EP0576700B1 - Hörgerät - Google Patents

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EP0576700B1
EP0576700B1 EP92111013A EP92111013A EP0576700B1 EP 0576700 B1 EP0576700 B1 EP 0576700B1 EP 92111013 A EP92111013 A EP 92111013A EP 92111013 A EP92111013 A EP 92111013A EP 0576700 B1 EP0576700 B1 EP 0576700B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
integrator
hearing aid
input
operating voltage
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92111013A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0576700A1 (de
Inventor
Gerhard Pfannenmüller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sivantos GmbH
Original Assignee
Siemens Audioligische Technik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Audioligische Technik GmbH filed Critical Siemens Audioligische Technik GmbH
Priority to DE59204943T priority Critical patent/DE59204943D1/de
Priority to EP92111013A priority patent/EP0576700B1/de
Priority to DK92111013.6T priority patent/DK0576700T3/da
Priority to AT92111013T priority patent/ATE132682T1/de
Priority to CA002099187A priority patent/CA2099187A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/50—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
    • H04R25/505—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using digital signal processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/50—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
    • H04R25/502—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics using analog signal processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/33—Aspects relating to adaptation of the battery voltage, e.g. its regulation, increase or decrease

Definitions

  • the present invention relates to a hearing aid with an input transducer (microphone), an amplifier device, an output transducer (earpiece) and a current source (battery) as a source for an operating voltage, a switching amplifier as an output stage and a triangular voltage generator as a basic signal generator for a pulse duration modulated signal which of the switching amplifiers can be controlled, the delta voltage generator having at least one integrator whose direction of integration can be reversed as a function of an input signal.
  • the triangular voltage generator consists of a rectangular generator, which is followed by an integrator for generating a triangular voltage.
  • the integrator is formed from a simple RC circuit and biased by a voltage divider.
  • the voltage divider consists of two resistors that form a series connection between the two poles of the operating voltage.
  • a hearing aid battery serves as a source for the operating voltage of the various circuit components of the hearing aid.
  • the hearing aid battery emits a changing, falling operating voltage during its useful life. This in particular reduces the useful signal gain, which is obviously undesirable.
  • the reinforcement of the useful signal is the quotient of the mean value of the output voltage of the useful signal at the output stage and the input voltage of the useful signal.
  • the useful signal is contained in the modulation of the pulse duration modulated signal.
  • a triangular voltage generator is required to generate the pulse duration modulation. This supplies a triangular voltage signal which is compared with the useful signal in a modulator.
  • the pulse duration modulated signal is available at the output of the modulator, which can be designed as a comparator, for example.
  • the delta voltage in particular its peak value, is also dependent on the operating voltage.
  • the gain of the useful signal also results as a quotient of the operating voltage and the peak value of the delta voltage, which is generated by the delta voltage generator.
  • the invention has for its object to design a hearing aid of the type mentioned in such a way that the quotient of the operating voltage and the peak value of the triangular voltage remains at least largely constant with changing operating voltage.
  • the delta voltage generator has a comparison circuit, with the output signal of which, by means of a switching means, an input signal can be fed to the integrator on the input side, for example, can also be formed (generated).
  • the delta voltage generator acts like a self-excited oscillator.
  • the peak value of the generated Triangular voltage is specified by at least one threshold voltage, which is derived from the operating voltage, for example by means of a voltage divider.
  • the output voltage of the integrator in the comparison circuit is compared with this threshold voltage. When the integrator output voltage reaches the threshold voltage, the comparison circuit outputs an output signal to the switching means.
  • the input signal is fed to the integrator by the switching means.
  • the peak value of the triangular voltage follows the changes in the operating voltage linearly.
  • the quotient of the operating voltage and the peak value of the triangular voltage remains constant when the operating voltage changes.
  • the gain of the useful signal also remains constant because the peak value of the delta voltage changes linearly with the operating voltage.
  • Another important advantage of the invention is the design of the delta voltage generator as a self-excited oscillator. This eliminates the need for a separate oscillator, e.g. Rectangular generator, which in turn would be dependent on fluctuations in operating voltage.
  • the invention consequently also avoids changes in gain which arise from the control of an integrator with a square-wave signal from a square-wave generator.
  • the switching means can have a bistable flip-flop.
  • the output signal of this flip-flop can also be used as an input signal for the integrator.
  • the input signal at the integrator changes from a high level to a low level or from a low level to a high level in accordance with the output signal of the flip-flop. An automatic change in the direction of integration in the integrator is thereby achieved.
  • a hearing aid 1 is symbolically represented by a dash-dotted line.
  • the hearing aid 1 comprises a microphone 2 as an input converter for recording useful signals in the human hearing range.
  • the useful signals are preamplified in an amplifier 3, which can also be of a multi-stage design, and applied to a modulator 4.
  • the modulator 4 receives a triangular voltage from a delta voltage generator 5 via a line 6, which serves as a higher-frequency basic signal for the useful signal.
  • a pulse duration modulated signal is available at the output of the modulator 4 and is fed via a line 7 to an output stage designed as a switching amplifier 8.
  • the switching amplifier 8 has an electrical output Handset 9 connected as an output converter for reproducing the amplified useful signal.
  • the delta voltage generator 5 has an integrator 10.
  • the integrator 10 is operatively connected at its input 11 to a switching means 12 and at its output 13 to a comparison circuit 14.
  • the comparison circuit 14 also receives at least one threshold voltage which is derived via a voltage divider 15 as a current source from a battery 16 which supplies an operating voltage U B.
  • the comparison circuit 14 is supplied with two threshold voltages via lines 17 and 18, which can be removed from the voltage divider 15.
  • the voltage divider 15 is electrically connected in parallel to the battery 16 and has a series connection of the resistors R1 to R4. At connection points 19 and 20 between the resistors R1 and R2 or R3 and R4, the two threshold voltages can be tapped via the lines 17 and 18.
  • the comparison circuit 14 is designed as a comparator circuit with the comparators 21 and 22, preferably as a window comparator circuit. For this purpose, a high threshold voltage from the voltage divider 15 is given to the non-inverting input of the comparator 21 and a low threshold voltage to the inverting input of the comparator 22.
  • the inverting input of the comparator 21 and the non-inverting input of the comparator 22 are connected together to the output 13 of the integrator 10.
  • the switching means 12 has a bistable multivibrator 23 is preferably designed as an R / S flip-flop.
  • a first input 24 of the bistable multivibrator 23 is connected to the output of the comparator 21.
  • a second input 25 of the bistable multivibrator 23 is connected to the output of the comparator 22.
  • the switching means 12 contains a voltage changeover switch 26, which can also be controlled digitally by the flip-flop 23.
  • the voltage switch has input terminals 27 and 28. Two different DC voltages can be applied to these input connections 27 and 28, which alternately via the switching means 12 or via the voltage switch 26 depending on the comparison circuit 14, e.g. via an output connection 29, to which input 11 on integrator 10 can be connected.
  • the input connection 27 of the voltage changeover switch 26 is connected to the positive pole and the input connection 28 of the voltage changeover switch 26 to the negative pole (ground) of the operating voltage U B which can be removed from the hearing aid battery 16.
  • a current I flowing into the integrator 10 as an input signal at the input 11 is linearly dependent on the operating voltage U B.
  • This dependency of the integration current I on the operating voltage U B which is effected according to the invention, advantageously achieves a frequency constancy of the triangular signal on line 6 with a changing operating voltage U B.
  • the triangular voltage generator therefore also operates at a constant frequency in the event of fluctuations in operating voltage.
  • the switching means 12 By switching the input signal, for example the integration current I, at the input 11 of the integrator 10
  • the switching means 12 causes the integrator 10 to reverse the direction of integration on the output side.
  • the potential switched on by the switching means 12 eg plus or minus potential of the battery 16
  • the storage effect of the flip-flop 23 until the integrated output signal at the output 13 of the integrator 10 matches a threshold voltage on the line 17 or 18.
  • one of the two comparators 21 or 22 supplies an output signal with which the bistable flip-flop 23 is flipped into its complementary state.
  • the polarity at the input 11 of the integrator 10 is switched over again via the voltage switch 26, as a result of which the integration direction in the integrator 10 is reversed again.
  • the delta voltage generator consequently works automatically and without a separate generator, for example a rectangular generator.
  • the integrator 10 has an operational amplifier 30, the output 31 of which is capacitively connected to the inverting input 32 thereof.
  • the non-inverting input 33 is connected via the voltage divider 15 to approximately half the operating voltage U B.
  • a resistor 34 is arranged between the input 11 of the integrator and the input 32 of the operational amplifier 30, which together with a capacitor 35 determines the output frequency of the triangular generator.
  • the hearing aid shown in FIG. 2 with the triangular voltage generator 5 and with the switching amplifier 8 is modified in these hearing aid components compared to the hearing aid shown in FIG. 1.
  • the in Figure 2 and in 1 corresponding reference numerals relate to identical hearing aid components.
  • the voltage divider 15 has a series connection of a total of four resistors R1 to R4. If the sums of the resistance values R1 and R2 as well as R3 and R4 are each selected to be the same size, half the operating voltage U B can be tapped off at their central connection point 36. In this exemplary embodiment, the non-inverting input 33 of the operational amplifier 30 in the integrator 10 is supplied with this half operating voltage. If, furthermore, the resistors R1 and R4 have twice the resistance value compared to the resistors R2 and R3, the peak value of the triangular voltage delivered to the modulator 4 by the integrator 10 via the line 6 is one third of the operating voltage U B.
  • the zero potential of this delta voltage is also due to the symmetry of the comparison circuit 14 designed as a window comparator at half the operating voltage U B. Since the integrator 10 is supplied with an input voltage symmetrical to half the operating voltage U B via the voltage switch 26, the integration currents and thus also the two slopes of the triangular signal are the same except for the sign. As a result, the resulting square-wave signal at the output of the bistable multivibrator 23 has a duty cycle of exactly 50%. According to FIG. 2, the output signal of the bistable multivibrator 23 controls the voltage switch 26 via a driver 37.
  • the switching amplifier 8 is designed as a push-pull circuit and is therefore additionally controlled via an inverter 38 in order to generate an additional complementary control signal.
  • the switching amplifier 8 according to FIG. 2 has four MOSFET transistors T1 to T4 operating in switching mode.
  • the transistors T1 and T2 and the transistors T3 and T4 are each complementary to one another.
  • the switching amplifier 8 is supplied with operating voltage via connections 39 and 40. Due to the switching operation, either the transistors T1 and T4 or T3 and T2 are simultaneously conductive.
  • the time period within which these transistors are conductive is determined by the respective pulse duration of the individual pulses of the pulse duration modulated signal, which is supplied to the switching amplifier via inputs 41 and 42.
  • the receiver 9 arranged in the bridge branch of the switching amplifier 8 is switched between the operating voltage U B (positive and negative pole) at the connections 39 and 40. Due to the low-pass effect of the receiver 9, the useful signal is filtered out of the pulse duration modulated signal and made audible.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hörgerät mit einem Eingangswandler (Mikrofon), einer Verstärkereinrichtung, einem Ausgangswandler (Hörer) und einer Stromquelle (Batterie) als Quelle für eine Betriebsspannung, einem Schaltverstärker als Endstufe und einem Dreieckspannungsgenerator als Basissignalerzeuger für ein pulsdauermoduliertes Signal, mit welchem der Schaltverstärker steuerbar ist, wobei der Dreieckspannungsgenerator wenigstens einen Integrator aufweist, dessen Integrationsrichtung in Abhängigkeit von einem Eingangssignal umkehrbar ist.
  • Aus der DE-C 36 16 752 ist ein Hörgerät der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem bekannten Hörgerät besteht der Dreieckspannungsgenerator aus einem Rechteckgenerator, dem ein Integrator zur Erzeugung einer Dreieckspannung nachgeschaltet ist. Der Integrator ist aus einer einfachen RC-Schaltung gebildet und durch einen Spannungsteiler vorgespannt. Der Spannungsteiler besteht aus zwei Widerständen, die eine Serienschaltung zwischen den beiden Polen der Betriebsspannung bilden.
  • Bei Hörgeräten der eingangs genannten Art dient eine Hörgerätebatterie als Quelle für die Betriebsspannung der verschiedenen Schaltungskomponenten des Hörgerätes. Die Hörgerätebatterie gibt bekanntlich während der Nutzungsdauer eine sich ändernde, sinkende Betriebsspannung ab. Dadurch wird insbesondere die Nutzsignalverstärkung vermindert, was offensichtlich unerwünscht ist. Die Verstärkung des Nutzsignals ergibt sich als Quotient vom Mittelwert der Ausgangsspannung des Nutzsignals an der Endstufe und von der Eingangsspannung des Nutzsignals. Bei Hörgeräten mit Schaltverstärkerendstufen ist das Nutzsignal in der Modulation des pulsdauermodulierten Signals enthalten. Für die Erzeugung der Pulsdauermodulation ist ein Dreieckspannungsgenerator erforderlich. Dieser liefert ein Dreieckspannungssignal, das in einem Modulator mit dem Nutzsignal verglichen wird. Am Ausgang des Modulators, der z.B. als Komparator ausgebildet sein kann, steht das pulsdauermodulierte Signal zur Verfügung. Auch die Dreieckspannung, insbesondere deren Scheitelwert, ist von der Betriebsspannung abhängig.
  • Mit der Erfindung wurde erkannt, daß sich die Verstärkung des Nutzsignals auch als Quotient von der Betriebsspannung und von dem Scheitelwert der Dreieckspannung ergibt, die von dem Dreieckspannungsgenerator erzeugt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hörgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Quotient aus der Betriebsspannung und aus dem Scheitelwert der Dreieckspannung bei sich ändernder Betriebsspannung mindestens weitgehend konstant bleibt.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Hörgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. In dem erfindungsgemäßen Hörgerät weist der Dreieckspannungsgenerator eine Vergleichsschaltung auf, mit deren Ausgangssignal durch ein Schaltmittel ein Eingangssignal zu dem Integrator eingangsseitig zuführbar, z.B. auch ausbildbar (erzeugbar), wird. Gemäß der Erfindung wirkt der Dreieckspannungsgenerator wie ein selbsterregter Oszillator. Der Scheitelwert der generierten Dreieckspannung wird durch wenigstens eine Schwellenspannung vorgegeben, die z.B. mittels eines Spannungsteilers aus der Betriebsspannung abgeleitet wird. Mit dieser Schwellenspannung wird die Ausgangsspannung des Integrators in der Vergleichsschaltung verglichen. Wenn die Ausgangsspannung des Integrators die Schwellenspannung erreicht, gibt die Vergleichsschaltung ein Ausgangssignal an das Schaltmittel ab. Durch das Schaltmittel wird dem Integrator das Eingangssignal zugeführt.
  • Gemäß der Erfindung folgt der Scheitelwert der Dreieckspannung linear den Änderungen der Betriebsspannung. Dadurch bleibt der Quotient aus der Betriebsspannung und aus dem Scheitelwert der Dreieckspannung bei sich ändernder Betriebsspannung konstant. Folglich bleibt auch die Verstärkung des Nutzsignals konstant, weil sich der Scheitelwert der Dreieckspannung linear mit der Betriebsspannung ändert.
  • Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in der Ausbildung des Dreieckspannungsgenerators als selbsterregter Oszillator. Dadurch entfällt ein gesonderter Oszillator, z.B. Reckteckgenerator, der seinerseits wiederum von Betriebsspannungsschwankungen abhängig wäre. Durch die Erfindung werden folglich auch Verstärkungsänderungen vermieden, die durch die Ansteuerung eines Integrators mit einem Rechtecksignal aus einem Rechteckgenerator entstehen.
  • In Ausbildung der Erfindung kann das Schaltmittel eine bistabile Kippstufe aufweisen. Das Ausgangssignal dieser Kippstufe kann in einer Variante der Erfindung auch als Eingangssignal für den Integrator verwendet werden. Bei jedem Umschalten der Kippstufe ändert sich das Eingangssignal an dem Integrator entsprechend dem Ausgangssignal der Kippstufe von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel bzw. von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel. Dadurch wird eine selbsttätige Änderung der Integrationsrichtung in dem Integrator erreicht.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Ansprüchen.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 ein Hörgerät mit einem Dreieckspannungsgenerator und
    • Figur 2 ein Hörgerät mit detaillierterer Darstellung des Schaltverstärkers und mit einem modifizierten Dreieckspannungsgenerator.
  • In Figur 1 ist durch eine strichpunktierte Linie ein Hörgerät 1 symbolisch dargestellt. Das Hörgerät 1 umfaßt als Eingangswandler ein Mikrofon 2 zur Aufnahme von Nutzsignalen im menschlichen Hörbereich. Die Nutzsignale werden in einem Verstärker 3, der auch mehrstufig ausgebildet sein kann, vorverstärkt und auf einen Modulator 4 gegeben. Der Modulator 4 erhält aus einem Dreieckspannungsgenerator 5 über eine Leitung 6 eine Dreieckspannung, die als höherfrequenteres Basissignal für das Nutzsignal dient. Am Ausgang des Modulators 4 steht ein pulsdauermoduliertes Signal zur Verfügung, das über eine Leitung 7 einer als Schaltverstärker 8 ausgebildeten Endstufe zugeführt wird. Der Schaltverstärker 8 ist ausgangsseitig mit einem elektrischen Hörer 9 als Ausgangswandler zur Wiedergabe des verstärkten Nutzsignals verbunden.
  • Der Dreieckspannungsgenerator 5 weist einen Integrator 10 auf. Der Integrator 10 steht an seinem Eingang 11 mit einem Schaltmittel 12 und an seinem Ausgang 13 mit einer Vergleichsschaltung 14 in Wirkverbindung. Die Vergleichsschaltung 14 erhält des weiteren wenigstens eine Schwellenspannung, die über einen Spannungsteiler 15 aus einer eine Betriebsspannung UB abgebenden Batterie 16 als Stromquelle abgeleitet ist.
  • In Ausbildung der Erfindung sind in diesem Ausführungsbeispiel der Vergleichsschaltung 14 zwei Schwellenspannungen über Leitungen 17 und 18 zugeführt, die aus dem Spannungsteiler 15 entnehmbar sind. Der Spannungsteiler 15 ist zu der Batterie 16 elektrisch parallelgeschaltet und weist eine Reihenschaltung aus den Widerständen R1 bis R4 auf. An Verbindungsstellen 19 und 20 zwischen den Widerständen R1 und R2 bzw. R3 und R4 sind die beiden Schwellenspannungen über die Leitungen 17 und 18 abgreifbar.
  • Die Vergleichsschaltung 14 ist als eine Komparatorschaltung mit den Komparatoren 21 und 22 vorzugsweise als Fensterkomparatorschaltung ausgebildet. Dazu wird auf den nicht invertierenden Eingang des Komparators 21 eine hohe und auf den invertierenden Eingang des Komparators 22 eine niedrige Schwellenspannung aus dem Spannungsteiler 15 gegeben. Der invertierende Eingang des Komparators 21 und der nicht invertierende Eingang des Komparators 22 sind gemeinsam mit dem Ausgang 13 des Integrators 10 verbunden.
  • In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung weist das Schaltmittel 12 eine bistabile Kippschaltung 23 auf, die vorzugsweise als ein R/S-Flip-Flop ausgebildet ist. Ein erster Eingang 24 der bistabilen Kippstufe 23 ist mit dem Ausgang des Komparators 21 verbunden. Ein zweiter Eingang 25 der bistabilen Kippstufe 23 ist mit dem Ausgang des Komparators 22 verbunden.
  • Das Schaltmittel 12 enthält in Weiterbildung der Erfindung einen Spannungsumschalter 26, der durch die Kippschaltung 23 auch digital steuerbar ist. Der Spannungsumschalter weist Eingangsanschlüsse 27 und 28 auf. An diese Eingangsanschlüsse 27 und 28 können zwei unterschiedliche Gleichspannungen angelegt werden, die wechselweise über das Schaltmittel 12 bzw. über den Spannungsumschalter 26 in Abhängigkeit von der Vergleichsschaltung 14, z.B. über einen Ausgangsanschluß 29, mit dem Eingang 11 an dem Integrator 10 verbindbar sind.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist der Eingangsanschluß 27 des Spannungsumschalters 26 mit dem Pluspol und der Eingangsanschluß 28 des Spannungsumschalters 26 mit dem Minuspol (Masse) der aus der Hörgerätebatterie 16 entnehmbaren Betriebsspannung UB verbunden. Dadurch ist ein am Eingang 11 in den Integrator 10 als Eingangssignal einfließender Strom I linear von der Betriebsspannung UB abhängig. Durch diese erfindungsgemäß bewirkte Abhängigkeit des Integrationsstromes I von der Betriebsspannung UB erreicht man in vorteilhafter Weise eine Frequenzkonstanz des Dreiecksignals auf der Leitung 6 bei sich ändernder Betriebsspannung UB. Sonach arbeitet bei diesem erfindungsgemäß Hörgerät der Dreieckspannungsgenerator auch bei Betriebsspannungsschwankungen mit konstanter Frequenz.
  • Durch die Umschaltung des Eingangssignals, z.B. des Integrationsstromes I, an dem Eingang 11 des Integrators 10 durch das Schaltmittel 12 wird an dem Integrator 10 ausgangsseitig eine Umkehr der Integrationsrichtung bewirkt. Das jeweils durch das Schaltmittel 12 eingeschaltete Potential (z.B. Plus- oder Minuspotential der Batterie 16) wird so lange durch die Speicherwirkung der Kippschaltung 23 aufrechterhalten, bis das integrierte Ausgangssignal am Ausgang 13 des Integrators 10 mit einer Schwellenspannung auf der Leitung 17 oder 18 übereinstimmt. Im Falle einer solchen Ubereinstimmung liefert einer der beiden Komparatoren 21 oder 22 ein Ausgangssignal, mit welchem die bistabile Kippschaltung 23 in den jeweils komplementären Zustand gekippt wird. Dadurch wird über den Spannungsumschalter 26 die Polarität am Eingang 11 des Integrators 10 erneut umgeschaltet, wodurch eine erneute Umkehr der Integrationsrichtung in dem Integrator 10 entsteht. Bei dieser Ausführung arbeitet folglich der Dreieckspannungsgenerator selbsttätig und ohne gesonderten Generator, z.B. Rechteckgenerator.
  • Der Integrator 10 weist in Weiterbildung der Erfindung einen Operationsverstärker 30 auf, dessen Ausgang 31 kapazitiv mit dessen invertierendem Eingang 32 verbunden ist. Der nicht invertierende Eingang 33 ist über den Spannungsteiler 15 mit etwa der halben Betriebsspannung UB verbunden. Zwischen dem Eingang 11 des Integrators und dem Eingang 32 des Operationsverstärkers 30 ist ein Widerstand 34 angeordnet, der zusammen mit einem Kondensator 35 die Ausgangsfrequenz des Dreieckgenerators bestimmt.
  • Das in Figur 2 dargestellte Hörgerät mit dem Dreieckspannungsgenerator 5 und mit dem Schaltverstärker 8 ist in diesen Hörgerätekomponenten gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Hörgerät modifiziert. Die in Figur 2 und in Figur 1 übereinstimmenden Bezugszeichen beziehen sich auf gleichartige Hörgerätekomponenten.
  • In dem Dreieckspannungsgenerator 5 gemäß Figur 2 weist der Spannungsteiler 15 durch Zufügen eines Widerstandes R2 eine Reihenschaltung von insgesamt vier Widerständen R1 bis R4 auf. Wenn die Summen der Widerstandswerte R1 und R2 sowie R3 und R4 jeweils gleich groß gewählt sind, läßt sich an deren mittlerer Verbindungsstelle 36 die halbe Betriebsspannung UB abgreifen. Mit dieser halben Betriebsspannung wird in diesem Ausführungsbeispiel der nicht invertierende Eingang 33 des Operationsverstärkers 30 in dem Integrator 10 versorgt. Wenn des weiteren die Widerstände R1 bzw. R4 gegenüber den Widerständen R2 bzw. R3 den jeweils doppelten Widerstandswert aufweisen, beträgt der Scheitelwert der vom Integrator 10 über die Leitung 6 an den Modulator 4 abgegebenen Dreieckspannung ein Drittel der Betriebsspannung UB. Das Nullpotential dieser Dreieckspannung liegt auch wegen der Symmetrie der als Fensterkomparator ausgebildeten Vergleichsschaltung 14 bei der halben Betriebsspannung UB. Da dem Integrator 10 über den Spannungsumschalter 26 eine zu der halben Betriebsspannung UB symmetrische Eingangsspannung zugeführt wird, sind die Integrationsströme und damit auch die beiden Steigungen des Dreiecksignals bis auf das Vorzeichen gleich. Dadurch besitzt das entstehende Rechtecksignal am Ausgang der bistabilen Kippstufe 23 ein Tastverhältnis von genau 50 %. Gemäß Figur 2 steuert das Ausgangssignal der bistabilen Kippstufe 23 den Spannungsumschalter 26 über einen Treiber 37.
  • Bei den hier beispielhaft angegebenen Dimensionierungen des Spannungsteilers 15 läßt sich die Frequenz des Dreiecksignals aus folgenden Beziehungen ableiten und berechnen: U B /2 R C ·T Dr /2=U B /3; T Dr = 4 3 R C; f Dr = 3 4 R C
    Figure imgb0001
     In den Gleichungen bedeuten:
    • R C =
    Zeitkonstante des Integrators
    UB/2 =
    Eingangsspannung des Integrators
    UB/3 =
    Spannungsänderung während einer halben Periode des Dreiecksignals
    TDr =
    Periode des Dreiecksignals
  • In Figur 2 ist der Schaltverstärker 8 als Gegentaktschaltung ausgebildet und wird daher zur Erzeugung eines zusätzlichen komplementären Ansteuersignals zusätzlich über einen Inverter 38 angesteuert. Der Schaltverstärker 8 gemäß Figur 2 weist vier im Schaltbetrieb arbeitende MOSFET-Transistoren T1 bis T4 auf. Die Transistoren T1 und T2 sowie die Transistoren T3 und T4 sind jeweils komplementär zueinander ausgebildet. Der Schaltverstärker 8 wird über Anschlüsse 39 und 40 mit Betriebsspannung versorgt. Durch den Schaltbetrieb sind entweder die Transistoren T1 und T4 oder T3 und T2 gleichzeitig leitend. Der Zeitraum, innerhalb welchem diese Transistoren leitend sind, wird von der jeweiligen Impulsdauer der Einzelimpulse des pulsdauermodulierten Signals bestimmt, das dem Schaltverstärker über Eingänge 41 und 42 zugeführt wird. Bei einem Wechsel des Pegels in dem pulsdauermodulierten Signal wechseln folglich auch die leitend geschalteten Transistoren in den nicht leitend geschalteten Zustand und die bisher nicht leitend geschalteten Transistoren werden sodann leitend. Im Ergebnis wird folglich der in dem Brückenzweig des Schaltverstärkers 8 angeordnete Hörer 9 zwischen der an den Anschlüssen 39 und 40 liegenden Betriebsspannung UB (Plus- und Minuspol) umgeschaltet. Durch die Tiefpaßwirkung des Hörers 9 wird das Nutzsignal aus dem pulsdauermodulierten Signal herausgefiltert und hörbar gemacht.

Claims (9)

  1. Hörgerät mit einem Eingangswandler (2), einer Verstärkereinrichtung, einem Ausgangswandler (9) und einer Stromquelle (16) als Quelle für eine Betriebsspannung (UB), einem Schaltverstärker (8) als Endstufe und einem Dreieckspannungsgenerator (5) als Basissignalerzeuger für ein pulsdauermoduliertes Signal, mit welchem der Schaltverstärker (8) steuerbar ist, wobei der Dreieckspannungsgenerator (5) wenigstens einen Integrator (10) aufweist, dessen Integrationsrichtung in Abhängigkeit von einem Eingangssignal (I) umkehrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (10) eingangsseitig mit einem Schaltmittel (12) und ausgangsseitig mit einer Vergleichsschaltung (14) in Wirkverbindung steht und daß die Vergleichsschaltung (14) in Abhängigkeit von wenigstens einer aus der Betriebsspannung (UB) abgeleiteten Schwellenspannung das Schaltmittel (12) steuert, durch welches dem Integrator (10) das Eingangssignal (I) zuführbar ist.
  2. Hörgerät nach Anspruch 2, wobei das Eingangssignal (I) des Integrators (10) durch das Schaltmittel (12) zur Umkehr der Integrationsrichtung am Integratorausgang umschaltbar ist.
  3. Hörgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Eingangssignal (I) für den Integrator (10) aus zwei unterschiedlichen Gleichspannungen gebildet ist, die wechselweise über das Schaltmittel (12) in Abhängigkeit von der Vergleichsschaltung (14) eingangsseitig an den Integrator (10) anlegbar sind.
  4. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Schaltmittel (12) eine bistabile Kippschaltung (23), vorzugsweise ein R/S-Flip-Flop, aufweist.
  5. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vergleichsschaltung (14) als eine Komparatorschaltung (21, 22), vorzugsweise Fensterkomparatorschaltung, ausgebildet ist.
  6. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Vergleichsschaltung (14) zwei Schwellenspannungen zugeführt sind, die aus einem Spannungsteiler (15) entnehmbar sind, der zu der Batterie (16) elektrisch parallelgeschaltet ist und eine Reihenschaltung von wenigstens drei Widerständen (R1 bis R4) aufweist, deren Verbindungsstellen (19, 20) Abgriffpunkte für die Schwellenspannungen bilden.
  7. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Integrator (10) einen Operationsverstärker (30) aufweist, dessen Ausgang (31) kapazitiv mit dessen invertierendem Eingang (32) verbunden und dessen nicht invertierender Eingang (33) der halbe Spannungsbetrag (UB/2) der Betriebsspannung (UB) zugeführt ist.
  8. Hörgerät nach Anspruch 7, wobei der halbe Spannungsbetrag (UB/2) der Betriebsspannung (UB) aus dem Spannungsteiler (15) entnehmbar ist, der zu der Batterie (16) parallelgeschaltet ist, wobei zwischen den Abgriffpunkten (19, 20) für die Schwellenspannungen zwei Widerstände (R2, R3) angeordnet sind, deren Verbindung (36) einen Abgriff für den halben Betrag der Betriebsspannung (UB) bildet.
  9. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei über das Schaltmittel (12) der Integrator (10) eingangsseitig wechselweise mit je einem der beiden Potentiale (Plus, Minus) der Batterie (16) verbindbar ist.
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