DE19941859C2 - Digitales Hörhilfegerät - Google Patents

Digitales Hörhilfegerät

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Abstract

Bei einem netzunabhängig betreibbaren medizinischen Gerät (1) mit wenigstens einer Spannungsquelle (2), einem Signaleingang (3) zur Aufnahme eines Eingangssignals und einer Signalverarbeitungseinheit (4) sind die Abtastrate für das Eingangssignal bzw. die Taktfrequenz wenigstens eines digitalen Bauelements (5) veränderbar. Damit kann der Energiebedarf gemäß den Erfordernissen der Signalverarbeitung oder, wenn der Entladezustand der Spannungsquelle (2) dies erfordert, reduziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein digitales Hörhilfegerät mit wenig­ stens einer Spannungsquelle, einem Eingangswandler zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals, einem Ausgangs­ wandler, einer Signalvararbeitungseinheit und einer Signal­ analyse- und Auswerteeinheit zur Analyse und Auswertung des Eingangssignals.
Im allgemeinen weist ein digitales Hörhilfegerät wenigstens eine Spannungsquelle, beispielsweise eine Batterie oder einen Akkumulator, einen Signaleingang zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals und eine Signalverarbeitungsein­ heit auf. Vor der digitalen Verarbeitung eines analogen Ein­ gangssignals wird dieses zunächst abgetastet und A/D-gewan­ delt. Die Abtastrate wird hier üblicherweise nach der höchs­ ten noch auszuwertenden Frequenz des Eingangssignals (z. B. 10 kHz) gewählt. Ebenso werden die Taktfrequenzen der digitalen Bauelemente, wie z. B. A/D-Wandler, D/A-Wandler, Signalverar­ beitungsprozessoren usw., bei der Herstellung des Hörhilfe­ geräts festgelegt. Diese bleiben fortan beim Betrieb des Hör­ hilfegeräts unverändert.
Aus RALLY Michael S., Stromspar-Tricks bei Embedded Control­ lern, DESIGN & ELEKTRONIK DSPs und MIKROCONTROLLER; Oktober 98, Seiten 104-108 sind Stromspar-Tricks bei Embedded Controllern bekannt. Dem Anwender dieses Controllers wird die Möglichkeit gegeben, die Taktfrequenz des Prozessorkerns herabzusetzen, wenn keine Verarbeitungsaufgaben vorliegen oder die Auslastung gering ist.
Aus BIERL Lutz, Sparsamer geht's kaum, Elektronik 26/1995, Seiten 67-71, ist ein Messsystem mit einem Mikrocomputer be­ kannt, bei dem nicht alle Komponenten ständig in Betrieb sind, sondern teilweise nur bei Bedarf eingeschaltet werden.
Das System wird in bestimmten Zeitabständen zur Durchführung von Messungen und Berechnungen aufgeweckt und befindet sich sonst in einem Modus mit reduziertem Stromverbrauch.
Aus COLANDREA Francesco und Andere, KFZ-Chip mit allem drauf, Elektronik 23/1997, Seiten 60-62, 64, 66-68, 81, 82, ist ein digitaler Chip bekannt, der in einem stand-by-Zustand mit verminderter Taktfrequenz getaktet wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Energiebedarf eines digitalen Hörhilfegeräts zeitweilig zu senken.
Diese Aufgabe wird für ein digitales Hörhilfegerät mit wenig­ stens einer Spannungsquelle, einem Eingangswandler zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals, einem Ausgangs­ wandler, einer Signalverarbeitungseinheit und einer Signal­ analyse- und Auswerteeinheit zur Analyse und Auswertung des Eingangssignals dadurch gelöst, dass die Abtastrate für das Eingangssignal automatisch durch die Signalanalyse- und Aus­ werteeinheit steuerbar ist.
Ferner wird die Aufgabe für ein digitales Hörhilfegerät mit wenigstens einer Spannungsquelle, einem Eingangswandler zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals, einem Ausgangs­ wandler, einer Signalverarbeitungseinheit und einer Signal­ analyse- und Auswerteeinheit zur Analyse und Auswertung des Eingangssignals dadurch gelöst, dass die Taktfrequenz wenigs­ tens eines digitalen Bauelements automatisch durch die Signalanalyse- und Auswerteeinheit steuerbar ist.
Weiterhin wird die Aufgabe für ein digitales Hörhilfegerät mit wenigstens einer Spannungsquelle, einem Eingangswandler zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals, einem Aus­ gangswandler, einer Signalverarbeitungseinheit und einer Signalanalyse- und Auswerteeinheit zur Analyse und Auswertung des Eingangssignals dadurch gelöst, dass die Abtastrate für das Eingangssignal und die Taktfrequenz wenigstens eines digitalen Bauelements automatisch durch die Signalanalyse- und Auswerteeinheit steuerbar sind.
Bei den bekannten digitalen Hörhilfegeräten, die mit festge­ legtem Systemtakt bzw. festgelegter Abtastrate betrieben wer­ den, ist der Energiebedarf für die Abtastung des akustischen Eingangssignals und den Betrieb der digitalen Bauelemente na­ hezu konstant. Häufig ist jedoch nicht die gesamte Bandbreite des Eingangssignals von Interesse und auch die maximal mögliche Prozessorleistung wird nur zum Teil ausgeschöpft. Der Energiebedarf zum Betrieb des Hörhilfegeräts bleibt davon jedoch unberührt.
Das erfindungsgemäße Herabsetzen der Abtastrate für das Ein­ gangssignal und/oder der Taktfrequenz eines digitalen Bau­ elements, z. B. eines Mikroprozessors oder eines digitalen Signalprozessors, haben eine nahezu proportionale Verringe­ rung der Leistungsaufnahme der entsprechenden Bauelemente zur Folge. In entsprechendem Maße lässt sich die Betriebszeit des Hörhilfegeräts mit einer eingesetzten Batterie oder einem eingesetzten Akkumulator erhöhen. Aufgrund der angestrebten Miniaturisierung ist insbesondere bei Hörhilfegeräten die Speicherkapazität der Spannungsquelle eng begrenzt. Eine Herabsetzung des Energiebedarfs wirkt sich somit bei diesen Geräten besonders vorteilhaft aus.
Die Erfindung sieht vor, dass die Abtastrate für das akusti­ sche Eingangssignal und/oder die Taktfrequenz wenigstens eines digitalen Bauelements automatisch durch eine Signal­ analyse- und Auswerteeinheit steuerbar sind. Wird beispiels­ weise erkannt, dass das Eingangssignal nur eine einge­ schränkte Bandbreite aufweist, so wird die Abtastrate selbsttätig entsprechend angepasst.
Eine weitere Möglichkeit bildet ein Hörhilfegerät mit mehre­ ren Mikrofonen zur parallelen Aufnahme mehrerer Mikrofonsig­ nale, bei dem jedoch in einem bestimmten Betriebsmodus nicht alle Mikrofonsignale ausgewertet werden sollen. Hier kann eine Signalabtastung teilweise ganz unterbleiben und auch die Leistung eines Signalprozessors zur Verarbeitung der Ein­ gangssignale kann entsprechend reduziert werden, was gemäß der Erfindung durch Herabsetzen der Taktfrequenz geschieht.
Moderne Hörhilfegeräte bieten dem Hörgeräteträger die Wahl­ möglichkeit zwischen verschiedenen Hörprogrammen. Diese wie­ derum sind speziell an bestimmte Hörsituationen angepasst. Unterschiedliche Hörsituationen erfordern jedoch auch unter­ schiedlichen Rechenaufwand bei der Signalverarbeitung. Diesem Umstand wird nach der Erfindung durch eine entsprechend den Erfordernissen des gewählten Hörprogramms angepasste Abtast­ rate und Taktfrequenz Rechnung getragen. Die entsprechende Anpassung erfolgt damit automatisch durch Wahl des Hörpro­ gramms.
Eine weitere Möglichkeit bildet die Erfindung darin, dass mittels einer Signalanalyse- und Auswerteeinheit die augen­ blickliche Schallsituation, in der sich das Hörhilfegerät befindet, erkannt wird und die Einstellung der Abtastrate oder der Taktfrequenz darauf beruhend automatisch erfolgt. Ein Beispiel für eine derartige Schallsituation ist eine Um­ gebung mit Sprachsignalen, die von Störsignalen überlagert sind. Bietet das Hörhilfegerät beispielsweise die Möglich­ keit, Eingangssignale bis maximal 10 kHz zu verarbeiten und zu übertragen, so ist bei Sprachsignalen die Übertragung und Verarbeitung bis maximal 5 kHz in der Regel ausreichend. Somit können die Abtastrate für das Eingangssignal und die Taktfrequenz des digitalen Signalprozessors bzw. der System­ takt halbiert werden. Störsignale mit einer Frequenz oberhalb 5 kHz werden somit nicht mehr übertragen. Darüber hinaus können vorhandene Filter zur Störgeräuschunterdrückung im eingeschränkten Frequenzbereich bis 5 kHz entsprechend se­ lektiver arbeiten. Wird nun wieder ein anderes Hörprogramm eingestellt, bei dem, z. B. für Musik, eine größere Bandbreite gewünscht ist, kann der Systemtakt wieder heraufgesetzt werden. Es ist sogar denkbar, dass man den Systemtakt für klangoptimierte Hörprogramme gegenüber dem Normalwert erhöht.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Patentansprü­ chen.
In der Figur ist schematisch ein digitales Hörhilfegerät 1 mit einem akustisch/elektrischen Eingangswandler 3, einem A/D-Wandler 10 zur Abtastung und A/D-Wandlung eines Eingangs­ signals, einer Signalverarbeitungseinheit 4 mit einem digi­ talen Signalprozessor 5, einem D/A-Wandler 11 und einem elek­ trisch/akustischen Ausgangswandler 9 dargestellt. Weiterhin weist das Hörhilfegerät 1 einen Taktgenerator 12 mit verän­ derbarem Ausgangstakt, eine Signalanalyse- und Auswerteein­ heit 7 sowie ein Bedienelement 6 in Form eines Tastschalters auf. Zur Spannungsversorgung des Hörhilfegeräts 1 dient eine Batterie 2.
Anders als bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit ei­ nem Taktgenerator 12, der die Taktfrequenz der digitalen Bau­ elemente des Hörhilfegeräts 1 festlegt (Systemtakt), kann auch einzelnen Bauelementen ein eigener Taktgenerator zuge­ ordnet und gemäß der Erfindung hinsichtlich der Taktfrequenz veränderbar sein.
Mittels des Tastschalters 6 sind verschiedene Hörprogramme wählbar. Diese sind jeweils für unterschiedliche Hörsitua­ tionen optimiert. In Abhängigkeit von dem gewählten Hörpro­ gramm wird die Taktfrequenz für Hörgerätebauteile, wie A/D- Wandler 10, Signalprozessor 5 oder D/A-Wandler 11, sowie die Abtastrate für das Eingangssignal festgelegt. Eine weitere Möglichkeit zur Festlegung der Taktfrequenz und der Abtast­ rate bildet das Ausführungsbeispiel mittels der Signalana­ lyse- und Auswerteeinheit 7. Diese analysiert das analoge wie auch das A/D-gewandelte Eingangssignal und erkennt das Frequenzspektrum des Eingangssignals bzw. die Hörsituation, in der sich das Hörhilfegerät 1 befindet. Auch diese Auswertung beeinflußt den Taktgenerator 12. Darüber hinaus wird von den Mitteln 8 zur Prüfung der Spannungsquelle 2 deren Zustand überwacht. Nähert sich die darin gespeicherte Energie ihrem Ende, so wird durch diese Mittel 8 die Taktfrequenz reduziert und die Signalverarbeitung in einen eingeschränkten Betriebs­ modus überführt. Damit ist für begrenzte Zeit noch ein einge­ schränkter Betrieb des Hörhilfegeräts 1 mit der eingesetzten Batterie 2 möglich.

Claims (6)

1. Digitales Hörhilfegerät (1) mit wenigstens einer Span­ nungsquelle (2), einem Eingangswandler (3) zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals, einem Ausgangswandler (9), einer Signalverarbeitungseinheit (4) und einer. Signalanalyse- und Auswerteeinheit (7) zur Analyse und Auswertung des Ein­ gangssignals, dadurch gekennzeich­ net, dass die Abtastrate für das Eingangssignal auto­ matisch durch die Signalanalyse- und Auswerteeinheit (7) steuerbar ist.
2. Digitales Hörhilfegerät (1) mit wenigstens einer Span­ nungsquelle (2), einem Eingangswandler (3) zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals, einem Ausgangswandler (9), einer Signalverarbeitungseinheit (4) und einer Signalanalyse- und Auswerteeinheit (7) zur Analyse und Auswertung des Eingangssignals, dadurch gekennzeich­ net, dass die Taktfrequenz wenigstens eines digitalen Bauelements (5) automatisch durch die Signalanalyse- und Aus­ werteeinheit (7) steuerbar ist.
3. Digitales Hörhilfegerät (1) mit wenigstens einer Span­ nungsquelle (2), einem Eingangswandler (3) zur Aufnahme eines akustischen Eingangssignals, einem Ausgangswandler (9), einer Signalverarbeitungseinheit (9) und einer Signalanalyse- und Auswerteeinheit (7) zur Analyse und Auswertung des Eingangssignals, dadurch gekennzeich­ net, dass die Abtastrate für das Eingangssignal und die Taktfrequenz wenigstens eines digitalen Bauelements (5) automatisch durch die Signalanalyse- und Auswerteeinheit (7) steuerbar sind.
4. Digitales Hörhilfegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit mehreren einstellbaren Hörprogrammen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Abtastrate für das Eingangssignal und/oder der Taktfrequenz des digitalen Bauelements (5) durch Wahl des Hörprogramms erfolgen.
5. Digitales Hörhilfegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Signalanalyse- und Auswerteeinheit (7) die Schallsituation ermittelt, in der sich das Hörhilfegerät (1) befindet, und die Einstellung der Abtastrate für das Eingangssignal und/oder der Taktfrequenz des digitalen Bauelements (5) in Abhängigkeit von der Schallsituation automatisch erfolgen.
6. Digitales Hörhilfegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastrate für das Eingangssignal und/oder die Taktfrequenz des digitalen Bau­ elements (5) in einer Schallsituation mit Nutzsignalen in Form von Sprachsignalen, die von Störsignalen überlagert werden, herabsetzbar sind.
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