Retroalimentación Acústica de Audífonos

La retroalimentación acústica es bien conocida y sigue siendo una preocupación importante para aquellos que usan audífonos. Esto es causado por la fuga de sonido del altavoz del audífono (receptor) al micrófono (Figura 1). Esta fuga de onda de sonido de la salida a la entrada produce una forma de inestabilidad, lo que resulta en una oscilación audible.

En esencia, el sonido amplificado se devuelve al micrófono y este círculo de transmisión de sonido de bucle abierto se amplifica continuamente hasta el punto en el que se produce un chillido tonal. Se trata de un acoplamiento acústico no deseado entre el altavoz del audífono y el micrófono. La consecuencia de la retroalimentación acústica es limitar la amplificación máxima que se puede usar en el audífono sin hacerlo inestable. Este nivel a menudo se conoce como ganancia máxima estable (MSG). MSG también se ha referido en la literatura como Límite de retroalimentación Real, ganancia máxima libre de retroalimentación, ganancia máxima disponible, ganancia crítica o ganancia de bucle abierto (OLG), y probablemente de otras maneras también. Tal vez no se debe usar OLG porque se define como una técnica específica para medir el GMS.

La cantidad de fugas que conduce a la retroalimentación acústica puede ser el resultado de muchos factores, incluidos: 1) tipo de audífono, 2) cantidad de fugas de hendidura alrededor del molde auricular, 3) ventilación y tipo, 4) volumen residual del canal auditivo, 5) longitud y diámetro del área del canal donde encaja la carcasa, 6) tamaño y forma del pabellón auricular, 7) ajuste del audífono en el canal auditivo, 8) respuesta de frecuencia y ganancia del audífono, 9) ajuste de control de ganancia, 9) salida del audífono, 10) impedancia del tímpano, 11) orientación del orificio de sonido del audífono en el canal auditivo, y muy probablemente también otros problemas. Todo influye en si se producirá la retroalimentación y en qué frecuencia. La Figura 2 ilustra los efectos de la fuga en una aplicación típica de audífono, con la ruta de retroalimentación acústica en flechas negras desde la fuga de presión de ventilación (Pv), de regreso al micrófono de entrada (M), donde la presión de retroalimentación (Pf) se suma con la presión de entrada normal del micrófono (Pi), luego a través del amplificador (A), al receptor (R), hasta el molde de oreja, y luego de nuevo. Esto ilustra una ruta de retroalimentación abierta.

Frecuencia de retroalimentación acústica

La retroalimentación acústica generalmente ocurre en o cerca de los picos de alta frecuencia en la respuesta de frecuencia del audífono porque ocurren a la frecuencia de mayor ganancia. Estos picos son el resultado principalmente de las resonancias de los altavoces de los audífonos, que tienen un efecto en la salida acústica del audífono. Los picos varían con las dimensiones del modelo de altavoz específico utilizado y están especialmente influenciados por el tamaño de la caja mecánica. Aunque la retroalimentación acústica tiende a ocurrir a una sola frecuencia primaria, los múltiplos audibles (armónicos) ocurren debido a la saturación del amplificador. La retroalimentación ocurre típicamente entre 2000 y 5000 Hz y a menudo se inicia por la ganancia de alta frecuencia del audífono que se utiliza para proporcionar más amplificación en las frecuencias altas en lugar de bajas para satisfacer la pérdida auditiva. Además, cuanto mayor sea la ganancia de uso del audífono,más probable será la retroalimentación.

La retroalimentación acústica no siempre es un fenómeno de “todo o nada”. En realidad, funciona a través de varias etapas dependiendo del momento in situ y el entorno sonoro ambiental. Los pacientes a menudo comentan sobre una experiencia de retroalimentación sub-oscilatoria, que está justo debajo del punto de oscilación audible continua. Cuando el audífono está en esta condición, los sonidos fuertes transitorios a menudo inician la sensación de zumbido aleatorio. Este es el resultado de la estimulación variable y/o intermitente del audífono dentro y fuera de la retroalimentación por sonidos que tienen alta energía en la frecuencia de retroalimentación. Para identificar clínicamente este tipo de retroalimentación y confirmar la queja del paciente, se pueden usar los auriculares provistos de un sistema de sonda-micrófono. Esto permite que el instalador experimente simultáneamente la queja del paciente. Si la reducción de la ganancia elimina ligeramente esta retroalimentación sub-oscilatoria, indica un estado altamente inestable que es probable que progrese rápidamente en oscilaciones audibles sostenidas.

Soluciones de retroalimentación acústica

Conocer las causas de la retroalimentación acústica permite comprender la dirección que han tomado las soluciones para resolverla. Si bien hay una serie de enfoques acústicos que se pueden tomar (rehacer el molde auricular, reducir el tamaño de la ventilación, usar filtros en línea para suavizar los picos o la respuesta general, etc.), este blog se centrará en los métodos electrónicos, e intentará presentarlos en el orden en que han ocurrido, a menudo dictados por la electrónica del día.

Solución de retroalimentación acústica # 1-Reducción general de ganancia

Debido a que la retroalimentación acústica es causada por una combinación de ganancia excesiva y ángulo de fase a una frecuencia crítica, un enfoque lógico es reducir la ganancia hasta que la retroalimentación cesa (utilizando la rueda de control de volumen). Este fue probablemente uno de los primeros enfoques utilizados con audífonos. El problema con este enfoque es que la ganancia reducida puede no ser suficiente para el paciente. O, si se usa la mano sobre la oreja como una determinación de retroalimentación para emplear la reducción de ganancia, el resultado es que dejo el audífono en un estado de retroalimentación sub-oscilatoria. Como resultado, los sonidos intensos pueden hacer que el audífono entre y salga de la oscilación.

Solución de retroalimentación acústica # 2-Reducción de Ganancia de alta Frecuencia

Debido a que la retroalimentación acústica se asocia típicamente con altas frecuencias, un enfoque que se ha utilizado es reducir la ganancia en las altas frecuencias. En el pasado, esto se lograba principalmente con el uso de un potenciómetro de paso bajo (reducir los máximos) o pidiendo al fabricante que redujera la ganancia de alta frecuencia. Desafortunadamente, una cantidad excesiva de ganancia de alta frecuencia puede tener que reducirse para eliminar la retroalimentación de que la ayuda no satisface las necesidades básicas de amplificación del paciente. La ironía de esto es que lo más probable es que se solicitara la ganancia de alta frecuencia (fórmula para adaptarse a la pérdida, o reflejo, en realidad no hay ninguna diferencia significativa entre los dos en términos de recomendar la amplificación de alta frecuencia) para que las frecuencias altas pudieran contribuir a la inteligibilidad, y luego se eliminaran, con una reducción conocida de la inteligibilidad. Este método a menudo resulta en una respuesta de audífono en forma de tipi. Me parece increíble la cantidad de respuestas de audífonos en forma de tipi que veo, lo que sugiere que este enfoque se sigue utilizando para reducir la retroalimentación. La figura 3 muestra gráficamente el cambio de una respuesta de frecuencia bastante amplia a la amplificación en la región de 500 a 1000 Hz a medida que se eliminan más y más frecuencias altas del audífono. Las últimas etapas son lo que he denominado la respuesta de audífonos tipo tipi.

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Agnew, J. Retroalimentación acústica y otros artefactos audibles en audífonos. Trends in Amplification, Vol. 1, No. 2, 1996, págs. 56 y 72.

Egolf, D. Revisión de la literatura de retroalimentación acústica desde el punto de vista del sistema de control. The Vanderbilt Hearing-Aid Report: State of the Art – Research Needs (en inglés). Studebaker, G, and Bess F. (Eds.). Monografías en Audiología Contemporánea, Upper Darby, PA, pp. 94-103.