DE1927848A1

DE1927848A1 - Hearing aid

Info

Publication number: DE1927848A1
Application number: DE19691927848
Authority: DE
Inventors: Veit Dipl-Ing Ivar
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1969-05-31
Filing date: 1969-05-31
Publication date: 1970-12-03
Also published as: CH505526A; DK124579B; DE1927848B2; NL7005570A; AT302432B; GB1316631A

Description

HörgerätHearing aid

Die Erfindung betrifft ein Hörgerät mit einem mehrstufigen Transistorverstärker, bei dem eine in der Nähe des Verstärkerausgangs liegende Stufe von ihrem Ausgang auf ihren Eingang einen automatisch wirkenden "Verstärkungsregelungskreis enthält. Solche Schaltungen werden bekanntlich bei Hörgeräten verwendet, damit die unerträgliche Verstärkung knallartiger Geräusche vermieden wird.The invention relates to a hearing aid with a multi-stage transistor amplifier, in which one is located in the vicinity of the amplifier output lying stage from its output to its input contains an automatically acting "gain control circuit". Such circuits are known to be used in hearing aids in order to avoid the unbearable amplification of loud noises will.

Die bisher bekannten Schaltungen mit automatischer Verstärkungsregelung weisen Regelungseeiten auf, die in der Grössenordnung von 100 bis 300 msec, liegen. Diese nachziehende Regelung wird aber in der Regel als störend empfunden. Bei den meisten bekannten Regelschaltungen erfolgt die Regelung über eine Veränderung der Basisgleichspannung und damit eine Veränderung des Arbeitspunktes. Dies hat aber Umladungen der an diesen Stellen liegenden Kopplungskondensatoren zur Folge, wodurch die erwähnten langen Regelungszeiten erhalten werden. Eine andere bekannte Regelschaltung, die ohne wahrnehmbare Verzögerung arbeitet, enthält Schaltglieder, die über eine amplitudenabhängige Gegenkopplung eine Signalkompression bewirkt. Dies hat aber den Nachteil, dass die Gegenkopplung wegen der nichtlinearen Bauelemente Verzerrungen hervorruft. Ausserdem bewirkt ein solcher Gegenkopplung zweig wegen seines auch bei fehlendem Signal end lichen Widerstandes eine unerwünschte Reduzierung der Verstärkung swlrkung.The previously known circuits with automatic gain control have control pages that are in the order of magnitude of 100 to 300 msec. However, this subsequent regulation is usually perceived as annoying. In most of the known control circuits, the control takes place via a change in the base DC voltage and thus a change in the operating point. However, this results in charge reversals in the coupling capacitors located at these points, as a result of which the long regulation times mentioned are obtained. Another known control circuit, which works without a perceptible delay, contains switching elements which effect a signal compression via an amplitude-dependent negative feedback. However, this has the disadvantage that the negative feedback causes distortions due to the non-linear components. In addition, such a negative feedback branch causes an undesirable reduction in the gain because of its finite resistance even in the absence of a signal.

Erfindungsgemäss sind die vorgenannten Nachteile dadurch vermieden, dass der Eingang/des Verstärkers einen Spannungsteller ent- According to the invention, the aforementioned disadvantages are avoided in that the input / amplifier has a voltage regulator.

der geregelten Stufethe regulated level

009849/1 1 16009849/1 1 16

192784Ö"192784Ö "

hält, der aus einem festen Widerstand und einem Widerstandszweig mit zwei Dioden besteht, dass die Basis des Transistors der geregelten Stufe über einen Kopplungskondensator an der Verbindungsstelle beider Zweige des Spannungsteilers liegt*, wobei der aus den antiparallel geschalteten Dioden bestehende variable Zweig in Abhängigkeit vom Ausgangssignal verändert wird, indem die eine Diode auf die zweite Signalleitung gerichtet ist und die andere vom Emitter eines im Regelkreis liegenden Transistors auf die Verbindungsleitung zwischen dem genannten Kopplungskondensator und dem Spannungsteiler gerichtet ist, so dass gleichspannungsmässig eine Serienschaltung der Dioden mit dem Emitter vom Transistor, der im Regelkreis liegt, erhalten wird, und dass die Basis des Regeltransistors über eine gleichrichtende Diode sowie einen Kopplungskondensator mit dem Ausgang des zu regelnden Transistors in Verbindung steht,that consists of a fixed resistor and a resistor branch with two diodes that is the base of the transistor the regulated stage via a coupling capacitor on the The connection point between the two branches of the voltage divider is *, the one consisting of the diodes connected in anti-parallel variable branch changed depending on the output signal by directing one diode to the second signal line and the other from the emitter of a transistor in the control loop to the connection line between the said transistor Coupling capacitor and the voltage divider directed is, so that in terms of DC voltage, a series connection of the Diodes with the emitter from the transistor, which is in the control loop, is obtained, and that the base of the control transistor is above a rectifying diode and a coupling capacitor are connected to the output of the transistor to be regulated,

Bei dieser Ausführung werden die bei bekannten Schaltungen auftretenden Verzögerungen etc. vermieden, weil der Gleichstromkreis des Verstärkers selbst unbeeinflusst bleibt, Ausserdem wird hier der bei der bekannten Kompression auftretende. Verstärkungsverlust vermieden. Durch die Anordnung der Regelungsschleife an oder nahe des Verstärkerausgangs wird die beanspruchte einfache Auslegung des Verstärkers möglich, weil dadurch das Signal ausreichend gross ist. Zu besonders guter Ausnützung des Regelungssignals kann die Signalgleichrichtung anstatt mit einer Diode mit einer Spannungsverdopplungsschaltung. erfolgen. Ausserdem ist es vorteilhaft, die Verdopplerschaltung mit einer stabilisierten Gleichspannung vorzuspannen, indem ." etwa eine Diode der Verdopplerschaltung mit einem Punkt verbunden ist, der mittels eines Widerstandes und einer weiteren Diode spannungsstabilisiert ist. Dadurch wird die gesamte Regelung unabhängig von der Betriebsspannung. ■ .-..,-.- In this embodiment, the delays etc. that occur with known circuits are avoided because the DC circuit of the amplifier itself remains unaffected. In addition, the one that occurs with the known compression is here. Loss of gain avoided. By arranging the control loop at or near the amplifier output, the claimed simple design of the amplifier is possible because this makes the signal sufficiently large. The signal rectification can be used to make particularly good use of the control signal with a voltage doubling circuit instead of a diode. take place. In addition, it is advantageous to bias the doubler circuit with a stabilized DC voltage in that, for example, one diode of the doubler circuit is connected to a point that is voltage-stabilized by means of a resistor and another diode. This makes the entire regulation independent of the operating voltage . - .., -.-

Nachfolgend werden weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbei-Spieles erläutert, ^_9849n „g . -3'V.. Further advantages and details of the invention are explained below with _{reference to the exemplary} embodiment shown in the figure. -3'V ..

BAD ORiQtNALBAD ORiQtNAL

Das schematisch dargestellte Hörgerät mit seinem Mikrofon 1, seinem fünfstufigen Verstärker 2 und seinem Hörer 3 umfasst die in der aufgebrochenen Stelle eingezeichnete Verstärkerstufe, welche die automatisch wirkende Verstärkungsregelungsstufe enthält. Dabei wird das vom Mikrofon 1 kommende Signal über die Leitungen 5' und 6, den im verdeckten Teil 4 enthaltenen drei Verstärkerstufen und dann über die Leitungen 5 und 6 dem Transistor 7 des Verstärkers zugeführt. Die Zuführung in der Leitung erfolgt über den Koppelkondensator 8, den Widerstand 9 und den weiteren gleichstrommässig trennenden Kondensator 10 zur BasisThe hearing aid shown schematically with its microphone 1, its five-stage amplifier 2 and its receiver 3 comprises the amplifier stage shown in the broken-open point, which contains the automatically acting gain control stage. In this case, the signal coming from the microphone 1 via the lines 5 'and 6, the three contained in the covered part 4 Amplifier stages and then fed via the lines 5 and 6 to the transistor 7 of the amplifier. The feed in the line takes place via the coupling capacitor 8, the resistor 9 and the further capacitor 10 separating direct current to the base

11 des Transistors 7, während die Leitung 6 direkt zum Emitter11 of the transistor 7, while the line 6 goes directly to the emitter

12 führt. Der Kollektor 13 führt einerseits über die Leitung und die im verdeckten Verstärkerteil 15 enthaltene weitere Verstärkerstufe sowie die Leitung I4^f zum Hörer 3, dessen zweiter Anschluss die Leitung 17' bildet, die den Batteriestromkreis schliesst. Der Kollektor 13 liegt über den Widerstand 16 am Pluspol der zwischen den Leitungen 6 und 17 angeschlossenen Batterie 19. Ausserdem führt vom Kollektor 13 zur Basis 11 über den Widerstand 18 eine Gegenkopplungsleitung, mit der gleichzeitig der Arbeitspunkt stabilisiert ist. An seinem Eingang enthält der Transistor 7 einen Spannungsteiler, der aus dem Widerstand 9 und den für das Eingangssignal antiparallelgeschalteten Dioden 20, 21 besteht, die über den Kondensator 22 zwischen dem Widerstand 9 und dem Kondensator 10 an der Leitung 5 liegen. Diese beiden Dioden werden vom Emittergleichstrom des Transistors 23 durchflossen, wobei der Emitter 24 über das aus dem Widerstand 25 und dem Kondensator 26 gebildete RC-Glied an der Leitung 6 liegt. Der Kollektor 27 ist über die Leitung 28 mit der Leitung 17 verbunden. Die Basis 29 liegt über die Leitung an dem aus den Dioden 30, 31 und 32 bestehenden Netzwerk.Die beiden Dioden 30 und 31 sind dabei in Spannungsverdopplerschaltung betrieben, über den Widerstand 33 stehen die Dioden 30, 31 mit der Leitung 17, den Widerstand 34 mit der Leitung 6 und den Kondensator 35 mit der Leitung 14 in Verbindung. Die Diode liegt zwischen dem Widerstand 33 und der Leitung 6 und erstellt die für die Gleichrichterdioden 30, 31 notwendige stabilisierte12 leads. The collector 13 leads on the one hand via the line and the further amplifier stage contained in the concealed amplifier part 15 as well as the line I4 ^f to the receiver 3, the second connection of which is the line 17 'which closes the battery circuit. The collector 13 is connected to the positive terminal of the battery 19 connected between the lines 6 and 17 via the resistor 16. In addition, a negative feedback line leads from the collector 13 to the base 11 via the resistor 18, with which the operating point is stabilized at the same time. At its input, the transistor 7 contains a voltage divider, which consists of the resistor 9 and the diodes 20, 21 connected in anti-parallel for the input signal, which are connected to the line 5 via the capacitor 22 between the resistor 9 and the capacitor 10. The emitter direct current of the transistor 23 flows through these two diodes, the emitter 24 being connected to the line 6 via the RC element formed from the resistor 25 and the capacitor 26. The collector 27 is connected to the line 17 via the line 28. The base 29 is connected to the network consisting of the diodes 30, 31 and 32 via the line. The two diodes 30 and 31 are operated in a voltage doubler circuit, the diodes 30, 31 are connected to the line 17 and the resistor 34 via the resistor 33 with the line 6 and the capacitor 35 with the line 14 in connection. The diode lies between the resistor 33 and the line 6 and creates the stabilized necessary for the rectifier diodes 30, 31

-A-00984971116 -A-00984971116

Vorspannung. Diese Vorspannung ist so dimensioniert, dass in signallosem Zustand durch den Transistor 23 gerade noch kein Emittergleichstrom fliesst. Die zusätzliche Diode 32 kann entfallen, wenn das Gerät mit einer konstanten Betriebsspannung versorgt wird. Der Kondensator 36 verbindet die Leitung 31'mit der Leitung 6.Preload. This bias voltage is dimensioned so that in the signalless state by the transistor 23 just none Emitter direct current flows. The additional diode 32 can be omitted, when the device is supplied with a constant operating voltage. The capacitor 36 connects the line 31 ' the line 6.

Beim Auftreten einer Wechselspannung am Ausgang des Transistors 7, also zwischen den Leitungen 6 und 14, wird über den Kondensator 35, die Gleichrichterdioden 30 und 31 die Basisspannung des Transistors 23 erhöht. Mit zunehmender Signalamplitude am Ausgang des Transistors 7 wächst so die Gleichspannung an der Basis des Transistors 23. Mit zunehmender Grosse des Eingangssignals überschreitet die Gleichspannung an der Basis 29 den Schwellenwert, so dass ein Emitterstrom zu fHessen beginnt. Dieser von der Signalwechselspannung abhängige Strom durchfliegst dann die beiden Dioden 20 und 21, deren differentieller Widerstand bei steigendem Strom abnimmt. Damit wird aber das Spannungsteilerverhältnis am Eingang des Transistors 7 verändert, derart, dass diesem Transistor eine entsprechend niedrigere Eingangswechselspannung zugeführt wird, wodurch auch das verstärkte Signal automatisch verkleinert wird.When an alternating voltage occurs at the output of the transistor 7, between lines 6 and 14, is via the capacitor 35, the rectifier diodes 30 and 31 increase the base voltage of the transistor 23. With increasing signal amplitude at the output of the transistor 7 thus increases the DC voltage at the base of the transistor 23. As the size of the input signal increases, the DC voltage at the base 29 exceeds the Threshold value so that an emitter current begins to flow. This current, which is dependent on the alternating signal voltage, flows through it then the two diodes 20 and 21, the differential resistance of which decreases with increasing current. But with that it becomes Voltage divider ratio at the input of transistor 7 changed in such a way that this transistor has a correspondingly lower AC input voltage is supplied, whereby the amplified Signal is automatically reduced.

Bei der erfindungsgemässen Regelung bleibt der Arbeitspunkt der Transistoren des Verstärkers unverändert, weil die Gleichstromverhältnisse durch die Regelung nicht berührt werden. Infolgedessen kann man die Bemessung der Kopplungskondensatoren zwischen äen einzelnen Stufen so vornehmen, wie es die zu erreichende untere Grenzfrequenz erforderlich macht. Im gezeiclineten AusftSirungsbeispiel stellt der mit 10 bezeichnete Kondensator ein solches Kopplungselement dar.In the regulation according to the invention, the operating point of the transistors of the amplifier remains unchanged because the direct current conditions are not affected by the regulation. As a result, you can make the design of the coupling capacitors between AEEN each stage as it requires the bottom to be reached cut-off frequency. In the illustrated embodiment, the capacitor labeled 10 represents such a coupling element.

Da der Regelungskreis nur über eine einzige Transistorstufe wirksam ist, wird nur eine geringe Siebung hinter der Gleich-Because the control circuit only has a single transistor stage is effective, only a slight sieving behind the equal

- 5 009849/11 16 - 5 009849/11 16

riehterschaltung erforderlich. Dies beruht darauf, dass evtl. noch vorhandene Welligkeiten des gleichgerichteten Signales, wenn überhaupt, dann nur gegenphasig auf den Eingang zurückgeführt werden. Das stellt neben dem unveränderlichen Arbeitspunkt den hauptsächlichen Grund dafür dar, dass mit Regelungszeiten von weniger als 20 msec, gerechnet werden darf, die nicht mehr subjektiv wahrnehmbar sind.Rectifier circuit required. This is based on the fact that possibly any ripples in the rectified signal that are still present, if at all, then only fed back to the input in antiphase will. In addition to the unchangeable operating point, this is the main reason why control times of less than 20 msec can be expected are no longer subjectively perceptible.

In einer modifizierten Ausführung kann die im Teil 15 enthaltene Verstärkerstufe weggelassen werden. Der Transistor 7 befindet sich dann in der letzten Verstärkerstufe und der Arbeitswiderstand 16 wird durch den Hörer 3 ersetzt.In a modified version that contained in part 15 Amplifier stage can be omitted. The transistor 7 is then in the last amplifier stage and the Working resistance 16 is replaced by receiver 3.

0 0 9 8 4 9/11160 0 9 8 4 9/1116

Claims

19278 ^ 8

Claims

Hearing aid with a multi-stage transistor amplifier, in which a stage close to the amplifier output acts automatically from its output to its input Contains gain control circuit, characterized in that that the input of the stage contains a voltage divider, which consists of a fixed resistor (9) and a resistance branch consists of two diodes (20, 21), that the base (11) of the transistor (7) of the regulated stage via a coupling capacitor (10) at the junction of the two branches of the voltage divider, the one from the In anti-parallel connected diodes existing variable branch depending on the output signal is changed by the one Diode (20) is directed to the second SignalMtung (6) and the other (21) from the emitter (24) of one in the control loop Transistor (23) on the connecting line between said Coupling capacitor and the voltage divider so that A series connection of the diodes (20, 21) in terms of DC voltage with the emitter (24) from the transistor (23), which is in the control loop, is obtained, and that the base (29) of the control transistor (23) via a rectifying diode (31) and a coupling capacitor (35) to the output of the to be regulated Transistor (7) is in communication.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rectifying diode (31) by a voltage doubler circuit (30, 31) is replaced.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the voltage doubler circuit consists of two diodes (30, 31), of which one (30) with the voltage-stabilized connection point between a resistor (33) and a diode (32) in Connection.

0Q9849/1 1160Q9849 / 1 116