弄懂助听器压缩,验配更专业

导读:有验配师咨询:“老用户是大约在10年前验配的助听器,最近过来换机后,对新机器的声音不习惯,说没有以前的机器听起来清脆,但是在噪声环境下,尤其是非常嘈杂的环境下,新机听得比老机器好。为了解决他的问题,我们调节过增益、更换过公式,他都不满意,想请问这种情况该如何调试?”

小编认为:10年前的助听器大部分使用的是线性放大,而现在的助听器几乎都使用的是压缩放大,因此问题可能出在这里。

看完上面的问题后,大家有没有疑惑:什么是线性放大?什么是压缩放大?它们有什么区别?这其中都有些什么讲究呢?

别急!小编给大家慢慢解释。

听觉动态范围
在讲放大之前,我们首先要了解的一个概念就是听觉动态范围。它是指从听阈到不舒适阈之间的范围。
从下图可以看出:
1)正常人平均听阈是10dB,不舒适阈是100dB,那么听觉动态范围就是90dB。
2)对于一个平均听阈是50dB听力损失的患者而言,他的不舒适阈如果还是100dB,那么听觉动态范围就是50dB。
3)对于一个听力损失更重的患者,如果他的平均听阈是70dB,不舒适阈是100dB,那他的听觉动态范围就是30dB。

这说明,当听力损失越来越重的时候,他能接受的声音范围会越来越小,也就是动态范围会越来越窄。
这对于放大方式的选择起到很重要的提示。


线性放大
过去,助听器采用线性放大技术,输入输出关系为1:1,也就是输入声压级每增加1dB,输出声压级相应增加1dB,助听器增益是不变的。因此对小声和大声的放大程度是相同的,这会使得弱听人士能够听见小的声音,但大的声音听起来会不舒适,甚至引起疼痛。

从上图可以看出,对于听阈是50dB,不舒适阈是100dB的听力损失患者来说:
此时,如果外界有一个声音是50dB,助听器的增益是30dB的话,那患者最后听到的声音是80dB,小于不舒适阈的范围。
但是如果这个时候外边的声音很大,达到了80dB,助听器增益仍是30dB,这时候,人耳接收到的声音就达到110dB,超过了不舒适阈,会引起声音不舒适,患者感觉震耳朵甚至损伤残余听力。
听力损失越重,听觉动态范围越窄的用户,线性放大很容易导致放大后的声音超过用户的不舒适阈引起用户的不适及听力损失。因此,为了避免这种情况出现,就需要对助听器的最大声输出加以限制。


削峰
在线性放大线路中,限制最大声输出的方法主要是削峰电路(PC)。削峰电路是最简单的输出限幅方式,指把输出信号中超过限度的峰值削去。

在小输入声压级时,助听器为线性放大;在大输入声压级时,才产生削峰,削峰时输出幅度不变。但这会导致大声声音的失真。

由于削峰电路不可避免地引起声音失真,因此需要一种既能达到限幅目的又不丢失信号的限幅方式。

压缩放大电路的处理方式是小输入声压级时,助听器为线性放大;在大输入声压级时,增益逐渐减小,最大输出不会超过某个限度,也就是将大范围的输入信号压缩至一个小范围的输出。它广泛应用于非线性放大线路(即增益随输入声压级的变化而变化)中。


自动增益控制AGC
最先采用、使用最广泛的压缩放大方式是自动增益控制(AGC),它对小声、中声采用线性放大,对65 dB SPL(中等)以上声音且音量开得较大时オ采用压缩放大(跟前面的线性放大相比,压缩放大的幅度没有原来那么大了,呈一个缓慢放大的状态,慢慢达到顾客的不舒适阈)。压缩比一般大于5:1(输入声压级每增长10dB,输出声压级有2dB的增长)。

自动增益控制的特点包括:对小声采用线性放大,避免因压缩所导致的信号失真;防止最大声输出超过不适阈所引起的难受;减小中、大输入声削峰所生产的失真。

 

我们常说的语音强度范围一般在50dB SPL~80dB SPL之间,小声说话强度为50dB SPL,中等语音强度为60-70 dB SPL,大声说话强度为80 dB SPL。
对于正常听力者,语音强度均在听觉动态范围内,因此中等语音强度为最适;
对于听阈为50dB的感音神经性聋患者,小声几乎听不见,中声觉得较轻,只有大声才觉得舒适;
而对于听阈为70dB的感音神经性聋患者,小声、中声均听不见,只有大声才听得见。

普通线性放大助听器对所有的声强放大倍数均相同,只有在不适阈以上才采用削峰技术。这样,
对于听阈为50dB的感音神经性聋患者,若放大25dB,小声觉得舒适,中声已觉得响;
对于听阈为70dB的感音神经性聋患者,若放大30dB,小声觉得较轻,中声已觉得太响。动态范围并未放大,而且大声时的失真也很大。
所以,助听器光有削峰和自动增益控制还是无法满足所有患者需求,经常有患者会抱怨听不见稍远处的小声音,如果此时将助听器音量调大,那近处的声音又会觉得太响。

 


宽动态压缩WDRC
为了提高听力损失患者,尤其是感音神经性耳聋的动态范围,保证此类用户的助听器能适应各种声学环境,宽动态压缩出现了。

我们可以看到宽动态压缩在拐点以下为线性放大,压缩段增益随输入声强的增加而减小,压缩上限以上为AGC-O或削峰。为了获取较大的输出,一般情况下压缩比应小于3:1。

从上图看:
当给予60dB(SPL)的声音时,WDRC线路开始工作,保证助听器的增益为30dB;
当输入声信号增加到90dB时,助听器只给予15dB的放大。
由此看出随着声输入强度的增加(从60dB增至90dB),声增益的幅度在减小(从30dB减至15dB),使得声输出仅从90dB(SPL)增到105dB(SPL),从而保证经放大后的声信号强度始终处于患者的最舒适听取范围内。

在大输入声时,宽动态范围WDRC与削峰PC、 自动增益控制AGC区别不大;在小声输入时,宽动态压缩由于压缩阈值较低,比削峰PC、 自动增益控制AGC具有更大增益,因而一般情况下有更好的言语理解度。


双拐点压缩
目前采用的是双压缩拐点技术。
可以看到下图中,在拐点1之前是线性放大;在中等声音或者类似于小声的位置,会进行一次拐点2的变化;最后在大声之后,会进行一个另外的变化。

图中一共有两个拐点,这两个拐点也是在软件上显示的ck1和ck2。

那CK1、CK2的值代表什么?还有最开始的问题,我要怎么帮用户调节才能让他满意呢?我们下期为大家解答。

看完这期文章的内容,你对于助听器压缩技术有没有更深入的了解了呢?在留言区试着回答以下的问题:
一位平均听力损失为60dB的男士,他的不舒适阈在100dB,请问他的听觉动态范围是多少?
如果放大的声音超过了用户的不舒适阈,助听器会用什么方法解决?
宽动态压缩的英文缩写是什么?与自动增益控制有什么区别?

  
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