JPH10200352A - 利得圧縮増幅器及び補聴器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、利得圧縮技術を用い、広いダイナミ
ックレンジに亘って線形の利得を有する利得圧縮増幅器
を提供する。 【解決手段】本発明を適用した利得圧縮増幅器６０は、
増幅器６２と、この増幅器６２の入力と出力の間に接続
された利得コントローラ６４と、増幅器６２の出力に接
続されるとともに利得コントローラ６４に接続された利
得制御回路６６とを備える。利得制御回路６６は、増幅
器６２の出力における電圧を所定の閾値電圧と比較し
て、利得制御信号を発生する。利得コントローラ６４
は、この利得制御信号に応じて動作し、増幅器６２の利
得を連続的に調整する。この利得圧縮増幅器６０を補聴
器に用いることにより、声歪みを最小化し、ユーザの使
い心地を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、利得圧縮増幅器及
び補聴器に関する。特に、本発明は、補聴器において広
いダイナミックレンジに亘って線形圧縮関数を有する利
得圧縮増幅器等に関する。

【０００２】

【従来の技術】補聴器の技術における歪みは、入力信号
には存在しない望ましくない付加的な音が出力信号に発
生されることで定義される。このような歪み、すなわち
付加的な音は、音声の時間的構成において殆どの割合を
占める低レベルの音声キューを直接的にマスキングし、
また重要な振幅キューを劣化させることにより、ある種
の音声のマスキングノイズとして作用する。標準的な補
聴器における出力増幅段の振幅を制限する技術として、
ピーククリッピングが用いられているが、ピーククリッ
ピングの技術では、補聴器回路の出力増幅段で歪みが生
じることが多い。

【０００３】音声歪みを解析するために、補聴器は、通
常、前置増幅段と出力増幅段の２つの主要な増幅段によ
り構成されていると考えることができる。図７は、２段
の増幅段からなる補聴器１０の回路構成例を示す図であ
る。図７に示すように、補聴器１０の前置増幅段１２
は、増幅器１４を備え、この増幅器１４の一方の入力端
子１６は、カップリングコンデンサ２０を介してマイク
ロフォン１８に接続され、他方の入力端子２２は接地さ
れている。増幅器１４は、抵抗２４、２６により決定さ
れる定利得を有する。前置増幅段１２の出力端子２８
は、ユーザによって調整可能なボリューム制御回路３０
に接続され、このボリューム制御回路３０の出力端子３
２は、補聴器１０の出力増幅段３４に接続されている。
ボリューム制御回路３０は、ポテンショメータ３６を備
え、このポテンショメータ３６は、前置増幅段１２の出
力端子２８に接続されているとともに、カップリングコ
ンデンサ４０を介して出力増幅段３４の入力端子３８に
接続されている。出力増幅段３４は、増幅器４２を備
え、この増幅器４２の入力端子３８は、ボリューム制御
回路３０の出力端子３２に接続されている。増幅器４２
は、抵抗４４、４６によって決定される定利得を有し、
この増幅器４２の出力端子４８は電気−音響変換器、例
えばスピーカ５０に接続されている。

【０００４】前置増幅段１２において、歪み無く増幅で
きる量は、通常、電池供給電圧により制限される。耳に
装着される大きさの従来の補聴器では、通常、電池供給
電圧は、亜鉛−エア電池により得られる１．２５Ｖに制
限されている。入力される音声のレベル（振幅）が大幅
に増加すると、前置増幅段１２の出力にて得られる増幅
された信号は、使用可能な電池電圧を超えようとし、前
置増幅器１２が飽和して出力信号が歪む。すなわち出力
信号がクリップされる。

【０００５】出力増幅段３４では、Ａ級増幅器やＤ級増
幅器等の種々の増幅器が用いられる。このような増幅器
では、入力音声のレベルがある閾値に達すると、オーバ
ロードが起こる。出力増幅段３４にＡ級増幅器を用いた
場合、前置増幅段１２から出力増幅段３４に供給される
信号は、前置増幅段１２に入力される音声の振幅が大き
くなるにつれて増大する。前置増幅段１２の出力端子２
８における電圧が電池供給電圧の限界値に達すると、そ
れ以上の増幅は行われない。マイクロフォン１８におけ
る入力音声のレベルが前置増幅段１２を励振し続ける
と、前置増幅段１２が飽和して、歪みが生じる。

【０００６】出力増幅段３４にＤ級増幅器を用いた場合
にも、飽和のメカニズムは異なるが、同様のオーバロー
ドが発生する。Ｄ級増幅器を用いると、出力増幅段３４
は、電気−音響変換器、例えばスピーカ５０のコイル
に、パルス幅変調された信号を供給する。入力音声のレ
ベル又は全体の増幅量のいずれかが大きくなると、各パ
ルスが互いに重なり、出力信号が飽和し、例えばピーク
クリッピングの形で歪みが生じる。通常、Ｄ級増幅器で
は、最大音響出力から約３ｄＢ下がった点から歪みが生
じ始める。

【０００７】ピーククリッピングは、出力増幅器を過大
に励振した場合のように非意図的に行ってもよく、ある
いは補聴器の飽和音圧レベル（ＳＳＰＬ）をピーククリ
ッピング回路によって低下させる場合のように、意図的
に行ってもよい。増幅器における過励振や出力のクリッ
ピングにより生じる飽和に起因した歪みは、低い入力レ
ベルにおいて補聴器内に発生する低レベルの歪みとは区
別される必要がある。飽和による歪みは、入力レベルが
高すぎるために、前置増幅段、出力増幅段又はその両方
において飽和に達したときに発生する。飽和が生じる
と、波形が大きく歪む。低い入力レベルにおいて歪みが
余り発生しないように補聴器を意図的に構成した場合で
も、入力される音声のレベルが電池、前置増幅段又は出
力増幅段の能力を超えると、ある時点で飽和による歪み
が発生する。

【０００８】図８に、図７に示す補聴器にＤ級増幅器に
よるピーククリッピングを用い、そのときの飽和に起因
した高い歪みの歪率を示す。この補聴器のピーク音響利
得は３５ｄＢであり、ピーク飽和音圧レベル（ＳＳＰ
Ｌ）は１０７ｄＢであり、周波数応答マトリクススロー
プ（すなわち、ピークと５００Ｈｚ間の音響利得の差）
は１０ｄＢである。図８に、入力音声のレベルが６０ｄ
Ｂ、７０ｄＢ、８０ｄＢ、９０ｄＢのときの周波数に対
する高調波歪みを示す。これらの入力音声のレベルは、
それぞれ小声、会話音声、大声、叫び声に相当する。歪
み特性図は、例えば６０ｄＢや７０ｄＢの低い入力音声
のレベルでは歪みのレベルは低く、歪率が２又は３パー
セントの範囲にあることを示している。入力音声のレベ
ルが、例えば８０ｄＢに増大すると、補聴器は急激に飽
和状態となり、歪みのレベルは急激に高くなり、歪みピ
ークが約５０パーセントになる。入力音声のレベルが９
０ｄＢのときは、歪みの割合が増加し続け、５０パーセ
ントの歪み上限を超える。これは、特に９００Ｈｚ〜２
０００Ｈｚの中間周波数帯域において顕著である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】増幅段に、その利得を
圧縮する圧縮回路を用いることにより、従来の補聴器の
飽和による歪みは低減することが知られている。このよ
うな構成は、利得圧縮増幅器として知られている。しか
しながら、従来の利得圧縮増幅器は、通常、線形圧縮関
数を用いていない。利得圧縮増幅器を構成する電子部品
に制約があるため、圧縮関数は非線形であり、例えば段
状又は曲線である。図９は、２対１の圧縮比を有する利
得圧縮増幅器の線形圧縮関数と比較して、２つの非線形
圧縮関数の例を示す図である。この図９では、入力音圧
レベルを、６０ｄＢ〜９０ｄＢの範囲において１０ｄＢ
ステップで変化させている。理想的には、このような場
合、入力音圧レベルが１０ｄＢ変化する毎に、出力音圧
レベルは５ｄＢ変化する。しかしながら、上述及び図９
に示すように、この例では、従来の利得圧縮増幅器は、
増幅器のダイナミックレンジに亘って非線形圧縮関数を
有している。この結果、圧縮関数は、６０ｄＢ〜８０ｄ
Ｂの範囲で線形であり、出力音圧レベルは圧縮されて、
入力音圧レベルが１０ｄＢ変化する毎に５ｄＢ変化す
る。入力音圧レベルが８０ｄＢから９０ｄＢに変化する
とき、圧縮関数は非線形となり、出力音圧レベルは圧縮
されて、例えば４ｄＢ又は６ｄＢ変化する。

【００１０】したがって、例えば６０ｄＢ〜９０ｄＢの
ような広いダイナミックレンジに亘って、利得が線形関
数の増幅器が必要である。本発明は、上述した実情に鑑
みてなされたものであり、利得圧縮技術を用い、広いダ
イナミックレンジに亘って線形の利得を有する増幅器を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る利得圧縮増
幅器は、入力端子及び出力端子を有する演算増幅器等の
増幅器と、この増幅器の入力端子と出力端子間に接続さ
れた利得コントローラと、利得制御回路とを備える。利
得コントローラは、利得制御回路が発生する利得制御信
号に応答して、増幅器の利得を連続的に調整する。例え
ば、利得コントローラは、電流制御形抵抗である。

【００１２】利得制御回路は、入力端子が増幅器の出力
端子に接続され、出力端子が利得コントローラに接続さ
れている。利得制御回路は、増幅器の出力端子における
出力電圧を所定の閾値電圧と比較して、この利得制御回
路の出力端子に利得制御信号を発生する。この利得制御
信号は、増幅器の出力電圧が閾値電圧より高くなったと
きに、増幅器の利得を連続的に調整する。例えば、利得
制御回路は、利得制御信号を選択的に制御して、増幅器
の出力が閾値信号レベルより高いときに利得制御信号が
発生するように構成されたリレー等の手段を有する。典
型的には、所定の閾値は、増幅器が飽和する電圧より低
い値に設定される。

【００１３】また、本発明に係る利得制御回路は、増幅
器の出力端子に接続された入力端子及び出力端子を有す
る整流回路を備える。整流回路の出力は、直流電圧であ
る。この利得制御回路は、電圧比較回路を備え、この電
圧比較回路は、整流された電圧及び所定の閾値電圧が供
給され、出力電圧を発生する。この出力電圧は、整流電
圧と閾値電圧の差である。加算回路は、電圧比較回路の
出力端子に接続された第１の入力端子及び閾値以下増幅
器に接続された第２の入力端子を有する。加算回路は、
第１及び第２の入力端子における電圧の和である出力信
号を発生する。また、利得制御回路は、加算回路の出力
端子に接続された入力端子及び利得コントローラに接続
された出力端子を有する電流発生回路を備える。電流発
生回路は、増幅器の利得を調整するのに必要な制御電流
を発生する。この制御電流は、整流電圧と閾値電圧に比
例する。

【００１４】また、本発明は、本発明を適用した利得圧
縮増幅器を用いて、ユーザが聞く音の音質を向上させる
ことができる補聴器を提供する。この補聴器は、音声検
出器に接続された入力端子及び出力駆動回路網に接続さ
れた出力端子を有する前置増幅回路網を備える。また、
この補聴器は、出力回路網を備え、この出力駆動回路網
は、前置増幅回路網の出力端子に接続された入力端子及
び電気−音響変換器に接続された出力端子を有する。

【００１５】前置増幅回路網は、本発明に係る利得圧縮
増幅器からなる。具体的には、前置増幅回路網は、入力
線及び出力線を有する増幅器と、この入力線と出力線の
間に接続された利得コントローラと、増幅器及び利得コ
ントローラに接続された利得制御回路とを備える。利得
コントローラは、利得制御回路が発生する利得制御信号
に応じて、増幅器の利得を連続的に調整する。

【００１６】さらに、この補聴器において、出力駆動回
路網は、上述した本発明に係る利得圧縮増幅器からな
る。具体的には、出力駆動回路網は、増幅器、利得コン
トローラ、利得制御回路を備え、増幅器の利得を自動的
に調整して、音声変換器からの音声信号を増幅し、高音
質の音声を出力する。

【００１７】また、この補聴器は、例えば、前置増幅回
路網の出力端子と出力駆動回路網の入力端子の間に接続
され、音声変換器からの音声信号のレベルをユーザが調
整するボリューム制御回路を備える。ボリューム制御回
路は、例えば分圧器を構成する可変抵抗からなり、前置
増幅回路網の出力端子と出力駆動回路網の入力端子の間
に接続される。

【００１８】本発明に係る補聴器は、前置増幅回路網
と、出力駆動回路網とを備え、前置増幅回路網は、本発
明に係る利得圧縮増幅器をからなり、出力駆動回路網
は、定利得の増幅器からなる。また、本発明に係る補聴
器は、前置増幅回路網と、出力駆動回路網とを備え、前
置増幅回路網は、定利得の増幅器からなり、出力駆動回
路網は、本発明に係る利得圧縮増幅器からなる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る利得圧縮増幅
器及び補聴器の実施例について図面を参照しながら説明
する。本発明に係る利得圧縮増幅器の圧縮パラメータ
は、ここで説明する数学的表現によって異なる。

【００２０】本発明に係るその利得を入力信号レベルの
大きさに応じて圧縮する利得圧縮増幅器は、２つの基本
的な動作モードで動作する。第１のモードは「閾値以下
モード」と称され、第２のモードは「閾値以上モード」
と称される。閾値以下モードでは、利得圧縮増幅器は、
入力音圧レベルに依存しない定利得を有する。一方、閾
値以上モードでは、利得圧縮増幅器は、入力音圧レベ
ル、所望の圧縮比、利得圧縮増幅器の利得切換のための
閾値に依存した可変利得を有する。圧縮比ＣＲは、増幅
器において、入力音圧レベルの増大率又は増加率ＩＲの
デシベル値に対する出力音圧レベルの増加率ＯＩのデシ
ベル値の比であり、以下のように表される。

【００２１】圧縮比＝入力増加率／出力増加率 利得圧縮増幅器の利得変換率ＧＴは、入力音圧レベルの
増加率ＩＲの特定範囲における出力音圧レベルの増加率
ＯＩのデシベル値に対する増幅器の利得減少率ＧＲのデ
シベル値の比であり、以下のように表される。

【００２２】利得変換率＝利得減少率／出力増加率 これらの利得圧縮増幅器のパラメータの関係を以下の表
１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】図１は、利得圧縮増幅器の好ましい実施例
を示す図である。利得圧縮増幅器６０は、例えば演算増
幅器からなる増幅器６２と、利得コントローラ６４と、
整流／ピーク検出回路７０と、増幅器６２の整流された
出力に応じて利得コントローラ６４を制御する利得制御
回路６６とを備えている。利得コントローラ６４は、可
変抵抗又は増幅器６２の利得を制御することができる他
の同等の素子からなる。利得コントローラ６４は、例え
ば電流制御形可変抵抗からなり、利得制御回路６６を流
れる直流電流に反比例して抵抗が小さくなる。増幅器６
２の利得は、値Ｒの固定抵抗６８と利得コントローラ６
４により制御される。利得制御回路６６は、図１に示す
ように、増幅器６２のフィードバックループに接続され
ている。上述した閾値以上モードでは、固定抵抗６８を
流れる電流を制御することにより所望の圧縮関数が得ら
れ、電流が増加すると、利得圧縮増幅器６０の利得が低
下し、電流が減少すると利得が増大する。利得圧縮増幅
器６０は、利得が固定される閾値以下モードになるま
で、このような動作を続ける。

【００２５】以下に示す式を用いて、本発明に係る利得
圧縮増幅器６０のパラメータを決定し、利得コントロー
ラ６４を介して増幅器６２の利得を調整するのに必要な
利得制御電流Ｉ_cmを決定することができる。ある圧縮比
を得るのに必要な利得制御電流Ｉ_cmは、増幅器６２の出
力を整流／ピーク検出回路７０によって整流した利得圧
縮増幅器の出力電圧｜Ｖ_o｜を所定の閾値電圧Ｖ_thで割
算し、割算結果を利得変換率ＧＴ乗し、この結果に閾値
以下利得電流Ｉ_stを乗算したものである。利得変換率Ｇ
Ｔを決定するため、まず、利得圧縮増幅器６０の閾値以
上利得減少率ＧＲを求める。

【００２６】

【数４】

【００２７】

【数５】

【００２８】

【数６】

【００２９】

【数７】

【００３０】

【数８】

【００３１】ここで、Ｒは抵抗６８の値である。利得コ
ントローラ６４が可変抵抗であるとき、閾値電圧Ｖ_th以
上、以下における利得コントローラ６４の抵抗値は、利
得制御電流Ｉ_cm、閾値以下利得電流Ｉ_stに反比例する。
このとき、利得コントローラ６４の抵抗値Ｒ_cm、Ｒ
_stは、それぞれ１／Ｉ_cm、１／Ｉ_stに置き換えることが
でき、利得減少率ＧＲを求める以下の式６が得られる。

【００３２】

【数９】

【００３３】利得圧縮増幅器６０の出力音圧レベルの増
加率ＯＩは、以下の式７で定義される。

【００３４】

【数１０】

【００３５】上述のように、利得圧縮増幅器６０の利得
変換率ＧＴは、出力音圧レベルの増加率ＯＩに対する利
得減少率ＧＲの比であり、以下の式８が得られる。

【００３６】

【数１１】

【００３７】式８は、以下のように変形することがで
き、特定の入力音圧レベルに適した圧縮関数を確立する
所望の利得制御電流Ｉ_cmを得ることができる。

【００３８】

【数１２】

【００３９】

【数１３】

【００４０】

【数１４】

【００４１】

【数１５】

【００４２】上述のように、式１２により、ある圧縮比
を得るのに必要な利得制御電流Ｉ_cmは、増幅器６２の出
力を整流／ピーク検出回路７０によって整流した利得圧
縮増幅器の出力電圧｜Ｖ_o｜を所定の閾値電圧Ｖ_thで割
算し、割算結果を利得変換率ＧＴ乗し、この結果にを閾
値以下利得電流Ｉ_stを乗算したものである。

【００４３】図２は、所望の利得制御電流を発生させる
利得圧縮増幅器の具体的な構成を示す回路図である。図
２に示す具体例において、利得圧縮増幅器の出力電圧Ｖ
_outは、利得制御回路６６内の整流／ピーク検出回路７
０に供給されている。整流／ピーク検出回路７０は、例
えば半波整流器からなり（以下、単に整流回路７０とい
う。）、増幅器７２と、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴトラ
ンジスタ７４と、コンデンサ７６とを有している。上述
のように、整流回路７０は半波整流器からなるが、全波
整流器としてもよい。さらに、コンデンサ７６は、フィ
ードバックループにおける１次の位相補償素子であり、
その値は、遅延特性がフィードバックループの遅延時間
を優先したものとなるように、設定されている。整流回
路７０からの整流された出力電圧｜Ｖ_o｜は、比較器７
８に供給され、所定の閾値電圧Ｖ_thと比較される。整流
された出力電圧｜Ｖ_o｜が所定の閾値電圧Ｖ_thより低い
とき、リレースイッチ８２のソレノイドコイル８０には
電流が流れず、リレースイッチ８２は開いたままであ
る。このとき、利得圧縮増幅器６０は閾値以下モードで
動作し、利得制御電流Ｉ_cmは一定とされ、可変抵抗から
なる利得コントローラ６４は、増幅器６２の利得を最大
に設定する。図２に示す回路においては、利得制御電流
Ｉ_cmは、約１μＡであり、増幅器６２の利得は約３０ｄ
Ｂとなっている。このように、この回路構成を有する利
得圧縮増幅器では、増幅器６２の出力電圧Ｖ_outが所定
の閾値電圧Ｖ_thより低いとき、増幅器６２は、この増幅
器６２の入力電圧Ｖ_inによっては変化しない定利得を有
する。すなわち、利得は、入力音圧レベルに依存しな
い。

【００４４】整流された出力電圧｜Ｖ_o｜が所定の閾値
電圧Ｖ_thより高いとき、比較器７８は、リレーのソレノ
イドコイル８０に電流を流し、リレースイッチ８２を閉
じる。これにより、利得圧縮動作が行われる。リレース
イッチ８２が閉じると、増幅器８４は、差動増幅器から
なり、対数増幅器８８の出力電圧Ｖ₂から対数増幅器８
６の出力電圧Ｖ₁を減算するとともに、利得変換率ＧＴ
を乗算する。増幅器８４の出力電圧Ｖ₃は、加算増幅器
９２により、対数増幅器９０の出力電圧Ｖ₄と加算され
る。加算された出力電圧Ｖ₅は、フィードバックループ
の電圧−電流変換器を構成する増幅器９４及びトランス
コンダクタンス演算増幅器９６に供給される。増幅器９
４の出力電圧Ｖ₆は、所望の利得制御電流Ｉ_cmを電流制
御形抵抗からなる利得コントローラ（以下、単に可変抵
抗ともいう。）６４に供給するように、トランスコンダ
クタンス演算増幅器９８を制御する。したがって、増幅
器６２の出力電圧Ｖ_outが所定の閾値電圧Ｖ_thより高く
なると、電流源９１の電流Ｉ_{s t}が、一定の圧縮比を維持
するのに十分な割合で増加する。

【００４５】すなわち、増幅器８４〜９８及びそれらに
対応する個別部品は、可変抵抗６４を制御する所望の電
流を発生させる圧縮制御信号処理器として動作する。上
述のように、電流制御形可変抵抗６４は、例えば電流が
増減する際に増幅器６２の利得を変化させるトランスコ
ンダクタンス演算増幅器である。トランスコンダクタン
ス演算増幅器としては、例えばナショナルセミコンダク
タ（National Semiconductor Corporation）社製のＬＭ
３０８０がある。

【００４６】上述のように、可変抵抗６４の適切な抵抗
値を得るのに必要な電流は、利得制御電流Ｉ_cmである。
利得制御電流Ｉ_cmは、図２に示すように、閾値以下利得
電流Ｉ_stを供給するための適切な抵抗値を得るのに必要
な電流と、利得低減電流Ｉ_atとの和である。可変抵抗６
４の抵抗パラメータを、電流値Ｉ_cm、Ｉ_stに対してそれ
ぞれＲ_cm、Ｒ_stとする。

【００４７】図２に示す回路の演算特性を有理化するた
め、所定の値をはじめに決定する必要がある。ダイオー
ドの順方向電流Ｉ_d及び順方向電圧Ｖ_dは、以下の式１
３、１４で表される。

【００４８】

【数１６】

【００４９】

【数１７】

【００５０】これらの式において、Ｉ_sは半導体の接合
部の逆方向飽和電流であり、ｖｔは半導体接合部の熱電
圧である。一般的には、ｖｔは、３００度Ｋ（華氏）に
て２５．７ｍＶである。図２に戻って、対数増幅器８８
の出力電圧Ｖ₂は、以下の式１６で表され、

【００５１】

【数１８】

【００５２】

【数１９】

【００５３】対数増幅器８６の出力電圧Ｖ₁は、以下の
式１７で表される。

【００５４】

【数２０】

【００５５】増幅器８４は、差動増幅器であり、その出
力電圧Ｖ₃は、以下の式１８で表される。

【００５６】

【数２１】

【００５７】式１６、１７のＶ₁、Ｖ₂を式１８に代入す
ると、差動増幅器８４の出力電圧Ｖ ₃に対して、以下の
式１９が得られる。

【００５８】

【数２２】

【００５９】増幅器８８、８６に接続されている抵抗Ｒ
₁、Ｒ₂が等しく、ダイオード８７、８９の逆方向飽和電
流Ｉ_sが等しいときは、式１９は、以下の式２０のよう
な簡単な式に変形される。

【００６０】

【数２３】

【００６１】対数増幅器９０の出力電圧Ｖ₄は、上述の
ように、定利得となるような電流を可変抵抗６４に供給
するためのものであり、これにより、正確な閾値以下利
得が得られる。すなわち、増幅器６２の利得を最大利得
に設定する閾値以下モードのときに、可変抵抗６４に適
切な電流を供給する。

【００６２】

【数２４】

【００６３】リレースイッチ８２が閉じているとき、増
幅器９２は、出力電圧Ｖ₅を有する加算増幅器として動
作する。増幅器９２に接続されている抵抗Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ
₁₀が等しいとき、出力電圧Ｖ₅は、以下の式２２に示す
ように、電圧Ｖ₃と電圧Ｖ₄の和を反転したものとなる。

【００６４】

【数２５】

【００６５】式２０、２１のＶ₃、Ｖ₄を式２２に代入す
ると、増幅器９２の出力電圧Ｖ₅は、以下の式２４のよ
うに表される。

【００６６】

【数２６】

【００６７】

【数２７】

【００６８】増幅器９２の出力電圧Ｖ₅がわかると、利
得制御電流Ｉ_cmは、以下の式２５により求められる。

【００６９】

【数２８】

【００７０】式２４のＶ₅を式２５に代入すると、利得
制御電流Ｉ_cmは以下の式２６のように表される。

【００７１】

【数２９】

【００７２】なお、この式２５に示す利得制御電流Ｉ_cm
は、以下の式２８のように変形することができる。上述
の例に従って、図２に示す回路は、整流された出力電圧
｜Ｖ _o｜が所定の閾値電圧Ｖ_thより高いとき、増幅器６
２の利得を連続的に変化させる利得制御を行う。

【００７３】

【数３０】

【００７４】

【数３１】

【００７５】ここで、本発明に係る利得圧縮増幅器を用
いた補聴器の具体例について、図３、４を参照しながら
説明する。これらの図３、４に示すように、本発明を適
用した利得圧縮増幅器６０を、補聴器の前置増幅段、出
力増幅段、又はその両段に用いることができる。勿論、
利得圧縮増幅器を補聴器の両段に用いることにより、１
つの利得圧縮増幅器を用いた補聴器よりも、音質を向上
させることができる。

【００７６】上述のように、信号のクリッピングは、前
置増幅段の出力及び出力増幅段の出力で起こる。前置増
幅段の出力でのクリッピングが起こる点は、マイクロフ
ォンからの入力信号の振幅、すなわち入力音圧レベル、
前置増幅器の利得、及び電池電圧に依存する。一般的に
は、クリッピングは、入力音圧レベルが約８０ｄＢに達
したときに起こる。出力増幅段でのクリッピングは、マ
イクロフォンからの入力音圧レベル、前置増幅器の利
得、電池電圧、ボリューム制御回路によるレベル減衰
量、及び出力増幅段の利得の関数で表される。

【００７７】具体的には、ユーザによりボリューム制御
回路の減衰量が最低に設定され、マイクロフォンからの
入力信号が時間の経過と共に大きくなるとき、出力増幅
段の利得により、出力増幅段の出力が、前置増幅段の出
力よりも前にクリップされる。一方、ボリューム制御回
路の減衰量が調整され、出力増幅段への入力信号の振幅
が出力増幅段の利得と同じ値又はそれよりも大きい値と
されているときは、前置増幅段の出力が、出力増幅段よ
りも前にクリップされる。

【００７８】この問題を解決し、補聴器におけるクリッ
ピングを最少限にするため、前置増幅段の出力及び出力
増幅段の出力をそれぞれ検出して、利得の圧縮を制御す
る。両段における利得圧縮の閾値は、クリッピングが起
こらない範囲であってできるだけ高く設定されることが
好ましい。一般的には、圧縮比１０：１が補聴器に適し
ている。

【００７９】図３に、本発明に係る利得圧縮増幅器を用
いた補聴器の一実施例を示す。この実施例では、前置増
幅段において、本発明に係る利得圧縮増幅器を用い、こ
の利得圧縮増幅器の利得を、閾値以下モードでは一定と
し、閾値以上モードでは可変としている。また、出力増
幅段は定利得としている。

【００８０】図３に示すように、補聴器１００の前置増
幅段は、増幅器６２を備え、この増幅器６２の一方の入
力端子１０２は、カップリングコンデンサ２０を介して
マイクロフォン１０４に接続され、他方の入力端子１０
６は接地されている。増幅器６２は、抵抗６８と利得コ
ントローラ６４により決定される利得を有する。前置増
幅段の出力端子１０８は、ユーザによって調整可能なボ
リューム制御回路１１０に接続され、このボリューム制
御回路１１０の出力端子１１２は、補聴器１００の出力
増幅段に接続されている。ボリューム制御回路１１０
は、ポテンショメータ１１４を有し、このポテンショメ
ータ１１４は、前置増幅段の出力端子１０８に接続され
ているとともに、カップリングコンデンサ１１８を介し
て出力増幅段の入力端子１１６に接続されている。出力
増幅段は、増幅器１２８を備え、この増幅器１２８の入
力端子１１６は、ボリューム制御回路１１０の出力端子
１１２に接続されている。出力増幅段の増幅器１２８
は、抵抗１２０、１２２によって決定される定利得を有
し、この増幅器１２８の出力端子１２４は電気−音響変
換器、例えばスピーカ１２６に接続されている。

【００８１】図３に示す補聴器において、動作中、入力
音声のレベルが小声、会話音声、大声、叫び声のいずれ
であっても、入力音声は、マイクロフォン１０４により
検出され、前置増幅段によりフィルタ処理され、増幅さ
れる。前置増幅段からの増幅された信号は、ボリューム
制御回路１１０に供給され、ここでポテンショメータ１
１４の設定に応じて減衰される。ボリューム制御回路１
１０の出力は、出力増幅段に供給されて、増幅される。
出力増幅段では、信号を増幅して電気−音響変換器、例
えばスピーカ１２６を駆動する。

【００８２】入力音声信号がフィルタ処理及びそのレベ
ルが増幅されると、前置増幅段の利得制御回路６６は、
増幅器６２の出力信号の電圧を検出又は測定する。増幅
器６２の出力信号の電圧が所定の閾値電圧より高いとき
は、増幅器６２の利得は、可変抵抗６４の抵抗値を調整
することにより、自動的に低下される。所定の閾値電圧
は、例えば入力換算で７．８ｍＶ（ｒｍｓ）であり、こ
の電圧は、電池電圧が１．２５Ｖにおける８５ｄＢの音
圧レベルに相当する。増幅器６２の出力電圧が所定の閾
値電圧を超えると、可変抵抗６４の抵抗値が調整され
て、増幅器６２は、線形増幅領域内で動作を続け、飽和
しない。

【００８３】図４に、本発明に係る利得圧縮増幅器を用
いた補聴器の他の実施例を示す。図４に示するように、
前置増幅段では、利得圧縮増幅器６０が用いられ、この
利得圧縮増幅器６０を構成する増幅器６２の一方の入力
端子１３０は、カップリングコンデンサ１３４を介して
入力受信装置、例えばマイクロフォン１３２に接続さ
れ、他方の入力端子１３６は接地されている。増幅器６
２は、固定抵抗６８と可変抵抗６４により決定される調
整可能な利得を有する。可変抵抗６４は、利得制御回路
６６から供給される利得制御電流Ｉ_cmに応じて動作する
電流制御形可変抵抗である。この電流制御形可変抵抗
は、利得制御回路６６から供給される利得制御電流Ｉ_cm
に比例する所定の電圧−電流変換関数（トランスコンダ
クタンス）を有している。電流制御形可変抵抗として
は、例えばナショナルセミコンダクタ（National Semic
onductor Corporation）社製のトランスコンダクタンス
演算増幅器（ＯＴＡ）ＬＭ３０８０がある。

【００８４】前置増幅段の利得制御回路６６は、図４に
示すように、増幅器６２の出力端子１３８及び可変抵抗
６４に接続されている。利得制御回路６６は、増幅器６
２からの出力信号の電圧を測定又は検出し、この測定し
た電圧を所定の閾値電圧と比較する。所定の閾値電圧
は、例えば入力換算で７．８ｍＶ（ｒｍｓ）である。測
定された電圧が閾値電圧より高いときは、利得制御回路
６６は、可変抵抗６４の抵抗値を変化させ、前置増幅段
の増幅器６２の利得を下げる。測定された電圧が閾値電
圧より低いときは、利得制御回路６６は、増幅器６２の
利得が最大となるような値に可変抵抗６４を設定するた
めの電流を発生する。

【００８５】上述のように、利得制御回路６６、抵抗６
８、可変抵抗６４及び増幅器６２は、増幅器６２の利得
を制御する前置増幅段の圧縮フィードバックループ又は
利得圧縮増幅器６０を構成している。前置増幅段の利得
圧縮増幅器６０は、増幅器６２の出力信号が供給電圧の
能力を超える直前に、すなわち増幅器６２が飽和する前
に、前置増幅段の利得を下げるために設けられている。
利得制御回路６６を用いることにより、前置増幅段の増
幅器６２は線形増幅領域内において増幅を行うので、増
幅器６２が飽和することを防止することができる。この
結果、入力音声のレベルが高く、例えば８５ｄＢを超え
るようなときでも、例えばピーククリッピングのような
飽和に起因した歪みを抑圧、あるいは事実上最小とする
ことができる。

【００８６】補聴器における前置増幅段の後段には、通
常、ユーザが調整することができるボリューム制御回路
１４０が設けられており、医者や患者が補聴器１００の
出力音声のレベルを最適に調整することができるように
なっている。図４に示す実施例において、可変抵抗、例
えばポテンショメータ１４２は、一端が接地された分圧
器であり、前置増幅段の出力端子１３８に接続されると
ともに、カップリングコンデンサ１４６を介して出力増
幅段の入力端子１４４に接続されている。

【００８７】補聴器１００の出力増幅段は、増幅器６２
ａを備え、この増幅器６２ａの入力端子１４４は、ボリ
ューム制御回路１４０の出力端子１４８に接続されてい
る。また、出力増幅段は、固定抵抗６８ａと可変抵抗６
４ａによって決定される調整可能な利得を有し、補聴器
における電気−音響変換器、例えばスピーカ１５０を駆
動する。利得制御回路６６ａは、増幅器６２ａの出力端
子１５２及び可変抵抗６４ａに接続されている。出力増
幅段の利得制御回路６６ａは、前置増幅段の利得制御回
路６６と同様に、増幅器６２ａの出力電圧Ｖ_outを測定
又は検出し、この測定した電圧Ｖ_outを所定の閾値電圧
Ｖ_thと比較する。この閾値電圧Ｖ_thは、例えば、出力増
幅段にＢ級プッシュプル増幅器又はＤ級パルス幅変調増
幅回路を用いた場合、出力換算で８８０ｍＶ（ｒｍｓ）
である。測定された電圧Ｖ_outが閾値電圧Ｖ_thより高い
ときは、利得制御回路６６ａは、可変抵抗６４ａの抵抗
値を変化させ、出力増幅段の増幅器６２ａの利得を下げ
る。測定された電圧Ｖ_outが閾値電圧Ｖ_thより低いとき
は、利得制御回路６６ａは、増幅器６２ａの利得が最大
となるような値に可変抵抗６４ａを設定するための電流
を発生する。

【００８８】この出力増幅段において、利得制御回路６
６ａ、可変抵抗６４ａ及び増幅器６２ａは、出力増幅段
の利得圧縮増幅器６０ａを構成している。そして、この
利得圧縮増幅器６０ａは増幅器６２ａの利得を制御す
る。出力増幅段の利得圧縮増幅器６０ａは、増幅器６２
ａの出力信号が供給電圧の能力を超える直前に、すなわ
ち増幅器が飽和する前に、出力増幅段の利得を下げるた
めに設けられている。利得制御回路６６ａを用いること
により、出力増幅段の増幅器６２ａは線形増幅領域内で
増幅を行うので、増幅器６２ａが飽和することを防止す
ることができる。この結果、入力音声のレベルが８５ｄ
Ｂを超えるようなときでも、例えばピーククリッピング
のような飽和に起因した歪みを抑圧、あるいは事実上最
小化とすることができる。

【００８９】上述のように、本発明に係る利得圧縮増幅
器は、補聴器に使用され、特に入力音声のレベルが増加
したときに補聴器内で発生する音声歪みを最小とする。
また、この利得圧縮増幅器は、例えば１０：１等の一定
の圧縮比を有し、増幅器への入力信号の振幅がいかなる
場合にも、前置増幅段の増幅器６２と出力増幅段の増幅
器６２ａから出力される信号の振幅を確実に予測するこ
とができる。

【００９０】図４に示す補聴器において、動作中、入力
音声のレベルが小声、会話音声、大声、叫び声のいずれ
であっても、入力音声は、マイクロフォン１３２により
検出され、前置増幅段により増幅される。前置増幅段か
らの増幅された信号は、ボリューム制御回路１４０に供
給され、ここでポテンショメータ１４２の設定に応じて
減衰される。ボリューム制御回路１４０の出力は、出力
増幅段に供給されて、増幅される。出力増幅段では、信
号を増幅して電気−音響変換器、例えばスピーカ１５０
を駆動する。

【００９１】入力音声信号のレベルが増幅されると、利
得制御回路６６は、増幅器６２の出力信号の電圧を検出
又は測定する。増幅器６２の出力信号の電圧が所定の閾
値電圧、例えば入力換算で７．８ｍＶ（ｒｍｓ）より高
いときは、増幅器６２の利得は、可変抵抗６４の抵抗値
を調整することにより、自動的に低下される。増幅器６
２の出力電圧が所定の閾値電圧を超えると、可変抵抗６
４の抵抗値が調整され、増幅器６２が線形増幅領域内で
動作を続け、飽和しない。

【００９２】同様に、出力増幅段の増幅器６２ａの出力
信号の電圧は、利得制御回路６６ａにより検出又は測定
される。増幅器６２ａの出力電圧が所定の閾値電圧、例
えば出力換算で８８０ｍＶ（ｒｍｓ）より高いときは、
増幅器６２ａの利得は、可変抵抗６４ａの抵抗値を調整
することにより、自動的に低下される。増幅器６２ａの
出力電圧が所定の閾値電圧を超えると、可変抵抗６４ａ
の抵抗値が調整されて、増幅器６２ａが線形増幅領域内
で動作を続け、飽和しない。

【００９３】利得圧縮増幅器を用いた補聴器について
は、米国特許出願、発明の名称「入出力間の利得を圧縮
する回路を有する補聴器（HEARING AID HAVING INPUT A
ND OUTPUT GAIN COMPRESSION CIRCUITS）」に詳細に説
明される。なお、この出願は、本願と共に出願され、本
出願人に譲渡され、本願において参照されるものであ
る。

【００９４】図５は、前置増幅段及び出力増幅段の両段
に利得圧縮増幅器を用いた補聴器の歪み特性を示す図で
ある。つぎに、図６に、本発明に係る利得圧縮増幅器を
用いた補聴器の他の実施例を示す。この実施例において
は、複数のタイミングコンデンサ７６の代わりに、各利
得制御回路６０、６０ａにおいて１つのタイミングコン
デンサ１５４が用いられる。この実施例では、出力増幅
段は、抵抗６８ａ、１５６によって決定される定利得を
有している。各段の出力信号の振幅は、それぞれの利得
制御回路６０、６０ａにより独立して検出されている
が、各段の出力信号の振幅は、例えば前置増幅段の利得
制御回路６０の１つで制御されている。このような構成
を有する補聴器の圧縮比も高く、例えば１０：１であ
り、１つの段が、ボリューム制御回路１４０の減衰に応
じて、圧縮比を変化させる。

【００９５】ここで開示された本発明の実施例には、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加えるこ
とができる。例えば、前置増幅段及び出力増幅段には、
種々の増幅器を用いることができる。したがって、上述
の説明は、本発明を限定するものではなく、単なる好ま
しい実施例に過ぎない。当該分野の技術者にとって、特
許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内での他
の変更が可能であることは言うまでもない。

【００９６】

【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、本発明
に係る利得圧縮増幅器は、入力端子及び出力端子を有す
る増幅器と、この増幅器の入力端子と出力端子間に接続
された利得コントローラと、利得制御回路とを備える。
この利得制御回路は、入力端子が増幅器の出力端子に接
続され、出力端子が利得コントローラに接続されてい
る。利得制御回路は、増幅器の出力電圧を、この増幅器
が飽和する電圧よりも低い値の閾値電圧と比較して利得
制御信号を発生し、この利得制御回路を利得コントロー
ラに供給する。利得コントローラは、利得制御回路から
の利得制御信号に基づいて、増幅器の利得を連続的に調
整することにより、増幅器を線形領域で動作させること
ができ、増幅器が飽和することを防止することができ
る。この結果、入力音声のレベルが高く、例えば８５ｄ
Ｂを超えるようなときでも、例えばピーククリッピング
のような飽和に起因した歪みを抑圧、あるいは事実上最
小とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した利得圧縮増幅器の構成を示す
ブロック図である。

【図２】上記利得圧縮増幅器の利得制御回路の具体的な
回路構成を示す図である。

【図３】上記利得圧縮増幅器を前置増幅段に用いた補聴
器の構成を示すブロック図である。

【図４】上記利得圧縮増幅器を前置増幅段及び出力増幅
段に用いた補聴器の構成を示すブロック図である。

【図５】図４に示す補聴器の音声歪み特性を示す図であ
る。

【図６】本発明を適用した補聴器の他の実施例の構成を
示すブロック図である。

【図７】従来の補聴器の構成を示すブロック図である。

【図８】従来の補聴器における種々の入力音声のレベル
での音声歪み特性を示す図である。

【図９】前置増幅段に従来の利得圧縮増幅器を用いた従
来の補聴器の圧縮関数の例を示す図である。

【符号の説明】

６０ 利得圧縮増幅器、６２ 増幅器、６４ 利得コン
トローラ、６６ 利得制御回路、６８ 固定抵抗、７０
整流／ピーク検出回路、７６ コンデンサ

フロントページの続き (71)出願人 595165634 6600 Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ａｎｅ． Ｓｏｕｔｈ Ｅｄｅｎ Ｐｒａｉｒｉｅ, Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ 5534 Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジェリー アール ワール アメリカ合衆国 コロラド州 80866 ウ ッドランド パーク バーデッテ コート 404

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 広いダイナミックレンジを有し、独立し
   た圧縮制御を行う利得圧縮増幅器であって、 入力端子及び出力端子を有する増幅器と、 上記増幅器の入力端子と出力端子の間に接続され、利得
   制御信号に応じて上記増幅器の利得を連続的に調整する
   利得コントローラと、 上記増幅器の出力端子に接続された入力端子及び上記利
   得コントローラに接続された出力端子を有し、上記増幅
   器の出力端子における出力信号のレベルを所定の閾値信
   号レベルと比較して、当該出力端子に上記利得制御信号
   を発生し、少なくとも上記増幅器の出力信号のレベルが
   上記閾値信号レベルより高いときに、上記増幅器の利得
   を連続的に調整する利得制御回路と、 を備えることを特徴とする利得圧縮増幅器。
2. 【請求項２】 上記利得制御回路は、上記増幅器の出力
   端子における出力信号のレベルが上記所定の閾値信号レ
   ベルより高いときに、当該出力端子に上記利得制御信号
   を発生するように、上記利得制御信号を選択的に制御す
   る手段を備える、 ことを特徴とする請求項１記載の利得圧縮増幅器。
3. 【請求項３】 上記選択的に制御する手段は、リレース
   イッチからなる、 ことを特徴とする請求項２記載の利得圧縮増幅器。
4. 【請求項４】 上記利得圧縮増幅器における上記所定の
   閾値信号レベルは、上記増幅器が飽和する電圧より低い
   値に設定された電圧である、 ことを特徴とする請求項１記載の利得圧縮増幅器。
5. 【請求項５】 上記所定の閾値電圧は、約７．８ｍＶ
   （ｒｍｓ）から約８８０ｍＶ（ｒｍｓ）の範囲にある、 ことを特徴する請求項４記載の利得圧縮増幅器。
6. 【請求項６】 上記増幅器は、入力端子に固定抵抗が接
   続された演算増幅器からなる、 ことを特徴とする請求項１記載の利得圧縮増幅器。
7. 【請求項７】 上記利得コントローラは、電流制御形抵
   抗からなる、 ことを特徴とする請求項１記載の利得圧縮増幅器。
8. 【請求項８】 上記利得制御回路は、 上記増幅器の出力端子に接続された入力端子及び整流さ
   れた信号を出力する出力端子を有する整流回路と、 上記整流された信号及び上記所定の閾値信号が供給さ
   れ、上記整流された信号のレベルと上記所定の閾値信号
   レベルの差である出力信号を発生する信号比較回路と、 上記信号比較回路の出力端子に接続された第１の入力端
   子及び閾値以下増幅器に接続された第２の入力端子を有
   し、上記第１及び第２の入力端子における信号の和であ
   る出力信号を発生する加算回路と、 上記加算回路の出力端子に接続された入力端子及び上記
   利得コントローラに接続された出力端子を有し、上記整
   流信号のレベルと上記所定の閾値信号レベルに比例した
   上記利得制御信号を連続的に発生する信号発生回路とを
   備える、 ことを特徴とする請求項１記載の利得圧縮増幅器。
9. 【請求項９】 上記信号比較回路の出力端子と上記加算
   回路の第１の入力端子の間に接続され、上記整流された
   信号のレベルと上記所定の閾値信号レベルの比較から得
   られるモード選択信号に応じて、上記整流された信号の
   レベルが上記所定の閾値信号レベルより高いときに動作
   するスイッチを備える、 ことを特徴とする請求項８記載の利得圧縮増幅器。
10. 【請求項１０】 広いダイナミックレンジを有し、利得
    圧縮を選択する利得圧縮増幅器であって、 入力端子及び出力端子を有する増幅器と、 上記増幅器の出力端子に接続された入力端子と、出力端
    子とを有し、上記増幅器の出力端子における出力信号及
    び所定の閾値信号に応じて、利得制御電流を発生する利
    得制御回路と、 上記増幅器の出力端子に接続された第１の入力端子、上
    記利得制御回路の出力端子に接続された第２の入力端子
    及び上記増幅器の入力端子に接続された出力端子を有
    し、上記利得制御電流に応じて、上記利得制御電流が変
    化したときに上記増幅器の利得を調整する電流制御形利
    得コントローラと、 を備え、 上記利得制御電流が次の式で表される、 【数１】 ことを特徴とする利得圧縮増幅器。
11. 【請求項１１】 上記利得制御回路は、 上記増幅器の出力端子に接続された入力端子及び整流直
    流信号を出力する出力端子を有する整流回路と、 上記整流直流信号及び上記所定の閾値信号が供給され、
    上記整流直流信号と上記所定の閾値信号の差である出力
    信号を発生する信号比較回路と、 上記信号比較回路の出力端子に接続された第１の入力端
    子及び閾値以下増幅器に接続された第２の入力端子を有
    し、上記第１及び第２の入力端子における信号の和であ
    る出力信号を発生する加算回路と、 上記加算回路の出力端子に接続された入力端子と及び上
    記利得コントローラに接続された出力端子を有し、上記
    整流直流信号と上記所定の閾値信号に比例した上記利得
    制御電流を発生する電流発生回路とを備える、 ことを特徴とする請求項１０記載の利得圧縮増幅器。
12. 【請求項１２】 当該利得圧縮増幅器の上記所定の閾値
    信号は、上記増幅器が飽和する電圧より低い値に設定さ
    れた電圧である、 ことを特徴とする請求項１０記載の利得圧縮増幅器。
13. 【請求項１３】 上記所定の閾値電圧は、約７．８ｍＶ
    （ｒｍｓ）から約８８０ｍＶ（ｒｍｓ）の範囲にある、 ことを特徴する請求項１２記載の利得圧縮増幅器。
14. 【請求項１４】 音声検出器に接続された入力端子と、
    出力端子とを有し、圧縮増幅器を含む前置増幅回路網
    と、 上記前置増幅回路網の出力端子に接続された入力端子及
    び電気−音響変換器に接続された出力端子を有する出力
    駆動回路網と、 を備え、 上記前置増幅回路網は、 入力線と、上記前置増幅回路網の出力端子に相当する出
    力線とを有する増幅器と、 上記増幅器の入力線と出力線の間に接続され、利得制御
    信号に応じて上記増幅器の利得を連続的に調整する利得
    コントローラと、 上記増幅器の出力線に接続された入力端子及び上記利得
    コントローラに接続された出力端子を有し、上記増幅器
    の出力線における出力信号のレベルを第１の所定の閾値
    信号レベルと比較して、当該出力端子に上記利得制御信
    号を発生し、少なくとも上記増幅器の出力信号のレベル
    が上記第１の所定の閾値信号レベルより高いときに、上
    記増幅器の利得を連続的に調整する利得制御回路とを有
    し、 上記出力駆動回路網は、 入力線と、当該出力端子に相当する出力線とを有する増
    幅器と、 上記増幅器の入力線と出力線の間に接続され、利得制御
    信号に応じて上記増幅器の利得を連続的に調整する利得
    コントローラと、 上記増幅器の出力線に接続された入力端子及び上記利得
    コントローラに接続された出力端子を有し、上記前置増
    幅回路網の出力端子における出力信号のレベルを第２の
    所定の閾値信号レベルと比較して、当該出力端子に上記
    利得制御信号を発生し、少なくとも上記前置増幅回路網
    の出力信号のレベルが上記第２の所定の閾値信号レベル
    より高いときに、上記出力駆動回路網の増幅器の利得を
    連続的に調整する利得制御回路とを有する、 ことを特徴とする補聴器。
15. 【請求項１５】 上記第１の所定の閾値信号の電圧は、
    上記前置増幅回路網の増幅器が飽和する電圧より低い値
    に設定されている、 ことを特徴とする請求項１４記載の補聴器。
16. 【請求項１６】 上記第１の所定の閾値信号の電圧は、
    約７．８ｍＶ（ｒｍｓ）から約８８０ｍＶ（ｒｍｓ）の
    範囲にある、 ことを特徴する請求項１５記載の補聴器。
17. 【請求項１７】 上記第１の所定の閾値信号の電圧は、
    ７．８ｍＶ（ｒｍｓ）である、 ことを特徴する請求項１６記載の補聴器。
18. 【請求項１８】 上記第２の所定の閾値信号の電圧は、
    上記出力駆動回路網の増幅器が飽和する電圧より低い値
    に設定されている、 ことを特徴とする請求項１４記載の補聴器。
19. 【請求項１９】 上記第２の所定の閾値信号の電圧は、
    約７．８ｍＶ（ｒｍｓ）から約８８０ｍＶ（ｒｍｓ）の
    範囲にある、 ことを特徴する請求項１８記載の補聴器。
20. 【請求項２０】 上記第２の所定の閾値信号の電圧は、
    ７．８ｍＶ（ｒｍｓ）である、 ことを特徴する請求項１９記載の補聴器。
21. 【請求項２１】 上記前置増幅回路網の利得制御回路
    は、 上記前置増幅回路網の増幅器の出力端子に接続された入
    力端子及び整流直流信号を出力する出力端子を有する整
    流回路と、 上記整流直流信号と上記第１の所定の閾値信号が供給さ
    れ、上記整流直流信号と上記第１の所定の閾値信号の差
    である出力信号を発生する信号比較回路と、 上記信号比較回路の出力端子に接続された第１の入力端
    子及び閾値以下増幅器に接続された第２の入力端子を有
    し、上記第１及び第２の入力端子における信号の和であ
    る出力信号を発生する加算回路と、 上記加算回路の出力端子に接続された入力端子及び上記
    利得コントローラに接続された出力端子を有し、上記整
    流直流信号と上記第１の所定の閾値信号に比例した信号
    を発生する信号発生回路とを備える、 ことを特徴とする請求項１４記載の補聴器。
22. 【請求項２２】 上記出力駆動回路網の利得制御回路
    は、 上記出力駆動回路網の増幅器の出力端子に接続された入
    力端子及び整流直流信号を出力する出力端子を有する整
    流回路と、 上記整流直流信号と上記第２の所定の閾値信号が供給さ
    れ、上記整流直流信号と上記第２の所定の閾値信号との
    差である出力信号を発生する信号比較回路と、 上記信号比較回路の出力端子に接続された第１の入力端
    子及び閾値以下増幅器に接続された第２の入力端子を有
    し、上記第１及び第２の入力端子における信号の和であ
    る出力信号を発生する加算回路と、 上記加算回路の出力端子に接続された入力端子及び上記
    利得コントローラに接続された出力端子を有し、上記整
    流直流信号と上記第２の所定の閾値信号に比例した信号
    を発生する信号発生回路とを備える、 ことを特徴とする請求項１４記載の補聴器。
23. 【請求項２３】 上記前置増幅回路網の上記出力端子と
    上記出力駆動回路網の上記入力端子との間に接続された
    ボリューム制御回路を備える、 ことを特徴とする請求項１４記載の補聴器。
24. 【請求項２４】 上記ボリューム制御回路は、分圧器を
    構成する可変抵抗からなる、 ことを特徴とする請求項２３記載の補聴器。
25. 【請求項２５】 音声検出器に接続された入力端子と、
    出力端子とを有する前置増幅回路網と、 上記前置増幅回路網の出力端子に接続された入力端子及
    び電気−音響変換器に接続された出力端子を有する出力
    駆動回路網と、 を備え、 上記前置増幅回路網は、入力線と上記前置増幅回路網の
    出力端子に相当する出力線を有する増幅器と、上記増幅
    器の入力線と出力線との間に接続され、利得制御信号に
    応じて上記増幅器の利得を連続的に調整する利得コント
    ローラと、上記増幅器の出力端子に接続された入力端子
    及び上記利得コントローラに接続された出力端子を有
    し、上記増幅器の出力端子における出力電圧を所定の閾
    値信号と比較して、当該出力端子に上記利得制御信号を
    発生し、少なくとも上記増幅器の出力信号が上記所定の
    閾値信号より高いときに、上記増幅器の利得を連続的に
    調整する利得制御回路とを有する利得圧縮増幅器を備
    え、 上記出力駆動回路網は、定利得を有する増幅器を備え
    る、 ことを特徴とする補聴器。
26. 【請求項２６】 上記所定の閾値信号の電圧は、上記前
    置増幅回路網の増幅器が飽和する電圧より低い値に設定
    されている、 ことを特徴とする請求項２５記載の補聴器。
27. 【請求項２７】 上記所定の閾値電圧は、約７．８ｍＶ
    （ｒｍｓ）から約８８０ｍＶ（ｒｍｓ）の範囲にある、 ことを特徴する請求項２６記載の補聴器。
28. 【請求項２８】 上記前置増幅回路網の利得制御回路
    は、 上記増幅器の出力端子に接続された入力端子及び整流電
    圧を出力する出力端子を有する整流回路と、 上記整流電圧と上記所定の閾値電圧が供給され、上記整
    流電圧と上記所定の閾値電圧の差である出力信号を発生
    する電圧比較回路と、 上記電圧比較回路の出力端子に接続された第１の入力端
    子及び閾値以下増幅器に接続された第２の入力端子を有
    し、上記第１及び第２の入力端子おける信号の和である
    出力信号を発生する加算回路と、 上記加算回路の出力端子に接続された入力端子及び上記
    利得コントローラに接続された出力端子を有し、上記整
    流電圧と上記所定の閾値電圧に比例する利得制御電流を
    発生する電流発生回路とを備える、 ことを特徴とする請求項２６記載の補聴器。
29. 【請求項２９】 上記利得制御電流は、次の式で表され
    る、 【数２】 ことを特徴とする請求項２８記載の補聴器。
30. 【請求項３０】 上記利得制御回路は、上記増幅器の出
    力端子における信号のレベルが上記所定の閾値信号レベ
    ルをより高いときに、当該出力端子に上記利得制御信号
    が発生するように、上記利得制御信号を選択的に制御す
    る手段を備える、 ことを特徴とする請求項２５記載の補聴器。
31. 【請求項３１】 音声検出器に接続された入力端子と、
    出力端子とを有する前置増幅回路網と、上記前置増幅回
    路網の出力端子に接続された入力端子及び電気−音響変
    換器に接続された出力端子を有する出力駆動回路網と、 を備え、 上記出力駆動回路網は、入力線と上記出力駆動回路網の
    出力端子に相当する出力線を有する増幅器と、上記増幅
    器の入力線と出力線の間に接続され、利得制御信号に応
    じて上記増幅器の利得を連続的に調整する利得コントロ
    ーラと、上記増幅器の出力線に接続された入力端子及び
    上記利得コントローラに接続された出力端子を有し、上
    記出力駆動回路網の出力端子における出力電圧を所定の
    閾値信号と比較して、当該出力端子に上記利得制御信号
    を発生し、少なくとも上記出力駆動回路網の出力信号が
    上記所定の閾値信号より高いときに、上記増幅器の利得
    を連続利的に調整する利得制御回路とを有する利得圧縮
    増幅器を備える、 ことを特徴とする補聴器。
32. 【請求項３２】 上記所定の閾値信号の電圧は、上記増
    幅器が飽和する電圧より低い値に設定されている、 ことを特徴とする請求項３１記載の補聴器。
33. 【請求項３３】 上記所定の閾値電圧は、約７．８ｍＶ
    （ｒｍｓ）から約８８０ｍＶ（ｒｍｓ）の範囲にある、 ことを特徴する請求項３２記載の補聴器。
34. 【請求項３４】 上記利得制御回路は、 上記増幅器の出力端子に接続された入力端子及び整流電
    圧を出力する出力端子を有する整流回路と、 上記整流電圧と上記所定の閾値電圧が供給され、上記整
    流電圧と上記所定の閾値電圧との差である出力信号を発
    生する電圧比較回路と、 上記電圧比較回路の出力端子に接続された第１の入力端
    子及び閾値以下増幅器に接続された第２の入力端子を有
    し、上記第１及び第２の入力端子における信号の和であ
    る出力信号を発生する加算回路と、 上記加算回路の出力端子に接続された入力端子及び上記
    利得コントローラに接続された出力端子を有し、上記整
    流電圧と上記所定の閾値電圧に比例する利得制御電流を
    発生する電流発生回路とを備える、 ことを特徴とする請求項３１記載の補聴器。
35. 【請求項３５】 上記利得制御電流は、次の式で表され
    る、 【数３】 ことを特徴とする請求項３４記載の補聴器。
36. 【請求項３６】 上記利得制御電流は、約１μＡであ
    る、 ことを特徴とする請求項３５記載の補聴器。
37. 【請求項３７】 上記利得制御回路は、上記増幅器の出
    力端子における信号のレベルが所定の閾値信号レベルよ
    り高いとき、当該出力端子に上記利得制御信号が発生す
    るように、上記利得制御信号を選択的に制御する手段を
    備える、 ことを特徴とする請求項３１記載の補聴器。