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AGC : Aufgaben |
Die AGC hat grundsätzlich zwei unterschiedliche Aufgaben :
Arten der Begrenzungen
Mein Formeleditor spinnt gerade (hat sich wohl ILOVEYOU angesehen), D soll groß Delta werden. Jetzt kommt beim Delta nur ein Smilie heraus. Wird demnächst ersetzt
Begriffe :
Lamax
maximaler Ausgangspegel
maximaler Ausgangsschalldruckpegel
Sättigungsschalldruck
Sättigungspegel
Sättigungsschalldruckpegel
größter erreichbarer maximaler Ausgangsschalldruckpegelim Prinzip bedeuten diese Begriffe alle das G(g?)leiche
Diese Begriffe werden zu einem späteren Zeitpunkt in diesem Lexikon genau definiert.
Begrenzung des maximalen Ausgangsschalldruckes
Bei dieser Aufgabe der AGC soll erreicht werden, dass der Ausgangsschalldruck des Hörgerätes, unabhängig von den sonstigen Einstellungen des Hörgerätes (insbesondere dem Poti), nicht die Unbehaglichkeitsschwelle des Hörgeschädigten überschreitet.
Entscheidend für die Begrenzung des maximalen Ausgangsschalldruckes (Lamax, Sättigungsschalldruckes) ist es, dass das Kompressionsverhältnis gegen unendlich geht.
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Begrenzung des Lamax durch AGCo:
Bei AGCo Geräten ist die Begrenzung des Lamax relativ unproblematisch, da die Verstärkung bei hohen Kompressionsverhältnissen nur einen geringen Einfluss hat. Bei diesen Geräten gilt oberhalb der Regelschwelle
DLa = DLe / Cv
Geht Cv gegen Unendlich, so ist die Erhöhung des Ausgangsschalldruckes Null.
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Da der Lamax durch den Ausgangsschalldruck bestimmt wird, hat die Verstärkung keinen Einfluss auf diesen Wert.
Damit ist die AGCo eine unproblematische und sichere Begrenzung des Lamax. Da im Begrenzungsfall keine Übersteuerungsprobleme auftreten, bleibt der Klang des Eingangssignales erhalten. Dies erhöht die Akzeptanz des Gerätes. Auch wird im Begrenzungsfall das SNR nicht verschlechtert, da durch die Verstärkungsreduktion sowohl das Nutz- als auch das Störgeräusch im gleichen Maße reduziert wird. Bei niedrigen Eingangspegeln unterhalb des Einsatzpunktes der AGCo finden keine zeitlichen Veränderungen des Eingangssignals statt, so dass sich die gewohnten Erkennungsmuster der Sprache nicht verändern.
Für die Begrenzung des maximalen Ausgangsschalldruck durch die AGCo gibt es daher nur ein Kriterium : das Kompressionsverhältnis muss gegen Unendlich gehen.
Begrenzung des Lamax durch AGCi
Bei AGCi Geräten ergeben sich bei der Begrenzung des Lamax erhebliche Probleme, da die Veränderung des Ausgangspegels oberhalb der Regelschwelle nur von der eingestellten Verstärkung des Gerätes abhängt.
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Einfluß auf Lamax! |
Eine Begrenzung ist also nur dann mit einer AGCi möglich, wenn die maximale Verstärkung durch eine GC reduzierbar ist. Jedoch gibt es auch bei dieser Kombination ein Problem : Das HMV PG13 schreibt eine Verstärkungsreserve von 10dB zwingend vor. Bei einer Erhöhung der Verstärkung durch die GC wird daher immer auch der max Ausgangsschalldruck angehoben ! Daher sollten bei diesen Geräten noch eine weitere Möglichkeit der Verstärkungseinstellung vorhandes sein. Z.B. Variation der Grundverstärkung
Eine Begrenzung des Ausgangsschalldrucks mit einer AGCi ist also nur möglich, wenn
1. das Kompressionsverhältnis gegen unendlich geht und
2. eine Verstärkungsbegrenzung durch eine GC vorhanden ist.
Problematisch wird hier das Verhalten des K-AMP. Grundsätzlich hat der K-AMP ein nichtlineares Verhalten, sein Frequenzgang ist vom Eingangspegel abhängig. Für die Beurteilung seines Ausgangsverhaltens ist jedoch die typische Dynamikkennlinie von Bedeutung:
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Bis zur tiefliegenden Regelschwellwelle, diese ist meist mit dem "TK- Steller" variierbar, findet eine lineare Verstärkung statt. Kompression erfolgt dann im Bereich der Sprachdynamik (gelber Bereich). Anschliessend geht der K-AMP wieder in eine lineare Verstärkung über. Eine Begrenzung des Lamax ist durch den K-AMP nicht vorgesehen. Die Philosophie nach der Kompression wieder zu einer linearen Verstärkung überzugehen wird mit Messungen der Lautheitsskalierung begründet. Es muss jedoch gesehen werden, dass der überwiegende Teil der Pesbyakusisfälle eine herabgesetzte Unbehaglichkeitsschwelle haben, dies wird schon in den ersten Berichten des Grünen Kreuzes festgestellt. Bei den derzeitigen am Markt befindlichen Lautheitsskalierungs- Anlagen wird jedoch in freien Schallfeld bis zu Pegeln von max. 100dB skaliert, so dass die Unbehaglichkeitsschwelle nicht erfasst wird. In der Praxis erfolgt die Begrenzung des maximalen Ausgangspegels durch die Sättigungsgrenze des verwendeten Hörers (roter Bereich). Eine individuelle Einstellung des Lamax, wie es in der PG13 U1 - U3 gefordert wird, ist somit nicht möglich.
Auch die These, dass bei Eingangspegeln oberhalb 70dB die Lautheitsfunktion des Hörgeschädigten in die Lautheitsfunktion des Normalhörenden übergeht, diese These wird durch Beispiele der Lautheitsskalierung begründet, geht nicht auf die herabgesetzte Unbehaglichkeitsschwelle ein. Es kommt hinzu, dass bei diesen Geräten die wirksame Betriebsverstärkung immer größer 0dB ist und auch sein muss, da die PG 13 eine, auch dringend notwendige, Verstärkungsreserve von 10dB fordert.
Ein weiterer Punkt, der die Notwendigkeit eines zusätzlichen Begrenzungssystems begründet, ist der Umstand, dass der K-AMP ein nichtlineares Verhalten der TILL Charakteristik aufweist. Das Kompressionsverhalten ist nur im oberen Frequenzbereich wirksam. Im unteren Frequenzbereich, in dem besonders die energiereichen Vokale angesiedelt sind und zudem tieffrequente Störgeräusche auftreten (Straßenverkehr), ist das Verhalten dieser Geräte linear und ohne jede Begrenzung des Lamax.
Derartige Geräte benötigen daher immer eine zusätzliche, individuell einstellbare PC oder MPO.
Siehe auch: Technischer Bericht
: Benötigen
Hörgeräte mit dem K-AMP
eine
Begrenzung des maximalen Ausgangsschalldruckes ?
Begrenzung der zu übertragenden Dynamik
Bei der Dynamikbegrenzung durch die AGCi soll die Dynamik des Eingangssignal der verringerten Restdynamik des Hörgeschädigten angepasst werden. Dabei wird der Bereich des Ausgangsschalldruckes gegenüber dem Eingangsbereich komprimiert. Deshalb wird diese Art der Begrenzung auch Kompression genannt.
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Das Eingangssignal, hier die Sprache mit seiner Dynamik von 50 - 80dB, wird auf eine beispielhafte Restdynamik von 10dB reduziert. Das Kompressionsverhältnis beträgt somit 3:1 = 3. Der Bereich, in dem die Kompression stattfindet ist der Eingangsbereich von 50 - 80dB. Aus diesem Grunde heissen Dynamiksysteme zur Begrenzung der Restdynamik auch "Wide Dynamic Range Compression" (WDRC). Vereinzelt wird hier auch der Begriff "WRDC" verwendet, was die gleiche Bedeutung hat.
Diese WDRC hat zwei Aufgaben:
eine (stark) eingeschränkte Restdynamik zu versorgen
eine automatische Lautstärkeneinstellung zu bewirken
Für die WDRC gibt es zwei weitere Begriffe :
DRC Dynamic Range Compression
FDRC Full Dynamic Range Compression
Der Begriff DRC ist der älteste Begriff, der die AGCi zur Versorgung der eingeschränkten Restdynamik beschreibt. Er wurde durch die Firma Bosch geprägt. Die ältesten DRC Geräte waren die legendären Geräte Bosch 6 DRC als HDO und das Bosch Omniton 111 DRC.Diese Geräte hatten einen Regelschwellenpegel von ca. 40dB und ein Cv von 2:1.
Der Begriff FDRC beschreibt exakt
den gleichen Sachverhalt wie die WDRC.
Versorgung eingeschränkter Restdynamik
Das Sprachaudiogramm einer eingeschränkten Restdynamik sieht typisch folgend aus :
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Die Restdynamik beträgt hier nur noch 5dB, so dass der Einsatz einer AGCi notwendig ist. Da hier das Sprachsignal in die Restdynamik komprimiert werden muss, ist hier eine Silbenkompression sinnvoll. Die Silbenkompression ist gekennzeichnet durch kurze Ein- und Ausschwingzeiten.
Die Dynamikkennlinie könnte folgenden Verlauf haben :
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Entscheidend ist es, dass bei dieser Art der Begrenzung, der Sättigungsschalldruck keine Rolle spielt, da er durch die WDRC nicht beeinflusst wird. Die rote Verlängerung des Kompressionsbereiches zeigt deutlich, dass eine Begrenzung des Ausgangsschalldruckes nicht erfolgt. Diese Begrenzung muss durch ein zusätzliches Begrenzungssystem erfolgen.
Automatische Lautstärkenreglung
Bei der "automatischen Lautstärkenreglung" hat die WDRC eine ganz andere Aufgabe. Bei steigendem mittleren Eingangspegel soll die Verstärkung reduziert werden, bei sinkendem Eingangspegel soll die Verstärkung des Gerätes erhöht werden. Da diese Geräte in der Regel kein Poti (Volume Control) haben, kann der Träger des Gerätes die Verstärkung nicht mehr an den Umgebungspegel angleichen. Er soll es auch nicht mehr, da diese Aufgabe durch das Hörgerät übernommen werden soll. Bei geeigneter Anpassung kann diese Aufgabe auch durch das Hörgerät genauer erfolgen.
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Ein stark schwankender Eingangspegel wird entsprechend dem Kompressionsverhältnis immer auf den dBopt des Trägers "fokussiert". Das Kompressionsverhältnis ist das statische. Da Träger dieser Geräte aber häufig eine ausreichende Restdynamik haben, wird ein kleineres dynamisches Kompressionsverhältnis benötigt. Dies wird erreicht durch entsprechende lange Ein- und Ausschwingzeiten des Gerätes (typische Werte liegen bei 2 sec.für ta und tr). Somit gilt für langsame Zeitänderung die grüne Dynamikkennlinie, während für schnellere Pegeländerungen, z.B. die Modulation der Sprache, das blaue (dynamische) Kompressionsverhältnis gilt. Es ist grundsätzlich kleiner als das statische Kompressionsverhältnis.
Einsatz einer AGCi in PG13 UG 2 und UG 3 Geräten
Grundsätzlich wird in den Untergruppen 2 und 3 eine automatische Verstärkungsregelung verlangt. Die Forderung lautet :
Um den Empfang akustischer Information angenehm und störungsfrei, gut diskriminierbar zu ermöglichen, müssen die Geräte bei eingeschränkter Dynamikbreite des Restgehörs mindestens ein automatisch regelndes Kompressionssystem (AGC) aufweisen.
Die entscheidende Aufgabe der AGC in diesen beiden Untergruppen ist also die Versorgung der Restdynamik. Der Grund hierfür liegt darin, dass nahezu 80% aller Fälle der Presbyakusis eine eingeschränkte Dynamik aufweisen, mit der die normale Sprachdynamik nicht zu übertragen ist.
Neben dieser Hauptaufgabe wird aber von den Begrenzungssystemen dieser Geräte weiter verlangt :
automatische Lautstärkeneinstellung bei nicht vorhandenem Poti (Volume Control, VC)
Begrenzung des maximalen Ausgangspegels.
Diese drei Aufgaben
Dynamikbegrenzung
automatische Verstärkungsregelung
Begrenzung des Sättigungspegels
lassen sich jedoch nur schwer mit einem AGC- System lösen, zumal alle drei Funktionen individuell einstellbar sein müssen.
Wird fortgesetzt
