benötigte Signalstärke aufweist.
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Durch
die in den Ansprüchen
2 und 3 definierten Ausführungsbeispiele
wird die Möglichkeit vorgesehen,
einen Schalter in dem Gehäuse
der Hörhilfe
vorzusehen, welches den Empfänger
in einem separaten Element umschließt, welches zusammen mit der
getrennten Hörhilfe
die Einheit darstellt. Durch das Vorsehen des Schaltmittels in dem
separaten Element kann sichergestellt werden, dass der Empfänger in
diesem separaten Element immer in Verbindung mit einer vorhandenen
Hörhilfe,
auf welcher es angebracht wird, betrieben werden kann.
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Wenn
ein Schalter auf der Hörhilfe
zur Aktivierung des Auswahlmittels vorgesehen wird und wenn das
Auswahlmittel zum Abtasten bis zur nächsten Frequenz nach einem
Betätigungsdruck
mit einer Dauer kleiner als eine vorbestimmte Maximaldauer ausgebildet
ist, wird eine Möglichkeit
einer einfachen Kanalwahl erreicht, was sehr wichtig insbesondere für ältere Anwender
der Hörhilfe
ist, welche Schwierigkeiten bei der Handhabung der relativ kleinen Komponenten
einer Hörhilfe
haben können.
Dasselbe trifft für
die Einheit gemäß Anspruch
6 und das Verfahren gemäß Anspruch
9 zu.
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Es
ist ferner vorteilhaft, wenn ein Schalter auf der Hörhilfe zur
Aktivierung des Auswahlmittels vorgesehen ist und wo das Auswahlmittel
dazu ausgestaltet ist, bei einer Erfassung eines Betätigungsdruckes
mit einer Dauer oberhalb der vorbestimmten Maximaldauer das Abtasten
bis zur nächsten
Frequenz fortzusetzen, welches den vorbestimmten Detektorpegel übersteigt.
Somit wird die Kanalauswahl weiter vereinfacht und ist zur gleichen
Zeit schnell. Dasselbe trifft für
die Einheit gemäß Anspruch
8 und das Verfahren gemäß Anspruch
10 zu. Ein Begrenzer kann zum Stoppen der Abtastung vorgesehen werden,
wenn kein Signalpegel nach einer vorbestimmten Anzahl von Durchläufen durch
den Frequenzbereich detektiert wird.
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Die
Erfindung wird in der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt
eine vereinfachte Prinzipschaltung eines Moduls zur Verbindung mit
einer Hörhilfe;
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2 zeigt
eine vereinfachte Prinzipschaltung eines Frequenzsynthesizers als
Teil des Moduls von 1,
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3 zeigt
eine vereinfachte Prinzipschaltung einer Schnittstelle zwischen
einem Modul gemäß 1 mit
einer Hörhilfe,
und
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4 zeigt
ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
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Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
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Das
Analog RF (Hochfrequenz) Signal wird durch eine Antenne erfasst,
welche mit dem on-chip LNA durch ein externes Anpassnetzwerk verbunden ist.
Das Anpassnetzwerk wird benötigt,
um den RF Empfänger
flexibler hinsichtlich der verschiedenen Typen von Antennen zu machen
und um den Stromverbrauch in dem LNA niedrig zu halten.
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Der
LNA (Low Noise Amplifier, Verstärker
mit niedrigem Rauschen) wird zur Verstärkung eines schwachen Signals
verwendet, welches von der Antenne empfangen worden ist. Ein niedriges
Rauschen ist essentiell aufgrund der niedrigen Signalpegel am Eingang.
Der LNA leitet das Signal an den Mixer weiter, welcher die gewünschte Kanalfrequenz von
dem Frequenzsynthesizer als zweiten Eingang erhält. Das Frequenzsynthesesystem
ist weiter in Verbindung mit 2 beschrieben.
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Der
Mixer mischt das Signal runter auf eine Zwischenfrequenz (ZF) von
35 KHz, was die niedrigste Zwischenfrequenz darstellt, welche mit
der gegebenen Audiobandbreite und Frequenzabweichung akzeptabel
ist. Um den breiten Bereich der synthetisierbaren Frequenzen zu
unterstützen,
benötigt
der Mixer und der LNA breite Operationsbedingungen hinsichtlich
der Eingangsfrequenzen.
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Die
ZF Filter werden zum Separieren des gewünschten Kanals verwendet. Ein
steiler Filter wird benötigt,
um die gewünschte
Selektivität
zu erhalten und um ein unerwünschtes
Signal in benachbarten Kanälen
genau zu unterdrücken.
Nach dem ZF Filter stellt der Begrenzer (Limiter) den Block mit
der größten Verstärkung dar.
Das ZF Signal wird verstärkt
und das analoge Signal wird auf digitalen Signalpegeln unter Verwendung
eines hard-clipping Komparators transformiert.
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Der
Volldigital-Demodulator basiert auf einem Zeitdetektionsschemata,
welches den Null-Durchgang des ZF Signals detektiert. Der Demodulator
wird von einem Dezimator gefolgt, welcher das Hochfrequenz-Einzelbitsignal
in ein 12 Bit Signal bei einer Abtastfrequenz von 24 kHz transformiert. Die
gesamte Signalverarbeitung an dem demodulierten Signal wird unter
Verwendung einer digitalen Signalverarbeitung durchgeführt.
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Es
sind zwei Ausgangslösungen
für den
Audioabschnitt vorhanden. Für ältere Hörhilfen
(HA) Modelle wird das Audiosignal einem on-chip AD Wandler zugeführt und
eine herkömmliche
HA Zubehör-Schnittstellensystem
mit einer Ausgangsimpedanzanpassung wird zum Steuern des Ausgangspegels
des FM-Empfängers verwendet.
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Für neue fortgeschrittene
Hörhilfen
bietet der Empfänger
einen Volldigital-Audioausgang
und somit eine Volldigital-Schnittstelle zwischen den beiden Systemen.
Die Schnittstelle wird durch ein abgeleitetes IIC-Protokoll gesteuert,
welches ein wirkliches Zweidrahtprotokoll darstellt. Durch eine
Transferierung der Audio und Steuersignale in den digitalen Bereich
kann eine viel zuverlässigere
Verbindung erhalten werden. Im Allgemeinen ist eine digitale Schnittstelle
wesentlich weniger empfindlich hinsichtlich schlechter Kontakte,
eines Rauschens, eines Summens, einer Feuchtigkeit, Schmutz etc.
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Indem
das demodulierte RF Signal durch die digitale Schnittstelle an die
HA weitergegeben wird, kann das Front-end überbrückt werden. Dies bedeutet,
dass das Signal-Rauschverhältnis
nicht in dem ersten kritischen analogen Block verloren geht. Ferner
erhört
die digitale Schnittstelle die Flexibilität der Signalbehandlung verglichen
mit dem herkömmlichen
Eingang parallel zu dem Mikrofon. Der Signalpegel kann auf einfache
Art und Weise individuell an dem Mikrofoneingang angepasst werden,
und soweit benötigt
können
verschiedene Frequenzcharakteristika angewendet werden.
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Durch
das Hinzufügen
der Frequenzsynthese wird der Anwender lediglich einen Kristall
benötigen,
welcher in der Fabrik montiert wird. Innerhalb der gegebenen Frequenzbänder kann
der Anwender die vorprogrammierten Kanäle über eine Kanalauswahlschnittstelle
auswählen.
Mit anderen Worten, der Anwender hat Zugriff auf mehr als einen
Kanal, ohne dabei den Kristall auswechseln zu müssen und die Logistik wird
mit lediglich einer Version pro Band anstatt einem Kristall pro
Kanal vereinfacht.
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Die
Frequenzsynthese erlaubt eine Verwendung des RF Empfängers in
mehr Anwendungen als bislang: Stadien, Konzerthallen, Kirchen etc.
Bei einer Konferenz ist der Anwender beispielsweise dazu in der
Lage, zwischen verschiedenen Sprachen durch Änderung des Kanals umzuschalten,
und wenn das System in einer Eins-zu-Eins Situation verwendet wird,
dann kann der Anwender den Kanal ändern, um nervende Interferenzen
zu vermeiden, was sinnvoll beispielsweise bei Dinner-Partys sein
kann.
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Die
Frequenzsynthese wird um einen herkömmlichen Phasenregelkreis PLL
herumgebaut. Der gewünschte
Kanal wird unter Verwendung eines 16 Bit Digitalcodes gesetzt, welches
von einem angeschlossenen EEPROM geladen wird. In Abgängigkeit von
der verwendeten Referenzfrequenz kann die Schrittgröße und somit
der Bereich und die Genauigkeit eingestellt werden. Beispielsweise
mit einer 5 kHz Schrittgröße kann
ein Bereich von 70 bis 250 MHz unter Verwendung lediglich eines
Kristalls abgedeckt werden.
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Der
VCO erzeugt die zum Anpassen der gewünschten Kanäle benötigte Hochfrequenzwellenform.
Die Ausgangsfrequenz wird durch eine Steuerspannung gesteuert, welche
durch eine angeschlossene Ladungspumpe (charge pump) erzeugt wird. Um
die benötigte
Genauigkeit zu erhalten, weist die Ladungspumpe einen eingebauten
Spannungsmultiplizierer auf, welcher dazu verwendet wird, den Steuerspannungsbereich
auszuweiten. Die Steuerspannung und somit die Frequenz wird durch
den Phasen-/Frequenzdetektor erhöht
oder abgesenkt. Der Detektor vergleicht den geteilten Ausgang mit
der Referenzfrequenz (welche die Schrittgröße bestimmt).
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In
Abhängigkeit
von dem angewendeten Steuerwort können verschiedene Startwerte
in den Zählern
in den Teilern eingestellt werden. Entsprechend diesen Werten wird
das Teilungsverhältnis
eingestellt, um die gewünschte
Frequenz (Kanal) zu erhalten. Für
hohe Frequenzen muss das Teilungsverhältnis hoch sein, um eine stabile
Situation zu erhalten, wenn der Eingang für den Phasen-/Frequenzdetektor
der Referenzfrequenz entspricht, welche den PLL verriegelt (locking).
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Die
Frequenzsynthese erlaubt es dem Anwender, den Kanal ohne Änderung
des Kristalls zu ändern.
Die Anwender-Kanalauswahl wird durch Verwendung eines Druckknopfes
durchgeführt.
Die einfachste Verwendung eines Druckknopfes ist eine Sequenz von
Kanälen,
wobei der nächste
Kanal durch einen Druck ausgewählt
wird. Eine weitere Verwendung einer Druckknopflösung ist eine automatische Suche.
Wenn der Knopf gedrückt
wird, werden vorab programmierte Kanäle auf der Suche nach Aktivität umgeschaltet.
Der erste verfügbare
Kanal mit einer ausreichenden Signalstärke wird dann ausgewählt. Wenn
mehrere Kanäle
diese Anforderungen erfüllen, dann
wird diese Funktion ein Schalten zwischen diesen bewirken, wenn
der Knopf gedrückt
wird.
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Diese
beiden Druckknopffunktionen können auf
einfache Art und Weise kombiniert werden. Ein kurzes Drücken wird
den nächsten
Kanal auswählen, während ein
langes Drücken
eine automatische Suche bewirken wird. Diese Kombination ist beispielsweise
für Autoradios
bekannt. Beim Einschalten wird die Vorrichtung den zuletzt verwendeten
Kanal erinnern.
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Die
Anwenderschnittstelle kann für
feste Kanalvorrichtungen deaktiviert werden, und die beiden Druckknopffunktionen
können
unabhängig
aktiviert/deaktiviert werden. Um eine neue Suche zu ermöglichen,
muss der Knopf losgelassen und wieder gedrückt werden. Wenn keine Kanäle gefunden
werden, dann wird die automatische Suchroutine nach drei Durchgängen stoppen.
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Wenn
ein kurzes Drücken
detektiert wird, dann sendet die Schaltschnittstelle eine Anforderung an
den EEPROM Controller, um den Kanal zu ändern. Dies wird einmal für jedes
Drücken
durchgeführt.
Wenn die automatische Suche aktiviert wird, dann wird dieselbe Anforderung
an den Controller gesendet, aber wenn der nächste Kanal ausgewählt wird,
wird überprüft, um festzustellen,
ob dieser Kanal die benötigte
Signalstärke
aufweist. Die Squelch-Schaltung wird als automatisches Suchkriterium
verwendet. Wenn der ausgewählte
Kanal „gesquelched" wird, dann wird
eine neue Anforderung gesendet, und der nächste Kanal wird ausgewählt. Dies
wird durchgeführt,
bis ein aktiver Kanal gefunden wird oder bis die Kanalsequenz dreimal
getestet worden ist. Ein getrennter Squelch-Pegel wird für die automatische Suche zum
Verfeinern des Suchkriteriums verwendet.
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Wenn
ein neuer Kanalcode in dem EEPROM gelesen wird, wird diese Adresse
zur gleichen Zeit in das ROM als aktiver Kanal geschrieben. Dies
ist notwendig für
die Speicherung des zuletzt verwendeten Kanals.
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Die
Implementierung der Frequenzsynthese erlaubt es dem Anwender der
Hörhilfe,
einen Kanal ohne Änderung
des Kristalls zu ändern.
Die Anwender-Kanalauswahl
wird unter Verwendung eines Druckknopfes durchgeführt. Die
ein fachste Verwendung eines Druckknopfes ist eine Sequenz von Kanälen, wobei
der nächste
Kanal durch eine Betätigung
ausgewählt
wird. Dies ist im Grunde die bekannte Funktionalität von verschiedenen
Hörhilfen (M/MT/T).
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Eine
weitere Verwendung der Druckknopflösung ist die automatische Suche.
Wenn der Knopf gedrückt
wird, dann werden vorab programmierte Kanäle auf der Suche nach Aktivität umgeschaltet. Der
erste erhältliche
Kanal mit einer ausreichenden Signalstärke wird dann ausgewählt. Wenn
mehrere Kanäle
die Anforderungen erfüllen,
dann schaltet diese Funktion zwischen diesen, wenn der Knopf betätigt wird.
Die beiden Druckknopffunktionen können kombiniert werden. Ein
kurzes Drücken
wird den nächsten
Kanal auswählen,
während
ein langes Drücken
eine automatische Suche aktiviert. Beim Einschalten erinnert sich
die Vorrichtung an den zuletzt verwendeten Kanal.
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Die
Anwenderschnittstelle kann für
feste Kanalvorrichtungen deaktiviert werden. Die zwei Druckknopffunktionen
können
unabhängig
aktiviert/deaktiviert werden.
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Die
automatische Suche benötigt
eine zweite Anwenderoption mit demselben Knopf. Bei der herkömmlichen
Druckknopfschnittstelle wird eine Entprellzeit (debounce time) von
20–30
ms verwendet, um Flimmern zu vermeiden. Der nächste vorprogrammierte Kanal
wird ausgewählt,
wenn der Knopf losgelassen wird. Eine Timing-Schaltung muss ausgeweitet
werden, um eine Aktivierung der automatischen Suche nach einem Drücken von
300 bis 500 ms zu erlauben. Die automatische Suche sucht dann nach
dem nächsten
Kanal und stoppt. Um eine neue Suche zu aktivieren, muss der Knopf
losgelassen und wieder gedrückt
werden. Wenn keine Kanäle
gefunden werden, wird die automatische Suchroutine nach drei Durchgängen stoppen.
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Wenn
ein kurzes Drücken
detektiert wird, sendet die Schaltschnittstelle eine Anforderung
an den EEPROM Controller, um den Kanal zu ändern. Dies wird einmal für jedes
Drücken
durchgeführt. Wenn
die automatische Suche aktiviert wird, dann wird dieselbe Anfrage
an den Controller gesendet, aber wenn der nächste Kanal ausgewählt wird,
dann wird überprüft, ob dieser
Kanal eine benötigte
Signalstärke
aufweist. Die Squelch-Schaltung wird für das automatische Suchkriterium
verwendet. Wenn der ausgewählte
Kanal „gesquelched" wird, dann wird eine neue
Anforderung gesendet, und der nächste Kanal
wird ausgewählt.
Dies erfolgt, bis ein aktiver Kanal gefunden wird oder bis die Kanalsequenz
dreimal getestet worden ist. Ein getrennter Squelch-Pegel kann für die automatische
Suche verwendet werden, um das Suchkriterium zu verbessern. Wenn
ein neuer Kanalcode in dem EEPROM gelesen wird, dann wird diese
Adresse zur selben Zeit in das ROM als aktiver Kanal geschrieben.
Dies ist notwendig, um eine Speicherung des zuletzt verwendeten
Kanals zu ermöglichen.
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Wenn
lediglich einige Kanäle
programmiert werden, dann wird ein Stopcode für die folgenden Adressen hinzugefügt. Wenn
beispielsweise lediglich vier Kanäle verwendet werden, dann wird
der Stopcode als Kanal 5-Code für
den EEPROM Controller hinzugefügt,
damit bekannt ist, wann wieder gestartet werden muss.
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Um
den Anwender davon zu unterrichten, wenn ein Kanal geändert wird,
dann kann eine Piepanzeige wie sie in vielen Hörhilfen bekannt ist implementiert
werden. Ein einzelnes Piepen würde
dann eine normale Kanaländerung
anzeigen und zwei Piepen würden
die Verwendung der automatischen Suchfunktion anzeigen. Das Piepen
würde zur
gleichen Zeit eine unbeabsichtigte Kanaländerung anzeigen, wenn der
Knopf unabsichtlich gedrückt
wird.
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Die
Piepschaltung kann vorteilhafterweise deaktiviert werden, wenn sie
nicht erwünscht
ist. Ferner sind die Pieptöne
sowohl hinsichtlich der Frequenz als auch hinsichtlich der Lautstärke programmierbar.