Hallókészülék technológia

Tartalom

TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS 1
Bevezetés 1
A hangerősítés fejlődése 1
A hallókészülékek típusai 7
Testen viselt hallókészülékek 7
Szemüvegszárba épített hallókészülékek 9
Fül mögötti (beind-the-ear, BTE) hallókészülékek 10
Fülbe helyezhető (in-the-ear, ITE) hallókészülékek 12
Mélyhallójárati (completely-in-the-canal, CIC) hallókészülékek 15
Csökkentett okklúziós hatás 16
Erősítés, kimenet és frekvenciaválasz 16
Implantált hallókészülékek 18
A hallókészülékek statisztikái 18
Összefoglalás 20
Áttekintő kérdések 20
2. A HALLÓKÉSZÜLÉKEK ALKATRÉSZEI 21
Bevezetés 21
A hallókészülékek alapelemei 21
A mikrofon 24
Történeti áttekintés 24
Az omnidirekcionális mikrofon (nyomásérzékelő) 28
Az iránymikrofon (nyomásváltozás érzékelő) 30
Különböző mikrofonok szabadhangteres karakterisztikái 32
Omnidirekcionális mikrofon készítése iránymikrofonból 34
Többmikrofonos technológia 36
Másodrendű iránymikrofon 38
Speciális mikrofonok 39
Összegzés 41
A hallókészülékek hangszórói 41
Tervezési alapelvek 42
Az A osztályú hangszóró 44
A B osztályú hangszóró (Push-Pull - ellenütemű - hangszóró) 44
Áramfelvétel 46
A D osztályú hangszóró 47
A D osztályú hangszóró működése 48
Áramfelvétel 48
A nulla nyugalmi kitérésű hangszóró (Zero Bias hangszóró) 48
A nulla nyugalmi kitérésű, közvetlen vezérlésű erősítők 48
A kettős hangszóró 49
Vezérlőelemek 50
Erősítő 50
Telefontekercs 51
Összefoglalás 51
Áttekintő kérdések 52
3. DIGITÁLISAN PROGRAMOZHATÓ HALLÓKÉSZÜLÉKEK 53
Bevezetés 53
Mi az a digitálisan programozható hallókészülék? 53
Hardver 55
A programozgató hallókészülék 55
Programozó eszközök 56
Gyártói programozó eszközök 56
A személyi számítógép 56
Programozó interfészek 57
HI-PRO 57
NOAHlink 57
Egyéb programozó interfészek 58
Microcard 59
Microconect 59
Szoftver 59
Hallókészülékek gyártói programjai és algoritmusai 60
PC alapú szoftverek (illesztőszoftver stb.) 61
HIMSA 61
NOAH 61
Illesztőszoftver 62
Az illesztőszoftver felépítése 63
Egyéb szoftveres lehetőségek 64
e-TONA 65
A programozható hallókészülékek előnyei és hátrányai 65
Előnyök a hallássérült felhasználó számára 66
Az eszköz összetettsége 66
Távirányító 66
Felhasználói programok 66
Szerviz 66
Előnyök a beállítást végző szakember számára 66
Illesztés 66
Számítógép 67
Internetelérés 67
Összefoglalás 67
Áttekintő kérdések 68
4. JELFELDOLGOZÁSI STRATÉGIÁK 69
Bevezetés 69
Szűrő funkciók 69
Felüláteresztő szűrő (mélyvágás) 70
Aluláteresztő szűrő (magas vágás) 71
Szűrőstratégiák: ASP, BILL és TILL 72
Háttér 72
Adaptív elektronikus szűrés 72
Pszichoakusztikai hivatkozás 73
Egyéni javulás 74
Alapvető jelfeldolgozási stratégiák 74
Az automatikus erősítésszabályozó (AGC) áramkör 74
Alacsony szintű expanzió (Low-Level Expansion - LLE) 75
Bemeneti automatikus erősítésszabályozó
(Automatic Gain Control Input - AGCi) áramkör 75
Széles dinamikatartományú kompresszió
(Wide Dynamic Rangé Compression - WDRC) 77
Kimeneti automatikus erősítésszabályozó áramkör
(Automatic Gain Control Output - AGCo) 77
Kimenethatárolás 79
Csúcsvágás és lágy csúcsvágás 79
Lágy csúcsvágás 81
Diódás kompresszió 81
Lassú működésű kompresszió 82
Összefoglalás 82
Áttekintő kérdések 83
5. DIGITÁLIS HALLÓKÉSZÜLÉKEK 85
Bevezetés 85
Hallókészülék digitális jelfeldolgozó technológiái 85
Hallókészülékek DSP hardvere 86
Hallókészülékek DSP algoritmusai 88
A hallássérült fül jelfeldolgozása 88
Mi az a digitális jelfeldolgozás? 90
Miért inkább digitális hallókészülék? 94
Technológia 94
Összetettség 94
A digitális hallókészülékek jellemzői 95
Zajcsökkentők 95
Zajcsökkentők egyetlen mikrofon használatával 95
Komfortérzet csendes környezetben 96
Iránykarakterisztika formálás (beamformers) 97
Időben állandó - vagy rögzített - iránykarakterisztikák 97
Időben változó - vagy adaptív - iránykarakterisztikák 97
Kevert rögzített és adaptív beamformerek 98
Visszacsatolás megszüntetők 98
A kóros hangosságfokozódás kompenzációja 102
A hangosság összegződés 103
Maszkolás 104
Intelligens hallókészülékek 105
Feldolgozási időkésleltetés 107
Összefoglalás 107
Áttekintő kérdések 108
6. AKUSZTIKUS JELÚT 109
Bevezetés 109
A mikrofon akusztikus módosításai 109
Mikrofoncső 109
Hossz 109
Átmérő 110
A hallókészülék hangszóró, a könyök és a könyök csövének akusztikus módosítása 111
Etymotikus frekvenciaválasz 113
Speciális könyökök 113
Magas hangszínű könyök 113
Mély hangszínű könyök 114
Akusztikai 'bemetszés" sávzáró könyökkel 114
A fülilleszték akusztikai módosításai 114
Illesztékfurat 114
Csillapítás 117
Kürtfurat 117
A visszacsatolás szabályozása 118
Mi a visszacsatolás? 118
A visszacsatolás típusai 118
A visszacsatolás megszüntetése 119
Összefoglalás 120
Áttekintő kérdések 120
7. KIEGESZITOK, TARTOZÉKOK 123
Bevezetés 123
Indukciós tekercs 123
Az audio bemenet 124
CROS (Contralateral Routing Of Signals) A jelek ellenoldali átvezetése 125
BiCROS 127
A kézi mikrofon 127
FM kommunikációs rendszerek 128
FM rendszerek mérése 129
Elektroakusztikus ellenőrzés 130
FM rendszerek valós füli mérése 132
Egyéni FM rendszerek 132
Távirányító 134
Elemek 136
Kémia 136
Méret 137
Áramkörtechnológia 138
Cink-levegő elem 138
Összefoglalás 140
Áttekintő kérdések 141
8. A HALLÓKÉSZÜLÉKEK HIBAELHÁRÍTÁSA 143
Bevezetés 143
Visszacsatolás
Visszacsatolás ITE készülékben 143
Visszacsatolás BTE készülékben 143
Nincs akusztikus erősítés / kimenet 144
CIC hibaelhárítás 144
Rendelőben, üzletben elvégezhető módosítások 144
Kényelmetlenség / fájdalom a fülben 144
Okklúzió, vagy fej a hordóban" 147
Visszacsatolás 147
A mikrofon / vevő elhelyezése 147
Az átvitellel kapcsolatos visszacsatolás 147
Laza illeszkedés 148
Visszacsatolás az állkapocs mozgatásakor 148
Elektromos összetevők 148
Áramköri és mikrofon zaj 149
A zaj csökkentése 149
Okklúziós hatás 149
Interferencia megjelenése és a digitális mobiltelefonok 150
Összefoglalás 150
Áttekintő kérdések 150
9. HALLÓKÉSZÜLÉK MÉRÉSEK ÉS SZABVÁNYOK 151
Bevezetés 151
A hangterekkel kapcsolatos követelmények 152
Szabad hangtéri mérés 152
Lineáris hangszóró frekvenciakarakterisztikája (összehasonlító módszer) 153
A helyettesítéses módszer 154
Hallókészülék csatoló és fülszimulátor 155
A 2 cm3-es csatoló 155
A B&K fülszimulátora 158
Csatoló hitelesítése 159
A 2 cm3-es csatoló és a fülszimulátor karakterisztikájának eltérései 159
Hallókészülékek mérése hangdobozban, az IEC-nek megfelelően 160
A kifejezések magyarázata 163
Akusztikus erősítés 163
Teljes hangerőnél mért akusztikus erősítés (Full-On Gain) 164
Maximális telítési hangnyomásszint 165
Kimeneti SPL, 90 dB bemeneti SPL mellett
(Output SPL for an Input SPL of 90 dB SPL - OSPL90) 165
Referencia tesztfrekvencia 165
Referencia teszterősítés pozíció 165
Referencia teszterősítés 165
Alap frekvenciakarakterisztika 165
Kimeneti SPL frekvenciakarakterisztika 90 dB SPL bemenet mellett (OSPL90) 165
Teljes erősítésnél mért akusztikus erősítés frekvencia karakterisztikája 166
Alap frekvenciaátvitel 167
Áramfelvétel 168
Nemlineáris torzítás 169
Harmonikus torzítás 169
Intermodulációs torzítás 169
A harmonikus torzítás mérése 169
Ekvivalens bemeneti zajszint 173
Indukciós tekercs mérése 174
A készülékek beállítása 174
Automatikus erősítésszabályozó (AGC) áramkörrel, rendelkező hallókészülékek mérés 175
A kifejezések magyarázata 176
Automatikus erősítés vezérlés (AGC - Automatic Gain Control) 176
Állandósult bemenet / kimenet grafikon 176
Alsó AGC határ - vagy AGC küszöb 176
Kompresszió arány 177
Dinamikus kimeneti karakterisztikák 177
Feléledési idő 177
Feléledési idő a beszéd normális dinamikatartományánál 178
Lecsengési idő 178
Lecsengési idő a beszéd normális dinamikatartományánál 178
Mérési módszerek 178
Állandósult bemeneti / kimeneti grafikon 178
Dinamikus kimeneti karakterisztika 178
Példa AGC mérésre 180
Iránymikrofonos hallókészülékek mérése 180
Mérések KEMAR-on 183
A hallójárati rezonancia KEMAR-ban 183
In situ mérések és a beillesztési erősítés 183
Az irány karakterisztika mérése 186
A mérés menete 186
ANSI mérések tesztboxban 186
ANSI S3.22 szabvány (2003) 186
Telítetési SPL, 90 dB bementi SPL mellett (OSPL90) 186
OSPL 90 HF(magas frekvenciás)-átlaga 188
Teljes erősítés 188
A teljes erősítés HF-átlaga 189
A hangerőszabályzó referencia teszt helyzete 189
Referencia teszt erősítés 189
Frekvenciaátviteli tartomány 189
Az indukciós tekercs érzékenysége (SPLITS görbe) 189
Az elem áramerőssége 189
Ekvivalens bemeneti zajszint 190
Harmonikus torzítás 191
Valós fül mérések 191
Egyéb mérések: Dl, AI, koherencia 192
Irányhatás (Dl) 193
Az artikulációs index (AI) 194
Koherenciamérés 196
Koherencia kereszt-spektrum analízissel 196
Elektromágneses kompatibilitás (Electromagnetic Compatibility - EMC) 198
Vonatkozó szabványok 201
A szabályozó környezet 201
Összefoglalás 201
Áttekintő kérdések 202
10. DIGITÁLIS MECHANIKA 205
Bevezetés 205
A külső fül részei és méretei 206
A füllenyomat 208
Digitális mechanikai feldolgozás 208
Háromdimenziós lézeres letapogatás 209
Hallókészülék tervezése 209
A ház gyártása 212
Felületi megmunkálás 213
Jövőbeli irányzatok 213
Összefoglalás 214
Áttekintő kérdések 214
11. ILLESZTÉS, ELLENŐRZÉS ÉS ELBOCSÁTÁS 215
Bevezetés 215
Illesztés 215
Audiogram 215
Klasszikus illesztési formulák 216
NAL-R 217
NAL-RP 217
NAL-NL1 218
Kívánt érzékelési szint (DSL - desired sensation level) [i/o] 218
A hangosság skálázása 219
Szándék és cél 219
Módszer 219
Az eredmények elemzése 220
Ellenőrzés 222
Elbocsátási felmérések 222
APHAB 222
HHIE/HHIA 223
COSI 223
Összefoglalás 223
Áttekintő kérdések 224
12. AUDIOLÓGIA ÉS PSZICHOAKUSZTIKA 225
Bevezetés 225
Hallani és érteni 225
Az emberi fül felépítése és működése 226
Hallásérzékelés - pszichoakusztika 229
A hallássérülés pszichoakusztikája 231
A hallásveszteség hatása a kommunikációs képességeinkre 233
Decibelek és hallás 234
A decibel 234
Feszültség- és nyomásarányok átalakítása decibellé 235
Referenciaszintek 236
Decibelek és az emberi hallás 236
dBA és egyéb súlyozó függvények 238
Biztonságos hangterhelés 239
Összefoglalás 240
Áttekintő kérdések 241
13. INTERFERENCIA A DIGITÁLIS VILÁGBAN 243
Bevezetés 243
Az RF és az RF spektrum rövid története 243
Vezeték nélküli kiegészítők frekvenciái 245
A berendezések és a szolgáltatások közötti interferencia 246
Mobiltelefonok és hallókészülékek kompatibilitása 248
Mobiltelefon-technológiák 248
Egyszerű rádiófrekvenciás antennák 250
A mobiltelefon interferenciájának működése 251
Az elektromágneses kompatibilitás szabványai 252
Szabályozó rendelkezések 254
A hallókészülékek védettségének fejlesztése 254
Egyéb eszközök érzékenysége a GSM interferenciára 254
Összefoglalás 256
Áttekintő kérdések 256
14. ADATÁTVITEL 257
Bevezetés 257
Bitek és byte-ok 258
Decimális számok 258
Bitek 258
Byte-ok 260
Bináris matematika 261
ASCII (Az információcsere szabványos amerikai kódja - 261
American Standard Code For Information Interchange) 264
Modemek 264
300 bps modemek 264
Gyorsabb modemek 265
Adattömörítés 265
Az MP3 formátum 266
Adatkommunikációs protokollok 266
RS-232 267
USB . 267
Bluetooth 268
WI-FI (Wireless fidelity | vezeték nélküli hanghűség) 268
Összefoglalás 269
Áttekintő kérdések 270
15. BEÜLTETETT ESZKÖZÖK 271
Bevezetés 271
Csontvezetéses hallókészülékek 272
A BAHA rendszer 272
Középfül implantátumok 273
Cochleáris implantátumok (Cl) 274
Jelöltség a beültetésre 276
A cochleáris implantátumok típusai 276
A Cl működésének hét pontja 277
Feldolgozási stratégiák 278
Cochleáris implantáció gyerekeknél 280
Agytörzsi hallásimplantátumok 280
Összefoglalás 281
Áttekintő kérdések 281
16. A DIGITÁLIS JELFELDOLGOZÁS ÉS A PSZICHOAKUSZTIKA SZÓJEGYZÉKE 283
Digitális jelfeldolgozás 283
Ablakok és keretek 283
Adaptív szűrő 283
Adatszó hossza 284
Algoritmusok 285
Analóg jel 285
Analóg/ digitális átalakító (ADC - Analog-to-digital converter) 285
Antialias szűrő 285
Átfedés mentés/átfedés hozzáadás módszer 285
Átlapolódás (Aliasing) 286
Bináris számok 286
Bit (bináris számjegy) 286
Chiptechnológia 286
CMOS - Kiegészítő fémoxid félvezető (Complementary Metál Oxidé Semiconductor) 286
Csatornák / frekvenciasávok 286
D osztályú erősítő 287
Digitális jel 287
Digitális jelfeldolgozási láncolat 287
Digitális jelfeldolgozó processzor (DSP - Digital Signal Processor) 288
A digitális visszacsatolás elnyomása (DFS - Digital Feedback Suppression) 288
Digitális / analóg átalakító (DAC - digital-to-analog converter) 289
Digitálisan programozható, illetve teljesen digitális hallókészülék 289
Dinamikatartomány 289
Elektromágneses kompatibilitás (EMC - electomagnetic compatibility) 289
Fourier analízis 290
GSM (Global System for Mobile Networks - Globális rendszer mobil telefon hálózatokhoz 290
Gyors Fourier-transzformáció (FFT - Fast Fourier Transform) 290
Időtartomány / frekvenciatartomány 290
Impulzus kód moduláció (PCM - Pulse Code Modulation) 292
Iránymikrofonok 292
Kettős kompresszió 292
Közvetlen digitális vezérlés (DDD - direct digital drive) 292
Kvantálási hiba 293
Millió utasítás másodpercenként (MIPS - Millión Instruction Per Second) 293
Mintavételi frekvencia 293
Mintavételi tétel, Nyquist / Shannon tétel 293
Nyquist gyakoriság 294
Oversampling (Túlmintavételezés) 294
Szigma - delta átalakító (- Á konverter) 294
Pszichoakusztika 295
Bark skála 295
Beszédészlelési hallásküszöb (SRT- speech reception threshold) 295
Dinamika veszteség 295
Emelkedő maszkolás (vagy a maszkoló zaj hallásküszöbe) 296
Gerjesztési mintázat 296
Hangosság 296
A hangosság kategorikus skálázása 297
A hangosság kompenzációja 297
A hangosság összegződése 297
HALLÓKÉSZÜLÉK TECHNOLÓGIA 297
Jel / zaj viszony (SNR - signal-to-noise ratio) 298
Kritikus sávszélesség 298
Maszkolás 298
Pszichoakusztika + idegi eredetű hallássérülés 298
Szűrőcsoport 298
Válaszok az áttekintő kérdésekre 299
Irodalomjegyzék 307
Index 311

Témakörök