CN1751539B - 通过编程装置为助听器编程的方法 - Google Patents

Abstract

电池供电的助听器(1)通过一个编程装置(2)被编程，助听器(1)具有一个电池(11)和一个线连接(3，4)，线连接(3，4)用于将电池(11)连接到编程装置(2)。编程装置(2)使用了一个可变电压源(5)和一个输入比较器(6)，用于输出可变的电压到输入比较器(6)的一个输入端，比较器(6)具有第一和第二输入端以及一个输出端，且通过使用编程装置(2)的输入比较器(6)的第二输入端，确定助听器电池(11)的电压。通过变化被用作参考的可变电压源(5)的输出，使用现有的助听器设计电路，便可以非常精确地确定电池(11)的电压。

Description

通过编程装置为助听器编程的方法

技术领域

本发明涉及助听器的编程。更具体的是，涉及的助听器具有与编程装置通信的装置。

背景技术

已知的可编程助听器使用了永久性存储器，例如EEPROM(电可擦除的可编程只读存储器)来存储决定助听器功能的参数数据。在一些类型的可编程助听器中，用于编程助听器的所必需的电压，可以替代通常是1.3V-1.35V的助听器电池的电压电平。一些可编程助听器，在编程过程中是由编程装置供电的，而其他助听器是从内部电池获取电能的。在后一种情况中，电池的状态是至关重要的，特别是在编程过程中。

关于本发明，术语“编程”涉及这样的过程：从助听器读取关于助听器中可调整的设置的信息，然后传到编程装置用于确认，并且为了改变助听器的设置以使其能适合助听器的特定使用者，将这些数据的改变写回到助听器。这些设置限定了助听器的设定工作方式。助听器包括一个运行信号处理软件的数字信号处理器，且写入助听器的设置可以包括对信号处理软件自身的改变。编程是一个交互式的过程，涉及助听器使用者和装配器(FITTER)，且在使用者佩戴助听器时，其一般通过装配器0对连接到助听器的编程装置进行操作，让使用者可以立即体会到通过编程在助听器设置中所作的改变。

在可编程的助听器中，决定助听器中声音处理的不同参数数据可以被预先编写到助听器处理器中，以便以后检索。数据通常经由串行的传输线路，以二进制数据的形式传送给助听器，且存储在助听器中的永久性存储器中。二进制数据可以被限定为两个电压电平之间的一系列的转换，其可以被编程装置中的比较器清楚识别，两个电压电平例如可分别是0伏和电池电压。此外，助听器能够将参数数据寄存器的内容，或者其他关于助听器状态、类型或特性的数据，传回给编程装置。

为了发送和接收数字数据，助听器处理器可以使用一个具有缓冲功能的双向UART(通用异步接收器发射器)，其能够通过一条或多条数据线，以连续的方式发送或接收数字数据。在编程装置与助听器通信的过程中，如果助听器是自身内在供电的，在这种情况中，助听器从内部电池获取能量，并提供能量给助听器的电路。如果在编程过程中，电池从助听器电路断开，例如，由于助听器内的空间限制，一些助听器类型的编程端被设置在电池盒中，为了给助听器编程，编程装置具有一个可变的电压源，用于在编程过程中为这种类型的助听器提供外部的供电。

助听器的编程通常始于编程装置发送一连串的控制比特(也可表示为数据电报)到助听器，要求对助听器中的第一存储体进行数据读取。助听器回应一连串的数据比特，其反映了助听器存储器中的内容。这些数据被编程装置接收，从那以后，编程装置可以限制写到助听器中的任何后续数据为实现对最初设置的改变所必需的那些改变数据。在一些情况中，通信序列可以从助听器初始化，然而基本的数据交换是相同的。

对永久存储器的写入是一个消耗能量并且至关重要的操作。助听器可用的能量必须是足够的，使助听器可以在助听器数据寄存器中安全地储存接收的数据。如果电池是新的，这不会造成真正的问题，因为助听器的电池被设计成可以在数据写序列的过程中为正常操作供电。可是，如果电池的容量低于电池全新的情况，残留的电池容量可能达到了某一点，在这点其仍然足够为助听器处理器的正常操作供电，但是不足以为数据写入序列过程中的接收数据的存储操作供电，因而导致在编程过程中数据丢失的危险。

美国4 049 930号专利揭示了一个助听器故障检测系统，在其其他功能之中，其可以在使用中周期性地监测助听器电池。如果在操作过程中助听器电路发生了故障，使用者必须重置助听器或者更换电池，才可以恢复正常操作。

在电子学技术领域中，对未知电压的测量可通过使用比较器和已知的变化的电压获得，例如，如在数字伏特计领域中公知的。原则上，数字伏特计的操作是，通过施加一个预先设定的电压到比较器的一端，并把未知的电压施加到同一比较器的另一端，然后以可预知的方式改变预先设定的电压，并监控比较器输出改变的瞬间。

按照前文所述，这里需要一种方法，用来估计可编程助听器的电池电压，并将这一信息，以一种安全且方便的方式提供给装配器，优选的方法是不在助听器上添加任何附加连接。

发明内容

依照本发明的方法包括以下步骤，将助听器端电连接到编程装置的比较器的第一输入端，通过编程装置的电压源装置，将一个异于助听器的预计电池电压的探测电压施加在比较器的第二输入端，监测比较器输出端的电平，向上或向下改变探测电压，直到比较器输出端电平改变，并且当检测到比较器输出的改变时，判定电池电压等于探测电压。

通过将一个异于(例如，高于)助听器电池电压的电压，施加在比较器的第二输入端，传输线的电平对于编程装置表现为一个逻辑低电平。当施加的电压向下改变(减小)，直到其穿过传输线上的任何电压(例如，电池电压或者源于那里的电压)的电平，比较器的输出端就改变状态。施加的电压然后同预先设定的、被认为适合于助听器的安全编程的电压范围进行比较，然后做出一个关于电池电压充足或者不充足的判定。

附图说明

现在本发明将参考图例，进行更详细的描述，其中：

图1是一个连接到编程装置的助听器的示意性块图，

图2是一个算法流程图，其可以执行依照本发明的方法的步骤，

图3描述了本发明的优选实施例中的有斜率的参考电压的变化情况。

具体实施方式

图1描述了一个可编程的助听器1通过传输线3和地线4连接到编程装置2。助听器电池11为助听器1的电路供电，该电路包括传输输出缓冲器8、传输输入缓冲器9、一个或多个的扩音器(没有示出)、输出传感器(没有示出)和助听器处理器10。助听器电池11还连接着地线4，并通过上拉(pull-up)电阻器7连接到传输线3。

编程装置2包括一个独立的电压源5、一个控制器12、一个充当输入探测器的输入比较器6和一个充当线路激励器的输出比较器16。独立的可变电压源一般包括在编程装置中，用于在编程过程中为助听器提供外部供电。这样，当助听器连接到编程装置时，即使助听器电池从助听器断开，也可以对这种助听器编程。即使为具有内在电源的助听器供电，事实上依照本发明的方法，也可以使用可变电压源。独立电压源5连接到输入比较器6的参考电压输入端和电源端17。

输入比较器6的输出端连接到控制器12的数据输入线，且控制器12的数据输出线连接到输出比较器16的输入端。提供了一个受控开关15，用于在两个主要功能模式(读取模式和编程模式)之间转换。

在读取模式中，从助听器1读取的连续数据，通过比较器6的输入端和受控开关15，呈现给控制器12。在编程模式中，来自控制器12的连续数据，通过比较器16和受控开关15，被读出到助听器1的输入端。

当接通时，助听器1表现为正常操作，即使当其连接到编程装置2时，仍保持在这个状态。在编程过程中，来自编程装置2的编程信号通过传输线3被发送到助听器1，且当编程装置2不传输时，传输线3与地线4之间的电压等于助听器电池11的电压V_bat。

电压源5在输入比较器6的参考电压输入端上产生电压V_o。电池电压V_bat通过下述方法进行测量：一个显著高于电池11的预期电压的电压V_o施加在输入比较器6的负极参考电压端。由于等于电池电压V_bat的传输线3上的电压在这个阶段明显低于参考电压V_o，所以比较器6的输出电平为逻辑低电平。于是控制器向下递减电压V_o，同时输入比较器6的输出被监测。电压V_o的这个向下递减，持续到其等于或者低于传输线3上的电压，传输线3上的电压等于电池11的电压V_bat。这导致输入比较器6的逻辑输出变为逻辑高电平。这个改变被通信装置2的控制器12检测到，其记录了电压V_o的当前值，该电压表示测量到的电池电压。

电压V_o的记录数值与被认为适合在编程过程中给助听器供电的电压范围相比较。如果助听器电池11的电压电平太低，控制器12将发出关于这个情况的消息到通信装置2的操作者，并且编程可能被阻止，直到电池11被更换且助听器电池11被再次测试得到一个满意的结果。

编程序列可以按这种方式构成：首先，使用适当的具有两条或者多条单独导线3、4的电缆，将助听器1连接到编程装置2。然后，从编程装置2发出一个数据电报到助听器1。助听器1通过返回另一个数据电报对其做出响应，且编程装置2收集这个数据电报，指出助听器1存在且处于可操作状态。编程装置2检验助听器1的识别，并且现在为编程做好了准备。

现在，如上文所述，编程装置2测试助听器1的电池电压电平。当助听器1的电池11通过测试，并且电池电压被认为是合格的，助听器1中关于声音处理的程序，可以被从编程装置2发送过来的数据电报所改变。在接收每一个数据电报后，助听器1回应一个确认数据电报。只要助听器1连接到编程装置2，电压电平的测试就可以在任何时候进行，并且可以用来检测助听器是否存在。

图2中的流程图说明了在图1的通信装置2的控制器12中执行的软件例程的结构，且其是依照本发明的方法的一个实际实施方式。例程从步骤101起始，通过分配存储器等等来执行测量，然后进行到步骤102，在这里限定了实际的测量限制。这些限制依赖于特定助听器或者通信装置构造的实际电结构。

在步骤103中执行了一个测试，用于检验助听器是否实际存在于传输线3的末端。如果没有助听器被检测到，例程进行步骤104，提示主程序显示一个消息“助听器必须正确连接以执行测量和后面的编程”，在此例程终止。如果助听器被检测到，例程继续步骤105，施加一个高于预定的上电压电平V_UL的高输出电压V_o在通信装置2中的输入比较器6的负极输入端上，其产生一个效果，使传输线3的电压电平表现为对于输入比较器6的逻辑低电平，由此，在正常情况下，使输入比较器6输出一个逻辑低电平到控制器12。依照助听器的特殊电路，当输入比较器6的输出逻辑状态改变发生时，电压V_o被认为等于电池电压。

在步骤106中，执行了一个测试，用于检验低电平是否已经确实输出了，因为逻辑高电平在这些情况下表示错误，这是因为电池电压V_bat被认为是高于最大允许的电池电压上限V_UL。如果传输线3不是逻辑低电平，例程继续执行步骤115，在这里一个错误提示给主程序。否则，来自比较器6的逻辑电平是逻辑低电平，并且进入一个包括步骤107、113和114的循环。

在步骤107中执行一个测试，用于检测输入比较器6的输出是否已经改变为逻辑高电平。如果不是这种情况，例程继续执行步骤113，在这里施加的电压V_o与最低的可能的电压电平(在这个例子中，采用0V)相比较。如果这个电压电平已经达到了，而没有发生逻辑电平的改变，那么错误就发生了，并且例程继续到步骤115，指示错误状态。如果最低的可能电压电平还没有达到，例程继续步骤114，在这里电压V_o进一步向下递减。递减的步长依赖于产生电压V_o的发生器的具体实施方式。在优选的实施例中，这个发生器作为D/A转换器实现，其易于被程序控制。由此，递减电压的步长对应于所使用的特定D/A转换器的解析度，或者是这个解析度的倍数，并且此外可以对步长调整偏移。

当电压V_o递减一次之后，例程返回步骤107，再次测试输入比较器6的输出。如果，由于电压V_o的减小，输出已经变为逻辑高电平，例程继续步骤108，在这里电压V_o与预定的电压下限V_LL相比较，在电压下限以上，助听器可以被安全可靠地编程。如果电压V_o低于预定的限制V_LL，例程继续到步骤109，在这里一个“电池电量低”的指示器例程被调用，用于指示助听器电池已经电量不够，不能使编程装置2能够对助听器进行可靠编程，且例程终止于步骤111。然而，如果在步骤108中测试时，电压V_o在限制V_LL之上，一个“电池电量良好”的指示器例程在步骤110中被调用，用于指示助听器的编程可以安全地执行，且例程终止于步骤112。电压V_o现在反应了助听器电池的电压。

如果有能量充足的电压源可用，可以考虑依照本发明的用于测量助听器电压的方法的另一个实施例，在这里电压V_o始于一个与助听器电池电压相比而言的预定负值，并且其向上递增，直到输入比较器6的电平从逻辑高电平变为逻辑低电平，因为达到了电池电压电平(或者源自那里的一个电压电平)。然而，这种操作模式要求低的负电压V_o的可用性，以能够在变化过程中改变输入比较器6的状态，并且这个负的电压范围可以不是标准单位。

在图3中，显示了以时间(没有标注)为函数的输出电压V_o的变化。对于点A时间之前的时刻，V_o是一个常数，例如，以允许编程装置等待电压稳定。从点A以及向后的时间段，V_o以一个固定的斜率向下递减。当输入比较器6的输出状态从逻辑低电平变为逻辑高电平时，电压变化停止。

如果电压变化终止于点B，在这里电压V_o处于V_UL之上，如图3所示，由于电压V_o在最大可接受的电池电压电平范围以上，错误已经出现了，并且通过编程装置指示一个“错误”状态。另一方面，如果电压V_o的递减延续到点C，在这里电压V_o处于上限V_UL与下限V_LL之间，电压V_o在电池电压电平的可接收范围之内，于是通过编程装置指示一个“电池电量良好”的状态。然而，如果电压V_o的递减延续到点D，在这里电压V_o低于V_LL，电压V_o低于电池电压电平的可接收范围，于是通过编程装置指示一个“电池电量低”的状态。

在优选的实施例中，电压的变化始于大约1.8伏特，并且可接受的助听器电池范围是从大约1.1到1.35伏特。附带的，已经发现这个范围是锌-空气电池用于编程的可用电压范围。

Claims (9)

1.一种通过编程装置为助听器编程的方法，所述助听器具有一个电池和一个用于连接所述电池和所述编程装置的连接线，所述编程装置具有一个可变的电压源和一个输入比较器，所述输入比较器有一个连接到所述电压源的第一输入端、一个连接到所述连接线的第二输入端和一个输出端，所述方法包括以下步骤：

连接所述助听器到所述编程装置，控制所述可变的电压源，以输出电压到所述输入比较器的第一输入端，该电压依照预定的模式变化，并通过检测所述输入比较器的输出的改变，确定助听器电池的电压，从而设定所述可变的电压源的输出电压的相应值；以及

逐步增加或减少所述可变的电压源的输出电压。

2.根据权利要求1所述的助听器编程方法，其包括，通过从所述编程装置发一个询问数据电报到所述助听器，并测试来自所述助听器的确认数据电报的接收，检测助听器的存在。

3.根据权利要求1所述的助听器编程方法，其包括，在所述助听器被连接到所述编程装置时，通过检测所述输入比较器的第二输入端的电压改变，检测助听器的存在。

4.根据前述权利要求1-3之一所述的方法，其包括检测所述电池电压是否低于预定的电压上限的步骤。

5.根据前述权利要求1-3之一所述的方法，其包括检测所述电池电压是否高于预定的电压下限的步骤。

6.根据前述权利要求1-3之一所述的方法，其包括通过最初输出一个高于预定上限的电压，然后向下减小该电压来改变所述可变电压源的输出电压的步骤。

7.根据前述权利要求1-3之一所述的方法，其包括通过最初输出一个低于预定下限的电压，然后向上增大该电压来改变所述可变电压源的输出电压的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其包括使用D/A转换器改变所述可变电压源的输出电压的步骤。

9.根据前述权利要求1-3、8之一所述的方法，其包括以下连续的步骤：

从所述助听器读取数据，判定所述助听器电池的电压，和将编程数据写入到所述助听器中。

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