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AGC : AGCo |
Breitband AGCo
Die grundlegende Wirkungsweise der AGCo ist unter "Wirkungsweise" beschrieben.
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Der Eingangsschalldruck wird entsprechend dem Mikrofonübertragungsfaktor in eine proportionale Mikrofonspannung umgewandelt ( Der Eingangspegel entsprechend dem Mikrofonübertragungsmaß in einen Mikrofonspannungspegel ). Der Vorverstärker VV hat im linearen Bereich eine konstante Verstärkung. Die Ausgangsspannung des Vorverstärkers kann nun mittels dem Poti durch den Hörgeschädigten beliebig geteilt werden. Die Potiausgangsspannung wird nun durch den Endverstärker, dessen Verstärkung bis zur Sättigungsgrenze konstant ist, auf den Hörer gegeben. Dieser wandelt die Spannung entsprechend seinem Übertragungsfaktor in einen Ausgangsschalldruck um. Somit ist die Potiausgangsspannung proportional zu dem Ausgangsschalldruck (Der Ausgangspegel wird entsprechend dem Hörerübertragungsmaß in einen entsprechenden Pegel gewandel). Wird nun der AGC- Schalter (roter Balken) in die Position "o" gebracht, so wirkt der Komparator der AGC- Schaltung wie eine AGCo. Diese Spannung wird mit der Sollspannung des Regelschwellenpegels (Lrs) verglichen. Wird der Regelschwellenpegel überschritten, so wird eine Regelspannung erzeugt, die die Verstärkung des Vorverstärkers herunterregelt. Entscheidend für den Einsatz der AGC ist also der Regelschwellenpegel und die am Potiausgang anstehende Ist- Spannung. Folglich hat der Regelschwellenpegel immer den folgenden Verlauf :
Oberhalb des ausgangsbezogenen Regelschwellenpegels Lrso findet eine Begrenzung der Verstärkung statt. Diese Begrenzung ist abhängig von dem Kompressionsverhältnis.
In der linken Dynamikkennlinie ist das Kompressionsverhältnis unendlich in der rechten ist das Cv 2:1. Die Erhöhung des Ausgangspegels oberhalb dem ausgangsbezogenen Regelschwellenpegel beträgt bei einer Verstärkungsänderung demzufolge immer :
Demzufolge wird bei einem Cv von 2:1 (rechtes Diagramm) der Ausgangspegel bei einer Erhöhung der Verstärkung um 10dB der Ausgangspegel sich um 5dB erhöhen. In der linken Dynamikkennlinie ist das Cv unendlich. Demzufolge wird die Ausgangspegelveränderung immer
0dB betragen. Dies bedeutet, dass bei einer Verstärkungsänderung keine Veränderung des maximalen Ausgangspegel erfolgt. Aus diesem Grunde ist die AGCo ein Funktionselement, das den Ausgangspegel sicher begrenzt. Wird nun der Regelschwellenpegel verändert, z.B abgesenkt, dann...
sinkt der Ausgangspegel ebenfalls unabhängig von der eingestellten Verstärkung. Es ist klar erkennbar, dass die AGCo mit einem unendlichen Kompressionsverhältnis ein sicheres Begrenzungssystem des maximalen Ausgangsschalldrucks ist.
Bei der Breitband-AGCo liegt ein Regelschwellenpegel über dem gesamten Frequenzbereich des Hörgerätes.
Das Diagramm zeigt ein 8-kanaliges Hörgerät. Die grünen Flächen sind die Kanalverstärkungen die individuell variiert werden können. Der Regelschwellenpegel Lrso der AGCo wirkt über alle Kanäle aber die Regelung hat auf alle Kanäle die gleiche Wirkung. Wird ein tieffrequentes Signal durch die Verringerung der Verstärkung begrenzt, so werden auch die oberen Kanäle im gleichen Maße heruntergeregelt.
Dies ist das Funktionsschaltbild dieses Gerätes. es enthält ein duales Richtmikrofonsystem. Ein HLC schützt die nachfolgende digitale Signalverarbeitung vor Übersteuerungen, dem folgt die Einteilung in die 8 Kanäle. In den Kanälen ist zunächst jeweils eine AGCi. Der AGCi folgt ein Enveloppendetektor für die Sprachverarbeitung. Dann folgt die Einstellung der Kanalverstärkungen. Anschließend werden die Kanälr wieder zusammengeführt, ein Poti ermöglicht die individuelle Einstellung der Verstärkung. Erst jetzt erfolgt die Begrenzung des maximalen Ausgangspegels durch eine AGCo und/oder der PC.
Wird auf das Hörgerät mit der Breitband AGCo ein Störsignal (roter Pfeil, z.B ein Laster im Straßenvekehr) gegeben, so würde dieses Signal mit der dazugehörigen Verstärkung verstärkt (blauer Pfeil). Demzufolge übersteigt das Ausgangssignal den Regelschwellenpegel. Die BB-AGCo regelt nun die Verstärkung zurück, bis der durch das Störsignal ausgelöste Ausgangspegel an die Regelschwelle geführt wird. Die Verstärkung wird aber über den gesamten Frequenzbereich reduziert (untere Wiedergabekurve). Demzufolge werden auch alle Signale im oberen Frequenzbereich geringer verstärkt.
Diese Abbildungen zeigen einmal praxisnah wie die BB-AGCo gemäß dem obigen Beispiel wirkt. Die beiden oberen Diagramme zeigen den Ausgangspegel (rotes Spektrum) ohne den Einsatz der BB-AGCo (MPO ausgeschaltet, 0dB) und darunter das Eingangssignal (blaues Spektrum. Das tieffrequente blaue Signal (bei 200Hz) wäre das vom Laster produzierte Störgeräusch mit einem Pegel von 86dB. Das rechte blaue Signal bei ca. 3kHz wäre z.B. der 3.Formant eines Sprachspektrums mit einem Pegel von ca.50dB. Wie man sieht, ergibt sich ein Gesamtspektrum (rot 1. Diagramm), das im Wesentlichen aus Verzerrungsprodukten besteht.Es sind deutlich die Klirrfaktor- und Intermodulationsanteile erkennbar. Der 3.Formant wird auf einen Pegel von 105dB verstärkt aber neben diesem Formanten entstehen Intermodulationsprodukte durch den Störlärm, die fast genauso groß sind. Damit würde dieser Formant durch Maskierung wohl kaum erkannt werden.
Die unteren beiden Diagramme zeigen die Verhältnisse mit eingeschalteter BB-AGCo (MPO -21dB). Das Eingangsspektrum ist natürlich nicht verändert (unterstes blaues Spektrum), das darüber liegende rote Spektrum zeigt aber deutliche Veränderungen. Zunächst fällt auf, dass die Verzerrungsprodukte sich erheblich verringert haben. Dies ist typisch für eine AGCo (der Grund wird bei der Mini-AGCo erläutert). Entscheidend für die BB-AGCo ist aber, dass sowohl das Störgeräusch, als auch das Nutzsignal im oberen Frequenzbereich, also unser 3.Formant, im gleichen Maß reduziert sind. Beide sinken um ca. 20dB.
