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AGC : Begrenzungen |
Arten der Begrenzung
Hörschädigungen sind grundsätzlich durch zwei Eigenschaften geprägt: Einmal wird die Hörschwelle zu höheren Pegeln verschoben und zum anderen wird die Unbehaglichkeitsschwelle zu niedrigeren Pegeln verschoben.
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Aus diesem Grunde ergeben sich zwei Notwendigkeiten. Die Unbehaglichkeitsgrenze darf niemals überschritten werden um das Restgehör vor progedientem Verlauf der Hörschädigung zu schützen. Da die Unbehaglichkeitsgrenze zu niedrigeren Pegeln und die Hörschwelle zu höheren Pegeln verschoben wird, verringert sich die Restdynamik.
Daraus ergeben sich zwei unterschiedliche Anforderungen an die Signalverarbeitung des Hörgerätes :
1. Zum Schutz des Restgehöres ist es notwendig dafür zu sorgen, dass die Unbehaglichkeitsschwelle nicht überschritten wird. Alle Schallereignisse des Ausgangspegels, die lauter als der Pegel der Unbehaglichkeitsschwelle sind müssen begrenzt werden. Hierfür ist eine Begrenzung des maximalen Ausgangspegel notwendig.
2. Durch die Verschiebung der Hörschwelle zu höheren Pegel und der Unbehaglichkeitsschwelle zu niedrigeren Pegeln verkleinert sich das Resthörfeld, die zu übertragende Dynamik wird verringert. Demzufolge muss das Eingangssignal komprimiert werden um in das Resthörfeld zu passen. Dies bedeutet das die Dynamik begrenzt werden muss.
Es gibt daher zei unterschiedliche Arten der Begrenzung :
Begrenzung der Dynamik
Im Sprachaudiogramm kann man diese beiden Vorgänge sehr deutlich erkennen:
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In dieses Sprachaudiogramm ist die Übertragung der Sprache durch das Hörgerät eingetragen. Die mittlere Sprachlautstärke des Eingangssignals beträgt 65dB (gelber Streifen). Die gesamte Dynamik der Sprache umfasst 30dB (grüner bis roter Bereich). Die untere Hälfte der Sprachdynamik (grüner Bereich) umfasst den Bereich von 50dB bis 65dB, der obere (roter Bereich) 65dB bis 80dB. Der untere Bereich wird in den ansteigenden Bereich bis dBopt verstärk, der obere Bereich der Sprachdynamik beginnt bei dBopt.
Dies Sprachaudiogramm zeigt, dass zwischen dBopt und der Unbehaglichkeitsschwelle eine Dynamik von 20dB beträgt. demzufolge kann die ganze Sprachdynamik übertragen werden. Lediglich die Überschreitung der Unbehaglichkeitsschwelle muss sichergestellt werden. Dies bedeutet, dass das Hörgerät eine MPO, also eine AGCo oder PC haben muss. Die Sprachdynamik muss nicht verringert werden, da die gesamte Dynamik der Sprache von 30dB übertragen wird. Hier ist also eine Begrenzung des Ausgangspegels des Hörgerätes notwendig.
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In diesem Fall beträgt der Abstand zwischen dBopt und U-Grenze nur noch 5dB. Die oberen 15dB der Sprachdynamik passen somit nicht mehr in diese Restdynamik. Demzufolge ist es notwendig, die Dynamik der Sprache zu begrenzen. Da die obere Hälfte der Sprachdynamik 15dB beträgt und die Restdynamik zwischen dBopt und U-Grenze 5dB betragen wäre hier eine AGCi mit einem Kompressionsverhältnis von 3:1 notwendig. Zusätzlich müsste hier noch sichergestellt werden, dass die U-Schwelle von 105dB nicht überschritten wird, es ist somit noch eine Begrenzung des Ausgangsschalldruckes notwendig.
Diese beiden Vorgänge, die Begrenzung des Ausgangspegels und die Begrenzung der Dynamik des Hörgerätes seien am guten alten Balkendiagramm der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts demonstriert:
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Der linke Balken der beiden Diagramme stellen die Pegel des Eingangssignals dar, die rechten den Ausgangspegel des Hörgerätes.
In dem linken Balkendiagramm wird die Begrenzung der Dynamik dargestellt. Das Eingangssignal (ganz links) beträgt 30dB mit einem Mittelwert von 65dB. Das Hörgerät komprimiert nun den ganzen Bereich gleichmäßig und verstärkt es in den Ausgang. Es werden also die leisen Bereiche des gesamten Sprachbereiches stärker verstärkt als die oberen lauten. Damit wird der gesamte Sprachbereich gleichmäßig komprimiert.
Das linke Balkendiagramm zeigt die Funktion der Begrenzung des Ausgangspegels. Leise, mittlere und laute Bereiche werden gleichmäßig verstärkt, erst nach dem Überschreiten des Schwellenpegels der MPO wird das Signal begrenzt. Es fehlt demzufolge ein Teil des des oberen Sprachbereiches. Diese Begrenzung (MPO) kann wahlweise durch eine AGCo oder eine PC erfolgen.
Die Begrenzungseigenschaften der Signalverarbeitung des Hörgerätes lassen sich am besten in der Dynamikkennlinie beschreiben.
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Es handelt sich hier um ein nicht kompriemierendes Hörgerät (Cv=1). Das Sprachsignal des Eingangs (50dB, 65dB, 80dB) wird mit einer Verstärkung von 35dB verstärkt. Hohe Eingangspegel, z.B. durch Störpegel werden im Ausgang durch die MPO (PC oder AGCo) begrenzt. Die komplette Dynamik des Sprachsignals wird übertragen, die lauten Störsignale werden begrenzt.
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Die Begrenzung der Dynamik erfolgt durch eine AGCi . Die unteren Pegel des Sprachsignals bei 50dB werden mit 45dB verstärkt, Pegel mit 65dB mit 35dB und obere Pegel mit 80dB mit 25dB verstärkt. Damit ist die Sprachdynamik von insgesamt 30dB auf 10dB begrenzt.
