kuulolaite Akustinen palaute

Akustinen palaute on tunnettu ja on edelleen suuri huolenaihe kuulolaitteita käyttäville. Tämä johtuu äänen vuotamisesta kuulokojeen kaiuttimesta (vastaanottimesta) takaisin mikrofoniin (Kuva 1). Tämä ääniaaltovuoto ulostulosta takaisin tuloon tuottaa eräänlaista epävakautta, mikä johtaa kuuluvaan värähtelyyn.

pohjimmiltaan vahvistettu ääni palautetaan mikrofoniin ja tätä avoimen silmukan äänensiirtoympyrää vahvistetaan jatkuvasti siihen pisteeseen asti, jossa tapahtuu tonaalinen kiljunta. Tämä on ei-toivottu akustinen kytkentä kuulokojeen kaiuttimen ja mikrofonin välillä. Akustisen takaisinkytkennän seurauksena on rajoittaa suurinta vahvistusta, jota voidaan käyttää kuulokojeessa tekemättä siitä epävakaata. Tätä tasoa kutsutaan usein nimellä maximum stable gain (MSG). MSG: hen on kirjallisuudessa Viitattu myös termeillä Actual Feedback Limit, maximum feedback-free gain, maximum available gain, critical gain tai open loop gain (OLG), ja todennäköisesti myös muilla tavoin. Ehkä OLG: tä ei pitäisi käyttää, koska se on määritelty erityiseksi tekniikaksi MSG: n mittaamiseksi.

akustiseen takaisinkytkentään johtavan vuodon määrä voi johtua monista tekijöistä, mm.: 1) kuulokojeen tyyppi, 2) raon vuodon määrä korvan ympärillä, 3) tuuletus ja tyyppi, 4) jäännöskanavan tilavuus, 5) kanavan alueen pituus ja halkaisija, jossa kuori sopii, 6) pinna koko ja muoto, 7) tuen istuvuus korvakäytävässä, 8) taajuusvaste ja kuulokojeen voitto, 9) vahvistuksen säätö, 9) kuulokojeen lähtö, 10) tärykalvon impedanssi, 11) kuulokojeen suunta ääni kantoi korvakäytävässä ja todennäköisesti myös muita kysymyksiä. Kaikki vaikuttavat siihen, tuleeko palautetta ja millä taajuudella. Kuva 2 havainnollistaa vuotojen vaikutuksia tyypillisessä kuulokojesovelluksessa, jossa akustinen takaisinkytkentäpolku mustilla nuolilla tuuletuspainevuodosta (Pv) takaisin tulomikrofoniin (M), jossa takaisinkytkentäpaine (Pf) lasketaan yhteen normaalin mikrofonin tulopaineen (Pi) kanssa, sitten vahvistimen (a) kautta vastaanottimeen (R), alas korvakuulokkeeseen – ja sitten uudelleen. Tämä kuvaa avointa palautepolkua.

Akustisen takaisinkytkennän taajuus

Akustisen takaisinkytkennän taajuus ilmenee tyypillisesti kuulolaitteen taajuusvasteen suurtaajuushuipuilla tai niiden läheisyydessä, koska ne tapahtuvat suurimman vahvistuksen taajuudella. Nämä huiput johtuvat pääasiassa kuulokojeiden kaiuttimien resonansseista, joilla on vaikutusta kuulokojeen akustiseen ulostuloon. Piikit vaihtelevat tietyn kaiutinmallin mittojen mukaan ja niihin vaikuttaa erityisesti mekaaninen Kotelokoko. Vaikka akustinen takaisinkytkentä tapahtuu yleensä yhdellä primaaritaajuudella, vahvistimen kylläisyyden vuoksi esiintyy kuultavia kerrannaisia (harmonisia). Takaisinkytkentä tapahtuu tyypillisesti 2000-5000 Hz: n välillä ja se aloitetaan usein kuulokojeen suurtaajuisella vahvistuksella, jota käytetään lisäämään vahvistusta korkeilla eikä matalilla taajuuksilla kuulon heikkenemisen tyydyttämiseksi. Lisäksi mitä suurempi kuulokojeen käyttövoitto on, sitä todennäköisemmin palautetta tulee.

Akustinen takaisinkytkentä ei aina ole “kaikki tai ei mitään” – ilmiö. Todellisuudessa se toimii useiden vaiheiden kautta riippuen in situ-hetkestä ja ympäristön ääniympäristöstä. Potilaat kommentoivat usein suboskillatorisen takaisinkytkennän kokemusta, joka on juuri jatkuvan kuultavan värähtelyn pisteen alapuolella. Kun kuulolaite on tässä tilassa, ohimenevä kovaäänisyys usein aloittaa satunnaisen soimisen tunteen. Tämä on seurausta kuulokojeen vaihtelevista ja / tai ajoittaisista stimulaatioista palautteen sisällä ja ulos äänistä, joilla on suuri energia palautetaajuudella. Tällaisen palautteen kliinisesti tunnistamiseksi ja potilaan valituksen vahvistamiseksi voidaan käyttää koetin-mikrofonijärjestelmällä varustettua kuuloketta. Näin asentaja voi samanaikaisesti kokea potilasvalituksen. Jos vähentää voitto hieman poistaa tämän osa värähtelevän palautetta, se osoittaa erittäin epävakaa tila, joka todennäköisesti etenee nopeasti jatkuvaan kuultavissa heilahtelua.

Akustisen takaisinkytkennän ratkaisut

Akustisen takaisinkytkennän syiden tunteminen mahdollistaa ymmärryksen siitä, mihin suuntaan ratkaisut sen ratkaisemiseksi ovat edenneet. Vaikka on olemassa useita akustisia lähestymistapoja, jotka voidaan ottaa (remake earmold, pienentää vent, käytä In-line suodattimia tasoittaa huiput tai yleinen vastaus, jne.), tämä blogi keskittyy elektronisia menetelmiä, ja yrittää esittää ne järjestyksessä, jossa ne ovat tapahtuneet – usein sanelee Elektroniikka päivä.

Akustinen Takaisinkytkentäratkaisu #1 – vahvistuksen kokonaisvähennys

koska akustinen takaisinkytkentä johtuu liiallisen vahvistuksen ja vaihekulman yhdistelmästä kriittisellä taajuudella, looginen lähestymistapa on vähentää vahvistusta, kunnes takaisinkytkentä lakkaa (käyttäen äänenvoimakkuuden säätöpyörää). Tämä oli todennäköisesti yksi ensimmäisistä lähestymistavoista, joita käytettiin kuulolaitteiden kanssa. Ongelmana tässä lähestymistavassa on se, että alentunut hyöty ei välttämättä enää riitä potilaalle. Tai jos käytetään kättä korvan yli palautteen määrittämiseen palkata vähennys, tulos minun jättää kuulokoje sub-oskillatorinen palautetta tilassa. Tämän seurauksena voimakkaat äänet voivat ajaa kuulokojeen sisään ja ulos värähtelystä.

Acoustic Feedback Solution #2-Reduction of High-Frequency Gain

koska akustinen takaisinkytkentä liittyy tyypillisesti korkeisiin taajuuksiin, on käytetty lähestymistapaa, jolla vähennetään korkeilla taajuuksilla tapahtuvaa vahvistusta. Aiemmin tämä saavutettiin pääasiassa käyttämällä alipäästöpotentiometri (vähentää huippuihin) tai pyytämällä valmistaja vähentää korkean taajuuden voitto. Valitettavasti liian suurta suurtaajuusvahvistusta voidaan joutua vähentämään palautteen poistamiseksi, että tuki ei sitten täytä potilaan perusvahvistustarpeita. Ironista tässä on, että korkean taajuuden voitto oli todennäköisesti pyydetty (kaava sopii menetys, tai peilaus – ei oikeastaan mitään merkittävää eroa kahden kannalta suositella korkean taajuuden vahvistus) niin, että korkeilla taajuuksilla voisi edistää ymmärrettävyyttä, ja sitten ne otetaan pois, jossa tiedetään vähentäminen ymmärrettävyyttä. Tämä menetelmä johtaa usein tiipiin muotoiseen kuulokojeen vasteeseen. Mielestäni on hämmästyttävää, kuinka monta tiipee-muotoista kuulokojeen vastausta näen ehdottaen, että tätä lähestymistapaa käytetään edelleen palautteen vähentämiseen. Kuva 3 osoittaa graafisesti muutoksen melko laajasta taajuusvasteesta vahvistukseen 500-1000 Hz: n alueella, kun yhä useammat korkeat taajuudet poistuvat kuulokojeesta. Loppuvaiheet ovat sitä, mitä olen kutsunut tiipee-tyyppiseksi kuulokojeen vastaukseksi.

Next blog – jatketaan aikalinjalla menetelmiä, joita käytetään akustisen palautteen vähentämiseen kuulolaitteissa.

Agnew, J. Akustinen palaute ja muut kuultavat artefaktit kuulolaitteissa. Trends in Amplification, Vol. 1, nro 2, 1996, s. 56 ja 72.

Egolf, D. Review of the acoustic feedback literature from a control system point of view. The Vanderbilt Hearing-Aid Report: State of the Art-Research Needs. Studebaker, G ja Bess F. (toim.). Monographs in Contemporary Audiology, Upper Darby, PA, S. 94-103.