DE19545760C1 - Digitales Hörgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hörgerät mit wenigstens einem Mi­ krofon, einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung, um­ fassend Signalwandler, Verstärker sowie Filtermittel, und ei­ nem Hörer.

Ein Hörgerät dieser Art ist aus der DE-B-27 16 336 bekannt. Bei diesem Hörgerät ist ein Mikrofon als Eingangssignalquelle vorgesehen, die an einen ein Tiefpaßfilter umfassenden Ver­ stärker angeschlossen ist, auf den ein Analog-Digital-Wandler folgt, der mit einem Rechnerblock verbunden ist, an dessen Ausgang ein Digital-Analog-Wandler liegt, der in einen End­ verstärker mündet, dem als Ausgangswandler ein Hörer ange­ schlossen ist. Die Signalverarbeitungseinrichtung des pro­ grammierbaren Hörgerätes kann einen Mikroprozessor mit Spei­ cher umfassen und als integrierter Baustein ausgeführt sein. Dabei können im Prozessor auch mehrere Eingangssignale z. B. aus einem Mikrofon und einer Aufnahmeinduktionsspule mitein­ ander korreliert werden.

Bei digitalen Hörgeräten der eingangs genannten Art wird der Schall in analoger Form vom Mikrofon aufgenommen. Das analoge Mikrofonsignal wird dann verstärkt und in einem Analog-Digi­ tal-Umsetzer in digitale Signale umgewandelt. Nach der Si­ gnalbearbeitung wird das digitale Signal in ein analoges Si­ gnal zurückverwandelt, welches dann über einen Endverstärker dem Hörer zugeführt wird. Insbesondere am Kopf tragbare Hör­ geräte können in die Nähe starker Sender gelangen, wie z. B. Autotelefon, mobile Funkgeräte oder Mikrowellenbestrahlungs­ geräte. In der Nähe eines derartigen Senders haben die abge­ strahlten elektromagnetischen Wellen oft eine sehr hohe Feld­ stärke. Diese hochfrequenten elektromagnetischen Wellen kön­ nen insbesondere durch Öffnungen in das Hörgerät eindringen und die Verstärkerschaltung störend beeinflussen.

Um das Eindringen hochfrequenter elektromagnetischer Wellen über Fugen und Öffnungen des Hörgerätegehäuses zumindest weitgehend zu unterdrücken, ist es aus der DE-C-43 43 702 bekannt, daß das Hörgerätegehäuse aus mindestens zwei elek­ trisch leitenden Teilen besteht, die über eine Hochfrequenz­ dichtung elektrisch leitend verbindbar sind.

Da die elektromagnetische Störstrahlung die Funktion von Hör­ geräten und insbesondere bei Hörgeräten der eingangs genann­ ten Art die in analoger Form vorliegenden Nutzsignale in ver­ stärktem Maße störend beeinflußt, ist es die Aufgabe der Er­ findung, ein digitales Hörgerät zu schaffen, das weitgehend unempfindlich gegen Immissionen von elektromagnetischen Wel­ len (Elektrosmog) ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Hörgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in das Mikrofonge­ häuse ein Analog-/Digital-Umsetzer integriert ist. Durch die Unterbringung des Analog-/Digital-Umsetzers im Gehäuse des Mikrofons ist es nur noch erforderlich, die überwiegend stö­ rungsunempfindlichen digitalen Signale aus dem Mikrofonge­ häuse zur signalverarbeitenden Einheit (Signalprozessor, End­ verstärker) zu übermitteln. Durch den kleinen räumlichen Auf­ bau zwischen Mikrofon und A/D-Umsetzer werden lange Signal­ leitungen vermieden und durch die Abschirmung des Mikrofonge­ häuses kann das Eindringen von Störsignalen in das analoge Mikrofonsignal weitgehend reduziert werden. Um die Zahl der Anschlüsse gering zu halten, ist es vorteilhaft, das digitale Datenwort in serieller Form über lediglich eine Signalleitung zu übertragen. Besonders gut geeignet ist dafür ein so­ genannter Sigma-Delta-Modulator, bei dem das analoge Signal in einen schnellen seriellen Bitstrom verwandelt wird. Die Umwandlung in einen langsameren seriellen Datenstrom und/oder die Umwandlung in parallele Datenwörter kann in einem soge­ nannten Dezimierungsfilter im Signalprozessor erfolgen.

Nach einer vorteilhaften Ausbildung wird als Mikrofon ein an sich bekanntes Halbleiter-Mikrofon (z. B. bekannt aus DE-U- 89 10 743.8) verwendet. Dabei kann ein solches Halbleiter-Mi­ krofon zusammen mit einem Sigma-Delta-Modulator monolithisch auf einem Halbleiterbauteil angeordnet werden. Dadurch werden einerseits nochmals die gegen Störstrahlung zu schützenden Verbindungsleitungen verkürzt oder ganz vermieden und ande­ rerseits die Zahl der Einzelbauteile verringert.

Um zu vermeiden, daß über die elektrische Versorgungsleitung zum Mikrofon Störungen in das Mikrofon gelangen, ist vorgese­ hen, daß in der Mikrofonnähe zwischen die Versorgungsleitun­ gen wenigstens ein Kondensator geschaltet ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Patentansprü­ chen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Hörgerä­ tes,

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Hörgerät mit abgeschirmtem Mi­ krofongehäuse, in dem neben dem Mikrofon und dem Mikrofon- Vorverstärker noch ein Sigma-Delta-Modulator vorgesehen ist,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Hörgerä­ tes mit der Spannungsquelle und einem zwischen die Versor­ gungsleitungen des Mikrofons geschalteten Kondensator.

In dem beispielsweise aus Kunststoffschalen gebildeten Hörge­ rätegehäuse 14 sind ein Mikrofon 1, eine nachgeordnete Si­ gnalverarbeitungseinrichtung 2 mit Verstärker 3 und Filter­ mitteln 4, 4′ sowie ein Hörer 5 angeordnet. Die Schallsignale gelangen durch eine Schalleinlaßöffnung 15 zum Mikrofon 1, dem ein Mikrofongehäuse 6 zugeordnet ist. Die den Hörer 5 durch einen Schallauslaßkanal 16 verlassenden bearbeiteten Schallsignale werden dem Trommelfell zugeführt.

Bei dem digitalen Hörgerät nach Fig. 1 sind im Mikrofonge­ häuse neben dem Mikrofon 1 ein Mikrofon-Vorverstärker 8 und ein Analog-/Digital-Umsetzer 7 angeordnet. Durch die Nähe des A/D-Umsetzers 7 zum Mikrofon 1 wird die analoge Signalstrecke verkürzt und durch das Mikrofongehäuse 6 gegen Störsignale abgeschirmt. Der Imissionsschutz der Baueinheit 1, 8, 7 wird noch dadurch verbessert, daß dem Mikrofongehäuse 6 eine Ab­ schirmung 9 gegen hochfrequente elektromagnetische Wellen zu­ geordnet ist. Beispielsweise kann das Mikrofongehäuse 6 aus elektrisch leitenden Gehäuseteilen bestehen. Andererseits könnte das Mikrofongehäuse eine elektrisch leitfähige Be­ schichtung aufweisen, z. B. aus Leitlack oder einem elektrisch leitenden Folienüberzug. Gemäß Fig. 1 liefert die Baueinheit 1, 8, 7 an die Signalverarbeitungseinrichtung 2 einen digita­ len Bitstrom 11. Im Ausführungsbeispiel sind die Signalverar­ beitungseinrichtung 2 und ein Signalwandler 10 in einem Si­ gnalprozessor 13 zusammengefaßt.

In vorteilhafter Ausführung umfaßt die Signalverarbeitungs­ einrichtung 2 einen Signalwandler 10, der die in digitale Da­ tenwörter kodierten Nutz-Ausgangssignale der Signalverarbei­ tungseinrichtung ohne Rückwandlung in analoge elektrische Si­ gnale unmittelbar in weiterverarbeitbare pulsdauermodulierte oder pulsdichtemodulierte Signale 12 wandelt und wobei mit diesen Signalen 12 der Hörer 5 direkt ansteuerbar ist. Nach der Erfindung erübrigt sich eine Digital-Analog-Wandlung, wo­ mit eine bei kleinen Hörgeräten wichtige Energie- und Plat­ zersparnis erreicht wird. Erfindungsgemäß wird mit den puls­ dauer- oder pulsdichtemodulierten Signalen 21 der Hörer 5 des Hörgerätes direkt angesteuert, es entfallen dadurch ein D/A- Wandler und eine anschließende Umformung eines analogen Si­ gnals in ein pulsdauermoduliertes Signal, z. B. unter Zuhilfe­ nahme eines nur aufwendig erzeugbaren Dreiecksignals.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist als A/D-Umsetzer für das analoge Mikrofonsignal 18 ein Sigma-Delta-Modulator 7 vorge­ sehen, der das analoge Eingangssignal 18 in einen seriellen Bitstrom 11 wandelt. Wie sich aus dem Blockschaltbild nach Fig. 3 ergibt, kann der einen Bitstrom 11 liefernden Einheit aus Mikrofon 1, Mikrofonvorverstärker 8 und Sigma-Delta-Modu­ lator 7 ein Dezimierungsfilter 19 nachgeordnet werden, das zur Verringerung der Datenrate und/oder zur Seriell-Parallel- Wandlung dient. In vorteilhafter Weiterbildung ist beim er­ findungsgemäßen Hörgerät nach Fig. 3 dem Dezimierungsfilter 19 ein Signalprozessor 13 zur Nutzsignalbearbeitung nachge­ ordnet und es ist ein Interpolationsfilter 20 vorgesehen, das die Nutzsignale des Signalprozessors in einen schnellen seri­ ellen Bitstrom 21 umsetzt, der dem Hörer 5 zugeführt wird. Auch bei dieser Ausführung ist der Hörer 5 durch den puls­ dauer- oder pulsdichtemodulierten Bitstrom 21 des Interpola­ tionsfilters 20 direkt ansteuerbar.

Zur Spannungsversorgung des Mikrofons ist eine Spannungs­ quelle 25 eingezeichnet, die die elektrischen Bauteile über Versorgungsleitungen 22, 23 mit der erforderlichen Energie versorgt. Um zu vermeiden, daß über die Versorgungsleitungen 22, 23 Störungen zum Mikrofon gelangen, ist ein Kondensator 24 zwischen die Leitungen geschaltet.

Claims (13)

1. Hörgerät mit wenigstens einem Mikrofon (1), einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung (2), umfassend Signalwand­ ler, Verstärker (3) sowie Filtermittel (4, 4′), und einem Hö­ rer (5), dadurch gekennzeichnet, daß in das Mikrofongehäuse (6) ein Analog-/Digital-Umsetzer (7) integriert ist.

2. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in das Mikrofongehäuse (6) ferner ein Mikrofon-Vorverstärker (8) integriert ist.

3. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mi­ krofongehäuse (6) eine Abschirmung (9) gegen hochfrequente elektromagnetische Wellen aufweist.

4. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mi­ krofongehäuse (6) aus elektrisch leitenden Gehäuseteilen be­ steht.

5. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalverarbeitungs­ einrichtung (2) einen Signalwandler (10) umfaßt, der die in digitale Datenwörter kodierten Nutz-Ausgangssignale der Signalverarbeitungseinrichtung ohne Rückwandlung in analoge elektrische Signale unmittelbar in weiterverarbeitbare puls­ dauermodulierte oder pulsdichtemodulierte Signale (12) wan­ delt und wobei mit diesen Signalen (12) der Hörer (5) direkt ansteuerbar ist.

6. Hörgerät nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalverarbeitungs­ einrichtung (2) und der Signalwandler (10) in einem Signal­ prozessor (13) zusammengefaßt sind.

7. Hörgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Analog-/Digital-Umsetzer (7) ein Sigma-Delta-Modulator vorgesehen ist, der das analoge Eingangssignal (18) in einen seriellen Bitstrom (11) wandelt.

8. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der einen Bitstrom (11) liefernden Einheit aus Mikrofon (1), Mikrofon- Vorverstärker (8) und Sigma-Delta-Modulator (7) ein Dezi­ mierungsfilter (19) nachgeordnet ist, das zur Verringerung der Datenrate und/oder zur Seriell-Parallel-Wandlung dient.

9. Hörgerät nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Dezimierungsfilter (19) ein Signalprozessor (13) zur Nutzsignalbearbeitung nach­ geordnet ist und daß ein Interpolationsfilter (20) die Nutz­ signale des Signalprozessors in einen schnellen seriellen Bitstrom umsetzt.

10. Hörgerät nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hörer (5) durch den pulsdauer- oder pulsdichtemodulierten Bitstrom (21) des In­ terpolationsfilters (20) direkt ansteuerbar ist.

11. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mi­ krofon (1) als Halbleiter-Mikrofon ausgebildet ist.

12. Hörgerät nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halbleiter-Mikrofon (1) und der Sigma-Delta-Modulator (7) monolithisch auf einem Halbleiterbauteil angeordnet sind.

13. Hörgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen die Versorgungsleitungen (22, 23) des Mikrofons (1) in Mikrofonnähe ein Kondensator (24) geschaltet ist.