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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hörhilfegerätes sowie
ein Hörhilfegerät mit einem
Eingangswandler, einer Signalverarbeitungseinheit, einem Ausgangswandler,
einer Spannungsquelle sowie mit Mitteln zur Überprüfung des Ladezustandes der
Spannungsquelle.
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Hörhilfegeräte werden
in der Regel mit einer Spannungsquelle in Form einer Batterie oder
eines Akkus betrieben. Diese sind zumeist schon nach wenigen Betriebstagen
entleert und müssen
ausgetauscht oder nachgeladen werden. Für den Hörgeräteträger ist es daher wünschenswert,
dass er rechtzeitig über
eine zur Neige gehende Spannungsquelle informiert wird. So ist z.B.
aus der
US 6,320,969 ein Hörgerät bekannt,
welches den Ladezustand der Spannungsquelle überwacht und den Benutzer durch Abgabe
eines akustischen Signals vor einer zur Neige gehenden Spannungsquelle
warnt.
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Trotz
der Vorwarnung geraten Hörgeräteträger immer
wieder in Situationen, in denen – trotz Vorwarnung – ein Austausch
einer leeren Batterie bzw. das Nachladen eines Akkumulators nicht
mehr rechtzeitig möglich
ist. Es ist daher wünschenswert,
bei einer zur Neige gehenden Spannungsquelle eine Art „Notbetrieb" mit eingeschränkter Funktionalität des Hörhilfegerätes über einen
längeren
Zeitraum zu ermöglichen.
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Aus
der
DE 199 41 859
C2 ist ein Hörhilfegerät bekannt,
das Mittel zur Überprüfung des
Zustands der Spannungsquelle umfasst. Nähert sich die darin gespeicherte
Energie ihrem Ende, so wird durch diese Mittel die Taktfrequenz
reduziert und die Signalverarbeitung in einen eingeschränkten Betriebsmodus überführt. Damit
ist für
begrenzte Zeit noch ein eingeschränkter Betrieb des Hörhilfegerätes mit
der eingesetzten Spannungsquelle möglich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine in einfacher Weise durchführbare,
alternative Lösung
für das
genannte Problem zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird bei einem Hörhilfegerät mit einem
Eingangswandler, einer Signalverarbeitungseinheit, einem Ausgangswandler,
einer Spannungsquelle sowie mit Mitteln zur Überprüfung des Ladezustandes der
Spannungsquelle dadurch gelöst,
dass das Hörhilfegerät Mittel
zum Absenken der tieffrequenten Signalanteile in dem akustischen
Ausgangssignal in Abhängigkeit
der Restladung der Spannungsquelle umfasst.
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Ferner
wird die Aufgabe gelöst
durch ein Verfahren zum Betrieb eines Hörhilfegerätes mit einem Eingangswandler,
einer Signalverarbeitungseinheit, einem Ausgangswandler, einer Spannungsquelle
sowie mit Mitteln zur Überprüfung des
Ladezustandes der Spannungsquelle mit folgenden Schritten:
- – Detektieren
des Ladezustandes der Spannungsquelle,
- – Absenken
der tieffrequenten Signalanteile in dem akustischen Ausgangssignal
in Abhängigkeit des
Ladezustandes.
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Bei
einem Hörhilfegerät wird mittels
eines Eingangswandlers ein Eingangssignal aufgenommen und in ein
elektrisches Eingangssignal überführt. Üblicherweise
dient als Eingangswandler wenigstens ein Mikrofon, welches ein akustisches
Eingangssignal aufnimmt. Moderne Hörhilfegeräte umfassen häufig ein
Mikrofonsystem mit mehreren Mikrofonen, um einen von der Einfallsrichtung
akustischer Signale abhängigen
Empfang, eine Richtcharakteristik, zu erreichen. Die Eingangswandler
können
jedoch auch eine Telefonspule oder eine Antenne umfassen zur Aufnahme
elektromagnetischer Eingangssignale. Beispielsweise kann ein Hörhilfegerät mit einem
so genannten „MLX-Modul" in Form eines Audio-Schuhs
verbunden sein zum drahtlosen Empfang eines von einem externen Gerät gesendeten
Signals. Die durch den Eingangswandler in elektrische Eingangssignale
gewandelten Eingangssignale werden zur Weiterverarbeitung und Ver stärkung einer
Signalverarbeitungseinheit zugeführt.
Die Weiterverarbeitung und Verstärkung
erfolgt zum Ausgleich des individuellen Hörverlustes eines Hörhilfegeräteträgers in
der Regel in Abhängigkeit
der Signalfrequenz. Die Signalverarbeitungseinheit gibt ein elektrisches Ausgangssignal
ab, welches über
einen Ausgangswandler dem Gehör
des Hörhilfegeräteträgers zugeführt wird,
so dass dieser das Ausgangssignal als akustisches Signal wahrnimmt.
Als Ausgangswandler werden üblicherweise
Hörer verwendet,
die ein akustisches Ausgangssignal erzeugen. Es sind jedoch auch
Ausgangswandler zur Erzeugung mechanischer Schwingungen bekannt,
die direkt bestimmte Teile des Gehörs, wie beispielsweise die
Gehörknöchelchen
zu Schwingungen anregen. Weiterhin sind Ausgangswandler bekannt,
die direkt Nervenzellen des Gehörs
stimulieren.
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Die
Erfindung bietet den Vorteil, dass das Absenken der tieffrequenten
Signalanteile gegenüber
den höherfrequenten
Signalanteilen in dem akustischen Ausgangsignal eine technisch einfach
zu realisierende Vorgehensweise ist. Im Unterschied zu einer Veränderung
der Taktfrequenz eines digitalen Hörgerätes, das eine Reihe weiterer
Maßnahmen nach
sich zieht (Anpassung der Übertragungsfunktion,
Anpassung von Filterparametern usw.) sind beim Absenken der tiefen
Frequenzen keine weiteren Anpassungen der Signalverarbeitung erforderlich.
Dennoch bleibt der überwiegende
Teil der Eingangssignale verständlich.
Letzteres ist insbesondere bei einer breitbandigen Verstärkungsabsenkung
häufig nicht
mehr der Fall. Weiterhin führt
die Tiefton-Absenkung nicht zu einer Verschlechterung des Klirrfaktors. Der
Hörgeräteträger hört den überwiegenden
Teil akustischer Eingangssignale mit der für ihn benötigten Verstärkung.
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Die
Maßnahme
gemäß der Erfindung
führt nur
zu einer Klangverschiebung. Insbesondere ergeben sich durch die
Erfindung kaum Auswirkungen auf die Übertragung akustischer Signale,
die für
den Hörgeräteträger von
Bedeutung sind. Es sind dies beispielsweise hörgeräteintern oder extern erzeugte Warnsignale.
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Insbesondere
kann der Hörgeräteträger somit
das intern erzeugte Warnsignal zur Warnung vor einer zur Neige gehenden
Spannungsquelle weiterhin in der für ihn benötigten Verstärkung hören. Vorzugsweise
erfolgen dabei die Warnhinweise in periodischen Abständen mittels
Sprachausgabe und umfassen eine Zeitabschätzung bzgl. der Dauer, für die der
eingeschränkte
Betrieb gemäß der Erfindung noch
aufrechterhalten werden kann.
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Eine
Absenkung tieffrequenter Signalanteile in dem akustischen Ausgangssignal
reduziert den Stromverbrauch des Hörhilfegerätes um bis zu 80%. Ab dem Zeitpunkt,
von dem an die erfindungsgemäße Maßnahme greift,
ist damit eine bis zu fünfmal
längere
Restlaufzeit möglich
als dies ohne Stromsparmaßnahmen
der Fall wäre.
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Bei
der Erfindung können
mechanische Mittel zum Absenken der tieffrequenten Signalanteile
in dem akustischen Ausgangssignal vorgesehen sein. So kann zum Beispiel
zum Absenken der Tiefen mittels eines kleinen Antriebs automatisch
ein Schallkanal verkürzt
oder verengt werden. Vorzugsweise werden bei einem Hörhilfegerät gemäß der Erfindung
jedoch elektronische Mittel zum Absenken tieffrequenter Signalanteile
in dem akustischen Ausgangssignal verwendet. Sind dies insbesondere
Filtermittel, die vorzugsweise durch entsprechende Filterparameter auch
an unterschiedliche Randbedingungen angepasst werden können.
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Die
erfindungsgemäßen Maßnahmen
werden vorteilhaft immer dann ergriffen, wenn die Restladung der
verwendeten Spannungsquelle unter einen bestimmten Schwellenwert
fällt.
Dieser Schwellenwert ist vorzugsweise, z.B. während der Programmierung des
Hörhilfegerätes, einstellbar.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht mehrere unterschiedliche Schwellenwerte
bzgl. der Restladung der verwendeten Spannungsquelle und ein Absenken
der tieffrequenten Signalanteile in mehreren Stufen vor. So führt beispielsweise
ein Absinken der Ausgangsspannung der Spannungsquelle unterhalb
eines bestimmten Schwellenwertes um jeweils 20 mV zu einer Absenkung
der tieffrequenten Signalanteile von jeweils 2 dB.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht mit weiter abnehmender Ausgangsspannung der
Spannungsquelle eine Verschiebung der Grenzfrequenz vor, unterhalb
derer eine Signalabsenkung erfolgt. Z.B. werden dann, wenn die Ausgangsspannung
der Spannungsquelle einen ersten Schwellenwert unterschreitet, Signalanteile
unterhalb der Grenzfrequenz von 400 Hz abgesenkt. Unterschreitet
die Ausgangsspannung einen zweiten Schwellenwert, so verschiebt
sich die Grenzfrequenz, unterhalb derer eine Absenkung erfolgt,
hin zu höheren
Frequenzen, z.B. 600 Hz. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Schwellenwerte
bzw. Grenzfrequenzen festgelegt werden.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Absenkung
der niederfrequenten Signalanteile bzw. die Verschiebung der Grenzfrequenz,
unterhalb derer eine Absenkung erfolgt, nicht in Stufen, sondern
kontinuierlich mit abnehmender Ausgangsspannung der Spannungsquelle.
Das damit verbundene, allmähliche
Absenken der tieffrequenten Signalanteile wird dadurch von dem Benutzer
zunächst
kaum wahrgenommen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Hörhilfegerät gemäß der Erfindung mit
einem Ausgangsfilter mit einstellbarer Grenzfrequenz zum Absenken
tieffrequenter Signalanteile,
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2 ein
Diagramm zur Veranschaulichung der Absenkung in mehreren Schritten,
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3 ein
Diagramm zur Veranschaulichung der Anhebung der Grenzfrequenz in
mehreren Schritten.
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4 ein
Diagramm zur Veranschaulichung einer kontinuierlichen Absenkung,
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5 ein
Diagramm zur Veranschaulichung einer kontinuierlichen Anhebung der
Grenzfrequenz,
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6 ein
Hörhilfegerät gemäß der Erfindung mit
einer parallelen Signalverarbeitung in mehreren Frequenzbändern.
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1 zeigt
im Blockschaltbild ein Hörhilfegerät mit einem
Mikrofon 1 zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals
und Abgabe eines elektrischen Signals. Zur Weiterverarbeitung und
frequenzabhängigen
Verstärkung
ist das elektrische Signal einer Signalverarbeitungseinheit 2 zugeführt. Während des
normalen Betriebes des Hörhilfegerätes wird
das verarbeitete und verstärkte
Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 2 mittels
eines Hörers 3 in ein
akustisches Signal zurückgewandelt
und dem Gehör
eines Hörgeräteträgers zugeführt.
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Die
Spannungsversorgung der genannten Komponenten des Hörhilfegerätes erfolgt über eine Spannungsquelle 4,
die in der Regel als Batterie oder Akkumulator ausgeführt ist.
Um den Benutzer frühzeitig
vor einer entleerten Batterie bzw. einem entleerten Akkumulator
zu warnen, umfasst das Hörhilfegerät ferner
einen Spannungswächter 5.
Unterschreitet die Ausgangsspannung der Spannungsquelle 4 einen
bestimmten Schwellenwert, so wird durch den Spannungswächter 5 ein
Warnsignal in die Signalverarbeitungseinheit 2 eingespeist
und gemäß den individuellen
Anforderungen des jeweiligen Benutzers verstärkt und über den Hörer 3 ausgegeben.
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Das
Hörhilfegerät gemäß dem Ausführungsbeispiel
umfasst als Besonderheit Filtermittel 6 zum Absenken tieffrequenter
Signalanteile in dem Ausgangssignal. Dabei müssen die Filtermittel 6 nicht notwendigerweise
zwischen der Signalverarbei tungseinheit 2 und dem Hörer 3 in
dem Signalpfad des Hörhilfegerätes von
dem Mikrofon 1 zu dem Hörer 3 angeordnet
sein. Vielmehr führen
entsprechend ausgeführte
Filtermittel in beliebiger Anordnung in dem Signalpfad zu einem
Absenken der tieffrequenten Signalanteile des akustischen Ausgangssignals. Die
Filtermittel 6 könnten
somit z.B. auch direkt im Anschluss an das Mikrofon 1 in
den Signalpfad eingefügt
sein. Die Filtermittel 6 sind als Hochpass ausgeführt, so
dass höherfrequente
Signalanteile ungehindert passieren können und tieffrequente Signalanteile
unterdrückt
werden. Die Filtermittel 6 beeinflussen das Übertragungsverhalten
des Hörhilfegerätes jedoch
nicht permanent, sonder lediglich dann, wenn die Ausgangsspannung
der Spannungsquelle 4 einen bestimmten, vorzugsweise einstellbaren
Schwellenwert unterschreitet. Vorzugsweise stimmt dieser Schwellenwert
mit dem o.g. Schwellenwert überein, bei
dem das akustische Warnsignal für
den Benutzer generiert wird.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung sind bei dem Spannungswächter 5 mehrere Schwellenwerte
einstellbar und die Absenkung tieffrequenter Signalanteile in dem
Ausgangssignal erfolgt in mehreren Stufen. Ein diesbezügliches
Ausführungsbeispiel
ist in 2 veranschaulicht. Aus dem Diagramm wird ersichtlich,
dass eine Absenkung der tieffrequenten Signalanteile um 2 dB erfolgt,
sobald die Ausgangsspannung der Spannungsquelle den ersten Schwellenwert
S1 von 1,1 V unterschreitet. Beim Unterschreiten der weiteren Schwellenwerte
S2, S3 und S4 werden die tieffrequenten Signalanteile in dem Ausgangssignal
jeweils um weitere 2 dB abgesenkt. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 erfolgt die
Signalabsenkung durch eine entsprechende Steuerung der Filtermittel 6 durch
den Spannungswächter 5.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Absenkung tieffrequenter Signalanteile
des Ausgangssignals beim Unterschreiten der Ausgangsspannung von
einem ersten Schwellenwert S1 um einen konstanten Betrag, z.B. –6 dB.
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Zur
Reduzierung des Stromverbrauchs bei weiter fortschreitendem Spannungsabfall
wird bei diesem Ausführungsbeispiel
jedoch die Grenzfrequenz fg stufenweise
angehoben, unterhalb derer eine Signalabsenkung erfolgt. Diese Vorgehensweise
ist in dem Diagramm gemäß 3 veranschaulicht.
Beim Unterschreiten des Schwellenwertes S1 werden zunächst lediglich
Frequenzen unterhalb 200 Hz abgesenkt. Unterschreitet die Ausgangsspannung
den Schwellenwert S2, so werden in dem Ausgangssignal Signalanteile
unterhalb 400 Hz abgesenkt. Auch bei den Schwellenwerten S3 und
S4 erfolgt jeweils eine Erhöhung
der Grenzfrequenz fg um 200 Hz.
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Die
beiden genannten Maßnahmen – stufenweise
Absenkung bzw. stufenweise Erhöhung
der Grenzfrequenz – können selbstverständlich auch kombiniert
werden. Weiterhin kann die Absenkung bzw. die Verschiebung der Grenzfrequenz
in Abhängigkeit
der Ausgangsspannung der Spannungsquelle auch anhand einer stetigen
Kennlinie erfolgen, wie dies in den 4 und 5 veranschaulicht
ist. So erfolgt gemäß 4 beim
Unterschreiten des Schwellenwertes S1 eine mit weiter abnehmender Ausgangsspannung
linear zunehmende Dämpfung der
tieffrequenten Signalanteile bis zum Erreichen eines Schwellenwertes
S2, bei dem die maximale Dämpfung
(im Ausführungsbeispiel –8 dB) eingestellt ist.
Analog veranschaulicht 5 einen linearen Zusammenhang
zwischen der Ausgangsspannung und der Grenzfrequenz, unterhalb derer
eine Signalabsenkung erfolgt. Die maximale Grenzfrequenz liegt im
Ausführungsbeispiel
bei 1 kHz.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in 6 veranschaulicht. Anders als
bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
hier das von dem Mikrofon 10 erzeugte elektrische Eingangssignal
zunächst
einer Filterbank 11 zugeführt. In dieser erfolgt eine
Aufspaltung des elektrischen Eingangssignals in acht Frequenzbänder. Die
weitere Signalverarbeitung im Hörhilfegerät erfolgt
dann parallel in diesen acht Frequenzbändern. Hierzu umfasst das Hörhilfegerät die acht
Signalverarbeitungseinheiten 12A bis 12H. Nach
der Verarbeitung und frequenzabhängigen
Verstärkung
werden die Signale der einzelnen Kanäle in einem Summierer 13 zusammengeführt und
schließlich über einen
Hörer 14 in
ein elektrisches Signal gewandelt und dem Trommelfell eines Benutzers
zugeführt.
Die Spannungsversorgung der genannten Komponenten des Hörhilfegerätes erfolgt mittels
einer Spannungsquelle 15. Auch in diesem Ausführungsbeispiel
wird die Ausgangsspannung der Spannungsquelle 15 von einem
Spannungswächter 16 überwacht.
Dieser liefert beim Unterschreiten eines Schwellenwertes direkt
ein Ausgangssignal an den Hörer 14 zur
Information eines Benutzers über
einen bald notwendigen Austausch oder ein bald notwendiges Nachladen
der Spannungsquelle.
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Als
Besonderheit weist das Hörhilfegerät gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach 6 drei Schalter 17A, 17B und 17C auf,
mittels derer die Spannungsversorgung der Signalverarbeitungseinheiten 12A, 12B und 12C unterbrochen
werden kann. Durch eine Unterbrechung der Spannungsversorgung wird
das davon betroffene Frequenzband unterdrückt. Z.B. ist der Signalverarbeitungseinheit 12A das
Frequenzband 0 bis 200 Hz zugeordnet, deren Spannungsversorgung
beim Unterschreiten der Ausgangsspannung der Spannungsquelle 15 eines
ersten Schwellenwertes S1 durch Öffnen
des Schalters 17A durch den Spannungswächter 16 unterbrochen wird.
Sinkt die Ausgangsspannung unter einen Schwellenwert S2, so wird
auch der zweite Schalter 17B geöffnet und dadurch auch das
Frequenzband von 200 Hz bis 400 Hz unterdrückt. Ebenso verhält es sich
mit dem dritten Frequenzband (400 Hz bis 800 Hz) beim Öffnen des
dritten Schalters 17C nach dem Unterschreiten eines dritten
Schwellenwertes.
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Die
Erfindung bietet eine auf unterschiedliche Weise einfach realisierbare
Maßnahme
zur effektiven Reduzierung des Stromverbrauchs. Durch die Maßnahme wird
zwar das Klangbild des betreffenden Hörhilfegerätes verändert, jedoch bleibt der überwiegende
Teil akustischer Informationen für
den betroffenen Hörgeräteträger weiterhin
verständlich. Insbesondere
wer den Alarmsignale weiterhin mit der für den Hörgeräteträger notwendigen Verstärkung übertragen.