操作助听器系统的方法和助听器系统

摘要

本发明涉及一种操作助听器系统的方法和适用于执行所述方法的助听器系统，其中所述助听器系统包括助听器(700)。操作助听器系统的方法包括以下步骤：针对给定频率和施加到助听器接收器的不同偏置电压的范围，测量所述助听器接收器的电阻抗，针对不同偏置电压的所述范围，导出非线性助听器接收器参数的值，使用所述非线性助听器接收器参数的导出值估计所述助听器接收器的所述非线性的测量结果，如果估计的所述非线性的测量结果超过预定阈值，则触发针对警告助听器系统用户或针对补偿所述助听器接收器的所述非线性的动作。

权利要求

1.一种操作助听器系统的方法，包括以下步骤：

——针对给定频率和施加到助听器接收器的不同偏置电压的范围，测量所述助听器接收器的电阻抗，——针对不同偏置电压的所述范围，导出非线性助听器接收器参数的值，——使用所述非线性助听器接收器参数的导出值估计所述助听器接收器的所述非线性的测量结果，——如果估计的所述非线性的测量结果超过预定阈值，则触发针对警告助听器系统用户或针对补偿所述助听器接收器的所述非线性的动作。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

——基于作为频率的函数的所述助听器接收器的所述电阻抗的曲线形状，确定所述助听器接收器的所述电阻抗的谐振频率，——选择所述谐振频率作为所述给定频率，由此可以导出所述助听器接收器的非线性力因数的值。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

——选择比所述助听器接收器的所述电阻抗的谐振频率高的频率作为所述给定频率，由此可以导出所述助听器接收器的非线性电感的值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中施加到所述助听器接收器的不同偏置电压的所述范围包括负偏置电压和正偏置电压。

5.根据权利要求4所述的方法，包括以下步骤：

——使用开关来配置DC电压电源，使得正偏置电压被提供给所述助听器接收器的正端子或负端子，从而提供正偏置电压或负偏置电压被施加到所述助听器接收器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非线性的测量结果是偏置电压水平的范围的最大延伸，在所述范围内在所述给定频率下的所述非线性助听器接收器参数偏离小于预定值。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述非线性的所述测量结果是正偏置电压水平和负偏置电压水平的对称范围的延伸，在所述对称范围内，在所述给定频率下的所述非线性助听器接收器参数偏离小于预定值。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述非线性的所述测量结果是在预定非零偏置电压下测量的所述助听器接收器在所述给定频率下的电阻抗相对于在零偏置电压下测量的所述助听器接收器在所述给定频率下的电阻抗的偏差。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

——响应于第一触发事件，针对多个不同频率和施加的偏置电压测量所述助听器接收器的所述电阻抗，——基于所述测量结果导出更新的助听器接收器参数，

——使用所述更新的助听器接收器参数提供所述助听器接收器的所述非线性的测量结果的更新估计。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一触发事件手动开始或者以预定义的时间间隔自动开始，或者响应于所述助听器系统供电而开始。

11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，还包括响应于所述第一触发事件从正常操作模式切换到接收器测量模式的步骤，其中所述助听器系统的输入信号在所述接收器测量模式中不被馈送到所述助听器系统的模数转换器，并且由此能够在所述接收器测量模式中使用所述模数转换器。

12.根据前述权利要求1-5、9和10中任一项所述的方法，其中针对警告助听器系统用户的所述动作包括使用所述助听系统发出声学警告。

13.根据前述权利要求1-5、9和10中任一项所述的方法，其中针对补偿所述助听器接收器的所述非线性的所述动作包括另外的步骤：——基于针对所述偏置电压的不同水平的所述范围的多个非线性助听器接收器参数的导出值，预测失真和非失真的膜助听器膜位移，——确定经处理输入信号值，其中经处理输入信号是已经被处理以补偿助听器系统用户的听力损失的输入信号，——基于所述非失真的预测膜位移和所述失真的预测膜位移以及所述经处理输入信号值，导出适合于补偿非线性接收器失真的补偿增益，——将所述补偿增益施加于经处理的输入信号。

14.一种助听器系统，包括：

——信号发生器，其适用于向所述助听器系统的接收器提供测试信号，其中所述测试信号包括小信号部分和DC偏置电压；

——信号检测器，其适用于响应于给定的测试信号确定表示接收器阻抗的信号的值，——助听器接收器参数估计器，其适用于确定非线性助听器接收器参数的非线性行为，——触发器，其适用于基于所确定的非线性助听器接收器参数的所述非线性行为确定所述助听器接收器的所述非线性是否已经超过预定阈值，并且适用于触发针对警告助听器系统用户或听力护理专业人员的动作或针对补偿所述助听器接收器的所述非线性的动作。

说明书

操作助听器系统的方法和助听器系统

技术领域

[0001] 本发明涉及操作助听器系统的方法。本发明还涉及适用于根据所述方法操作的助听器系统。

背景技术

[0002] 通常，根据本发明的助听器系统被理解为意指提供可由用户感知为声学信号的输出信号的或者有助于提供此类输出信号的任何系统，并且该助听器系统具有用于补偿用户个人听力损失或有助于补偿用户的听力损失或有助于补偿听力损失的装置。这些系统可以包括可以佩戴在身体上或头上(特别是佩戴在耳朵上或耳朵中)并且可以被完全或部分植入的助听器。

[0003] 然而，设备诸如消费电子设备(电视、高保真系统、移动电话、MP3播放器等)(其主要目的不是补偿听力损失)也可以被认为是助听器系统，只要它们具有用于补偿个人听力损失的手段。

[0004] 在使用之前，助听器由助听器装配人员根据处方来调整。处方基于听力测试，从而产生听力受损用户的独立听力的表现的所谓听力图。开发处方以达到这样的设定，其中助听器通过在用户遭受听力缺陷的可听频率范围的那些部分中的频率放大声音来减轻听力损失。

[0005] 在常规助听器适配中，助听器用户访问助听器装配人员的办公室，并且用户的助听器被使用助听器装配人员办公室中具有的适配仪器而调整。通常，适配仪器包括能够执行相关助听器编程软件的计算机和适用于提供计算机和助听器之间的链接的编程设备。

[0006] 在本上下文内，助听器可以被理解为设计成由听力受损的用户佩戴在人耳后面或者在人耳中的小型电池供电的微电子设备。助听器包括一个或更多个麦克风、电池、包括信号处理器的微电子电路和声学输出换能器。信号处理器优选地是数字信号处理器。助听器被封装在适用于安装在人耳后面或人耳中的外壳中。

[0007] 助听器的机械设计已发展成多个通用类别。顾名思义，耳后(BTE)助听器佩戴在耳后。更精确地，电子单元佩戴在耳后，该电子单元包括容纳电子单元的主要电子部件的壳体。用于向助听器用户发射声音的耳机佩戴在耳朵中，例如，在外耳或耳道中。在常规BTE助听器中，声管用于传送来自位于电子单元的壳体中的输出换能器的声音(该输出换能器在助听器术语中通常被称为接收器)并且传送到达耳道。在一些现代类型的助听器中，包括电导体的导电构件将电信号从壳体传送到放置在耳中的耳机中的接收器。此类助听器通常被称为耳内接收器式(RITE)助听器。在特定类型的RITE助听器中，接收器被放置在耳道内。该类别有时被称为耳道接收器式(RIC)助听器。

[0008] 耳内(ITE)助听器被设计用于布置在耳朵中，通常在耳道的漏斗形外部部分中。在特定类型的ITE助听器中，助听器基本上放置在耳道内部。该类别有时被称为完全入耳道式(CIC)助听器。这种类型的助听器要求特别紧凑的设计，以便允许其在耳道中布置，同时容纳操作助听器所需的组件。

[0009] 在本上下文内，助听器系统可以包括单个助听器(所谓的单耳式助听器系统)或者包括两个助听器，助听器用户的每个耳朵用一个(所谓的双耳助听器系统)。此外，助听器系统可以包括外部设备，诸如具有适用于与助听器系统的其他设备交互的软件应用的智能电话。因此，在本上下文内，术语“助听器系统设备”可以指示助听器或外部设备。

[0010] 发明人已经意识到，对于助听器系统来说，麦克风和接收器的性能可因为正常老化而劣化，这是重要的问题，特别是当助听器系统在高湿环境中佩戴时，或者当连同显著暴露于水或汗水时。性能还可由于粗糙处理而劣化，例如，源于用户掉落助听器。此外，由于设计的性质，接收器失真可以从一个单元到另一个单元变化很大。助听器系统的性能降低可以导致结果：助听器系统未由用户佩戴或者试用助听器系统的用户选择不购买助听器系统。

[0011] EP-B1-2177052公开了一种识别助听器中的接收器的方法，包括以下步骤：使用所述助听器测量接收器的阻抗，以及基于所述阻抗测量结果将所述接收器识别为若干预定接收器模型之一。

[0012] EP-B1-2039216公开了一种用于监测包括电声输出换能器的听力设备的方法，该听力设备佩戴在用户耳朵处、或用户耳朵内或用户耳道中，其中测量和分析输出换能器的电阻抗，从而可以以简单有效的方式评估输出换能器的状态和/或与输出换能器协作的声学系统诸如BTE听力设备的管道的状态。因此，能够自动且立即地辨识何时输出换能器或与输出换能器协作的声学系统被耳垢阻挡或何时输出换能器受损。

[0013] 更具体地，EP-B1-2039216公开了可以通过将测量的电阻抗与存储在听力设备中的参考数据进行比较来分析作为频率的函数的所测量电阻抗，其中此类参考数据可以在听力设备的制造过程中生成。

[0014] 根据EP-B1-2039216的一个实施例，在自由空间中扬声器的谐振频率在制造过程期间存储在听力设备中。随后，当操作听力设备时，分析器单元生成存储的谐振频率并且在该频率下测量与扬声器相关的电阻器上的电压。如果测量显示出太大的差异，则产生报警信号。

[0015] US-B2-7302069公开了一种方法，其中通过测量助听器耳机的电输入阻抗来估计听道中的声学条件，特别是声阻抗，并且其中可以通过电输入阻抗的曲线图确定机械共振，并且由此所检测的机械共振的偏移(shift)可以随后用于助听器的正常频率曲线的自动校正。

[0016] 然而，现有技术没有涉及检测或补偿由于接收器中的非线性效应而导致降低的助听器系统性能。

[0017] 因此，本发明的一个特征在于提供操作助听器系统的方法，其帮助用户在接收器过度失真情况下采取适当动作。

[0018] 本发明的另一个特征在于提供用于防止连续使用由于接收器失真而导致性能下降的助听器接收器的方法。

[0019] 本发明的另一个特征在于提供助听器系统，其适用于改进助听器系统用户的能力以在接收器过度失真情况下采取适当动作。

发明内容

[0020] 在第一方面中，本发明提供操作根据权利要求1所述的助听器系统的方法。

[0021] 这提供了适用于帮助助听器系统用户在接收器过度失真的情况下采取适当动作的方法。

[0022] 在第二方面中，本发明提供了根据权利要求14所述的助听器系统。

[0023] 这提供了改进的助听器系统。

[0024] 另外的有利特征通过从属权利要求而显现。

[0025] 通过以下更详细地解释本发明的具体实施方式，本发明的其它特征对于本领域技术人员将变得明显。

附图说明

[0026] 以举例方式，示出和描述本发明的优选实施例。如将认识到的，在不偏离本发明的情况下，本发明能够具有其他实施例，并且其若干细节能够在各种明显的方面进行修改。因此，附图和描述将被认为本质上是例示性而非限制性的。在附图中：

[0027] 图1高度示意性地示出了一种用于测量电声输出换能器的电阻抗的基本电路系统；

[0028] 图2高度示意性地示出了根据本发明的一个实施例的用于测量电声输出换能器的电阻抗的电路系统；

[0029] 图3高度示意性地示出了根据本发明的一个实施例的用于测量电声输出换能器的电阻抗的电路系统；

[0030] 图4高度示意性地示出了根据本发明的一个实施例的助听器；

[0031] 图5高度示意性地示出了根据本发明的一个实施例的图4的助听器的一些附加细节；

[0032] 图6示出了根据本发明的一个实施例的电声输出换能器的电等效电路；和[0033] 图7示出了根据本发明的一个实施例的助听器。

具体实施方式

[0034] 在本上下文内，术语“偏置电压”将被解释为在电子设备两端施加从而设定操作条件的DC电压。

[0035] 在本上下文内，术语“接收器失真”可以与术语“接收器非线性”互换使用，因为由助听器接收器提供的声音的失真(以及相应降低的声音质量)通常是在助听器接收器中非线性效应的结果。

[0036] 在本上下文中，通常应用的术语“接收器阻抗”可以与更精确的术语“接收器阻抗的大小”互换使用。

[0037] 发明人已经发现，大量的助听器系统接收器可遭受降低的声音质量(例如，如果用户掉落助听器)并且因此需要响应于此的适当动作。此类动作可以例如基于警告助听器系统用户或基于劣化的接收器性能的主动补偿。

[0038] 特别地，本发明人已经发现，在助听器系统中广泛使用的所谓平衡电枢接收器可以对粗略处理诸如掉落助听器非常敏感，因为这可以导致电枢物理变形或从其在平衡电枢接收器的磁体之间的空气间隙中最佳位置移位，由此可以导致附加失真和降低声音质量。

[0039] 然而，本发明不限于在具有平衡电枢接收器的助听器系统中使用。根据本发明的方法和系统也可以结合其它接收器拓扑结构诸如动圈式接收器使用。

[0040] 此外，发明人已经发现，短持续时间的低复杂度测量可以提供用于估计接收器失真的必要基础及由此是否需要进一步动作。具体地，发明人已经发现，可以通过针对施加到接收器的偏置电压的多个不同值而测量电接收器阻抗而实现显著更精确估计接收器失真。特别地，发明人已经发现，可以通过施加偏置电压的正值和负值这两者进一步改进估计，因为这允许评估非线性接收器参数的对称性。

[0041] 另外，发明人已经发现，本发明可以允许使用较大初始失真的较便宜接收器，因为可以至少部分地补偿失真。

[0042] 通常，目前为止现有技术受到限制，因其不考虑各种信号水平下，尤其是输出换能器失真可以成为问题的高输出水平下的输出换能器性能。

[0043] EP-B1-2039216的范围目前为止至少在某种程度上受到限制，因其仅测量零偏压下的一个输出水平的电接收器阻抗。

[0044] US-B2-7302069的限制在于，仅将谐振频率的偏移用作补偿的基础，这是有意义的，因为该专利涉及声阻抗的补偿变化，即，在耳道残余体积的特性上的主要变化。

[0045] 首先参考图1，其高度示意性地示出了一种用于测量电声输出换能器103的电阻抗的基本电路系统100。

[0046] 基本电路系统100包括正弦发生器101、参考电阻器102、电声输出换能器103(在下文中可以指示为扬声器或接收器)和第一测量点104。

[0047] 基本电路系统100可以通过使用具有已知电压的正弦发生器101提供作为频率的函数的接收器阻抗的测量结果，以在第一测量点104处测量电压的同时进行频率扫描。

[0048] 然而，图1的电路系统仅可以用于测量在DC工作点处的接收器阻抗。

[0049] 因此，现在参考图2，其高度示意性地示出根据本发明的一个实施例的用于测量电声输出换能器103的电阻抗的电路系统200。电路系统200包括与图1的基本电路系统相同的组件，例外的是添加直流(DC)电压源205，其适用于提供可调整的DC偏置电压，从而可以对从DC操作点偏离的操作点测量接收器阻抗。

[0050] 考虑图2，其直接遵循对于零DC电压源(偏置电压)在测量点104处的电压Vaux给出为：

[0051]

[0052] 其中Vsignal是由正弦发生器101提供的AC电压，Zreceiver是待确定的接收器阻抗，而Rref是参考电阻器102的电阻。

[0053] 为了优化所测量的电压相对于接收器阻抗变化的灵敏度，电压Vaux相对于接收器阻抗进行微分，由此找到对灵敏度的测量结果，并且其中灵敏度可以通过相对于参考电阻器的电阻求微分来进行优化，并通过针对等于零的经微分灵敏度而设定表达式来找到最佳值：

[0054]

[0055]

[0056]

[0057] 基于此，参考电阻器102的电阻优选地被选择为在接收器阻抗的电阻的1倍-2倍的范围内，以便相对于接收器阻抗的变化而优化所测量电压的灵敏度，同时记住在可听频率范围上的接收器阻抗的大小通常稍微大于接收器电阻，并且同时还保持参考电阻器102的电阻如此之小，使得将DC偏置电压施加在接收器上是可能的，该偏置电压其类似于在正常操作期间施加在接收器上的驱动电压，其中参考电阻器从在输入换能器和输出换能器之间的主信号部分耦合出，并且其中来自接收器的输出水平接近其最大值。

[0058] 适合于助听器系统中使用的接收器阻抗可以在10欧姆-1000欧姆的范围内，且因此参考电阻器的电阻被选择在10欧姆-2000欧姆的范围内。然而，根据本实施例的变型，基本电路系统200适用于使得切换电路允许在Vaux的测量结果示出参考电阻器102的电阻太远离接收器阻抗的大小的情况下改变参考电阻器102的值。这可以被确定，因为当接收器阻抗Zreceiver的大小等于参考电阻器Rref的电阻时，Vaux的大小将等于Vsignal大小的一半。例如，最初使用具有200欧姆电阻的第一参考电阻器102，并且在Vaux的大小下降到Vsignal大小的30％以下的情况下，然后切断第一参考电阻器，并且将例如具有电阻为1000欧姆的第二参考电阻器接通，并且通过具有参考电阻器的电阻值的该特定组合，Vaux的大小将维持在Vsignal的大小的30％-70％范围内，而接收器阻抗值范围在例如100欧姆-2000欧姆之间。

[0059] 根据另外的变型，两个参考电阻器的电阻值分别在50欧姆-250欧姆和1000欧姆-3000欧姆的范围内。

[0060] 然而，图2的电路系统目前为止被限制，使得在多数助听器中的可用DC电压仅限于在零和电池电压之间的正电压。这是不利的，因为一些重要的助听器接收器缺陷可以被检测为作为DC偏置电压的符号的函数的非对称接收器阻抗。

[0061] 现在参考图3，其高度示意性地示出了根据本发明的一个实施例的用于测量电声输出换能器103的电阻抗的电路系统300。电路系统300包括与图2的电路系统相同的组件，例外的是添加插入在DC电压源205与正弦发生器101和助听器输出换能器103之间的切换电路306，从而可以通过将DC电压源205的正电压提供到助听器输出换能器103的正端子或负端子来施加正DC偏置电压和负DC偏置电压两者。在图3中，将DC电压源205的正电压供应至正弦发生器101，而助听器输出换能器205接地。切换电路306的虚线示出DC电压源的正电压如何可以直接连接到助听器输出换能器205，而正弦发生器101接地。

[0062] 现在参考图4，其高度示意性地示出了根据本发明的一个实施例的助听器400。

[0063] 助听器400包括输入声电换能器401、模数转换器(ADC)402、适用于减轻个人助听器用户的听力缺陷的听力损失补偿器403、接收器非线性补偿器404、输出转换器405、输出切换电路406、信号发生器407、控制器408、接收器参数估计器409、信号检测器410、输入切换电路411、第一测量点104和电声输出换能器103。

[0064] 根据本实施例，助听器400适用于使得其可以在处于正常操作模式和处于接收器测量模式之间切换。

[0065] 根据本实施例，可以使用外部设备(诸如遥控器或智能电话)中的接口或使用容纳在助听器中的选择器直接选择助听器操作模式。在本实施例的变型中，助听器系统可以被设定为以某些预定义间隔自动进入接收器测量模式，或者响应于检测到某些特定的声音环境诸如静音，或响应于预定触发事件诸如每次助听器系统供电时而进入接收器测量模式。

[0066] 用户能够直接选择测量模式的选项是有利的，因为它允许用户立即调查接收器是否故障。然而，其中以规则间隔自动进入接收器测量模式的选项可为有利的，原因在于这可以避免用户感知到故障的接收器，因为可以响应于接收器测量而自动补偿劣化的接收器性能。

[0067] 在本实施例的变型中，如果接收器非线性的估计测量结果超过预定阈值，则发出警告。警告可为由助听器或助听器系统的外部设备提供的声音警告。

[0068] 附加地或另选地，警告可以包括向助听器系统的外部设备传输示出接收器非线性以便由外部设备可视地显示的数据，并且还可以包括传输来自外部设备及给助听器装配人员或助听器制造商的数据。

[0069] 根据另一个变型，示出接收器非线性的数据存储在容纳于助听器或助听器系统的外部设备中的日志中。

[0070] 根据一个变型，非线性的测量结果是偏置电压水平范围的最大延伸，在该范围内，在谐振频率处的助听器接收器的电阻抗偏差小于预定值。

[0071] 根据另一个变型，非线性的测量结果是正偏置电压水平和负偏置电压水平的对称范围的延伸，在该对称范围内，在所述谐振频率处的助听器接收器的电阻抗偏差小于预定值。

[0072] 根据另外的变型，非线性的测量结果是在预定非零偏置电压下测量的助听器接收器的(在谐振频率下)电阻抗相对于在零偏置电压下测量的助听器接收器的(在所述谐振频率下)电阻抗的偏差。

[0073] 根据另外的变型，基于在高于谐振频率的频率下的助听器接收器的电阻抗的测量结果定义非线性的测量结果，由此非线性的测量结果主要由非线性电感而不是非线性力因数主导。

[0074] 当选择接收器测量模式时，启用控制器408并开始测量。这包括控制信号发生器407、输出切换电路406、输入切换电路411、信号检测器410和接收器参数估计器409的步骤。

[0075] 在图4中，输出切换电路406被设定在助听器400处于接收器测量模式的位置。信号发生器407以图3的实施例中公开的方式向输出换能器103施加测量信号。第一测量点104处的电压通过输入切换电路411的相互作用而被馈送到ADC 402，该输入切换电路411由控制器408控制且允许来自第一测量点104的信号而非来自输入换能器401的信号被输入到ADC 402。本实施例的具体优点是只需要单个ADC，但是助听器可以处于两种不同的操作模式。对于本领域技术人员明显的是，输入信号的切换也可以在ADC之后实现。

[0076] 这将需要每个输入信号一个ADC以及在数字域中的信号之间的随后切换。

[0077] 另外的优点是，在两种操作模式中的ADC 402输出数字信号，其中去除到ADC的输入信号的DC部分，因为这允许独立于信号发生器407是否已经施加正偏置电压或负偏置电压而施加相同的数字信号处理电压。

[0078] 根据本实施例，使用ADC 402上游的高通滤波器去除到ADC 402的输入信号的DC部分。

[0079] 因此，当助听器处于正常操作模式时，输出切换电路406提供正弦发生器101(其也可以指示为小信号发生器)、参考电阻器102、DC电压源205和切换电路306不是在助听器400中的主信号路径的一部分。

[0080] 再次考虑图3，其直接遵循在第一测量点处的电压Vaux可以表示为：

[0081]

[0082] 其中Vbias是由DC电压源205供应的电压，Vsignal是由正弦发生器101供应的AC电压，Zreceiver是待确定的接收器阻抗，Rref是参考电阻器102的电阻。

[0083] 在切换电路306被设定到其他的位置，由此DC电压源205直接耦合到输出换能器103的情况下，那么在第一测量点处的电压Vaux可以表示为：

[0084]

[0085] 然而，在将DC电压滤出之后，在两者情况下所测量的电压Vaux可以表示为：

[0086]

[0087] 从中可以获得接收器阻抗Zreceiver。

[0088] 控制器408适用于跟踪由信号发生器407施加的模拟信号和由ADC 402输出的相应数字信号。信号检测器410捕获响应于由信号发生器407施加的模拟信号而提供的数字信号，并且确定该数字信号的信号水平，从中可以使用上面给出的公式获得作为频率的函数和作为所施加的DC偏置电压的函数的接收器阻抗。所确定的信号水平随后供应至接收器参数估计器409。

[0089] 接收器参数估计器409导出三个接收器参数：接收器电阻、接收器电感和在施加的DC偏置电压为零时的接收器力因数。基于这三个接收器参数，可以提供模型，该模型能够预测作为施加到接收器的信号的函数的“理想”接收器膜位移，因为在施加的DC偏置电压为零下测量时可以假设接收器无非线性失真效应。

[0090] 因此，接收器的“理想”行为被解释为在所施加的零偏置电压下的行为，其在下文中也可以表示小信号行为。

[0091] 作为在第一频率为零下的阻抗值，显然直接从测量的接收器阻抗导出小信号(即，对于所施加的零DC偏置电压)接收器电阻。

[0092] 作为第二频率值处的阻抗值，小信号(即，对于所施加的零DC偏置电压)接收器电感从测量的接收器阻抗导出，该第二频率值高于机械接收器谐振且其特征在于作为频率函数的接收器阻抗的曲线斜率接近20dB/十倍频程。在变型中，第二频率值被选择为高于5kHz(或至少高于2kHz或至少三倍于谐振频率)。

[0093] 基于在被确定为大多数助听器接收器表现出的谐振频率的第三频率值处的阻抗值，从所测量的接收器阻抗导出小信号(即对于所施加的零DC偏置电压)接收器力因数。在变型中，第三频率值在500Hz和3kHz之间的范围内。

[0094] 接收器电阻、电感和力因数的测量和导出的小信号值存储在接收器参数估计器409中且用作适用于预测作为输入到接收器的信号的函数的无失真膜位移的第一模型中的参数。接收器电阻、电感和力因数(对于施加的非零DC偏置电压)的测量值和导出值也存储在接收器参数估计器409中，并且用作适用于预测作为输入到接收器的信号的函数的非线性膜位移的第二模型中的参数。接收器电感和力因数是非线性的，因为它们的值取决于接收器膜的位移，而接收器电阻独立于接收器膜位移。

[0095] 通常，用于所给定助听器接收器的电等效电路的物理参数将容易获得。大多数助听器接收器制造商提供这些数据。因此，根据本实施例的变型，足以测量电感和力因数的非线性行为，以便提供能够预测助听器接收器的非线性膜位移的模型。

[0096] 然而，根据本实施例，还测量接收器电阻，因为该值可以因制造公差、老化、暴露于湿度和热，特别是在高输出水平下而变化显著。

[0097] 此外，本发明人已经发现，有必要以规则间隔测量电感和力因数的非线性行为，以便能够在因电感和力因数的非线性行为的变化而使失真变得过大的情况下采取适当动作。

[0098] 现在参考图6，其示出了根据本发明的一个实施例的电动换能器的电等效电路600。电等效电路是能够预测膜位移(作为被馈送到平衡电枢类型的助听器接收器的信号的函数)的模型。电等效电路600包括电压源601(其表示馈送到接收器的信号的电压)，第一电阻器602(其表示接收器的电阻)，第一电感器603(其表示接收器的非线性电感)，第一依赖电压源604(其表示与力因数(也可以指示为传导系数)和接收器电枢的机械速度(其由电等效电路的右部分中的电流表示)的乘积成比例的感应电压)，第二依赖电压源605(其表示与力因数和在电等效电路的左部分中的电流的乘积成比例的感应电压)，第二电感器606，第二电阻器607，电容器608(其表示接收器刚度的倒数)以及第三依赖电压源609。通常，电等效电路的左部分表示平衡电枢接收器的电部分，并且电等效电路的右部分表示机械部分。

[0099] 考虑图6，电接收器阻抗Zreceiver可以表示为：

[0100]

[0101] 其中Re表示图6的第一电阻器603的值，Le(x)表示图6的第一电感器602的值，T(x)表示力因数，Zm表示图6的电等效电路的机械部分(即右部分)的阻抗，而变量x表示接收器的膜位移。

[0102] 图6的电等效电路的机械部分的阻抗Zm可以表示为：

[0103]

[0104] 其中Rm表示图6的第二电阻器，Lm表示图6的第二电感器，而Cm表示图6的电容器。

[0105] 其直接遵循图6的电等效电路的机械部分具有角共振频率ωm：

[0106]

[0107] 且因此可以得出，对于足够小的频率的电接收器阻抗Zreceiver可以表示为：

[0108] Zreceiver＝Re+jω(Le(x)+T(x)2Cm)≈Re

[0109] 在机械共振频率ωm下，电接收器阻抗Zreceiver可以表示为：

[0110]

[0111] 因为由于电感的阻抗在ωm处小。

[0112] 对于显著大于谐振频率ωm的频率：

[0113]

[0114] 因为由于第三项 而使阻抗快速随着频率增加而变得不显著。

[0115] 因此，从上面给出的等式直接遵循力因数T(x)和电感Le(x)的非线性行为可以通过测量在三个不同频率下的电接收器阻抗而确定。

[0116] 还遵循，因为图6的第一电阻器Re的电阻不是非线性的，所以在变型中，使用Re的值作为例如从接收器制造商获得的值可以是足够的。

[0117] 根据本实施例，施加所设计最大接收器电压的一半的DC偏置电压，从而提供了，在接收器上的电压(其为偏置电压和小信号电压的组合)不超过所设计的最大接收器电压。然而，在变型中，可以施加更大的偏置电压且在另外变型中，可以获得接收器阻抗的多个测量值(即，针对施加的多个非零DC偏置电压)，以提供用于预测作为输入到接收器的信号的函数的非线性膜位移的更精确模型。

[0118] 在另外的变型中，通过增加偏置电压的大小，直到非线性参数或接收器膜位移的偏差(从线性情况)超过预定阈值，发现待施加的最大偏置电压。这可以自适应地完成。

[0119] 原则上，具有施加的零DC偏置电压的测量结果以及具有施加的非零DC偏置电压的单个测量结果足以表征接收器的非线性行为。

[0120] 然而，通过具有施加的DC偏置电压为正的测量结果和施加的DC偏置电压为负的测量结果，可以不对称地进行补偿。这是特别有利的，因为发明人已经发现具有劣化性能的助听器接收器的非线性行为通常是不对称的。

[0121] 在根据本实施例的其他变型中，负偏置电压和正偏置电压的大小是助听器电池电压的至少35％。

[0122] 显然，失真补偿的精度将随着在不同偏置电压水平下的测量结果的数量而增加。

[0123] 基于接收器膜位移的无失真第一模型和非线性第二模型，补偿增益可以导出为给定输入信号值的函数。

[0124] 现在参考图5，其高度示意性地示出了根据本发明的一个实施例的接收器非线性补偿器404的一些附加细节。

[0125] 非线性补偿器404包括位移估计器501、位移校正计算器502和乘法单元503。

[0126] 位移估计器501持有适用于分别预测作为从听力损失补偿器403提供的信号值的函数的无失真接收器膜位移(即，基于小信号测量结果)和非线性接收器膜位移的第一模型和第二模型(为了清楚起见，未示出提供来自听力损失补偿器403的信号的值的信号检测器)。在下文中，来自听力损失补偿器403的信号的值也可以指示经处理的输入信号值，因为来自听力损失补偿器的输出信号可以指示为经处理的输入信号。因此，位移估计器501适用于基于逐个样本向位移校正计算器502提供预测的无失真和非线性接收器膜位移。

[0127] 根据本实施例，位移校正计算器502基于逐个样本计算作为无失真位移与非线性位移的比率的补偿增益，并且基于逐个样本使用乘法单元503将补偿增益施加到从听力损失补偿器403提供的信号。由此形成信号，该信号被补偿了非线性并且随后被提供至助听器系统400的输出转换器405。

[0128] 根据本实施例的变型，接收器参数估计器409将测量的参数发送到外部设备，访问丰富的处理资源，由此使用上面参考位移估计器501和位移校正计算器502公开的功能性计算查找表，即查找表具有作为输入的来自听力损失补偿器403的信号值，并且具有作为输出的待施加补偿增益，并且随后查找表被发送到助听器且用于确定待施加的补偿增益。在使用查找表的情况下，位移校正计算器还将包括内插装置，使得也可以针对所有输入信号值确定补偿增益，而非仅仅针对查找表中的列表值。因此，可以在助听器中、在外部设备中或在外部设备可以访问的因特网服务器上提供基础功能性，该基础功能性为导出作为来自听力损失补偿器的信号值的函数的待施加补偿增益。通过将该功能性置于助听器之外，将需要较少的助听器资源。

[0129] 根据本发明的变型，响应于触发条件启用助听器接收器失真补偿(即施加补偿增益)，该触发条件可为以下中的任一者：手动启用助听器系统，或者声音水平估计超过预定义的阈值，或者助听器接收器失真的测量结果超过预定阈值。

[0130] 在变型中，相较于膜位移，位移估计器502最终计算用于助听器接收器音质或失真的另一个测量结果。因此，可以估计由助听器接收器提供的声压，而不是估计膜位移。然而，在本上下文中，可以从膜位移导出的任何此类测量结果将被认为是明显的等同物且可以与膜位移互换使用。

[0131] 在本实施例的其它变型中，位移校正计算器502通过考虑非线性接收器行为计算作为经处理的输入信号值的函数的补偿增益，使得补偿增益稍微大于无失真膜位移与失真的非线性膜位移之间的比率。根据一个更具体的变型，迭代过程使用接收器膜位移的非线性模型以发现增益补偿，其假定接收器膜位移的模型有效，将完全补偿助听器行为的非线性行为。

[0132] 根据本实施例的另一实施例，作为经处理的输入信号值的函数的补偿增益通过以下确定：在给定频率下和针对包括零偏置电压的多个偏置电压测量助听器接收器的电阻抗，基于跨越所述多个偏置电压的测量的电阻抗和在零偏置电压下的测量的电阻抗之间的差而导出补偿增益，由此以较不精确的补偿为代价提供较不复杂的方法。

[0133] 在本发明的又一个变型中，位移估计器501和位移校正计算器502包括多个查找表，其针对多个频率提供作为从听力损失补偿器提供的对应频带分离信号的值的函数的补偿增益，并且其中补偿增益施加于相应的频带分离信号，该频带分离信号随后在被提供至输出转换器405之前被组合。已经结合测量和导出接收器参数的具体方法公开了本发明的一些实施例。在其变型中，可以施加其它方法，因此本发明的接收器失真补偿方法通常独立于如何测量接收器阻抗。

[0134] 各种助听器功能性诸如听力损失补偿器403和接收器非线性补偿器404可以实现为独立电子单元或者可以集成在一个或若干个数字信号处理器中。

[0135] 现在参考图7，其高度示意性地示出了根据本发明的一个实施例的助听器700。助听器700包括与图4的电路系统相同的组件，例外的是去除接收器非线性补偿器404和添加触发器701，该触发器701适用于基于非线性助听器接收器参数的所确定的非线性行为而确定助听器接收器的非线性是否已经超过预定阈值和适用于通过提供声学警告而触发针对警告助听器系统用户的动作。在变型中，动作可以包括在助听器系统的外部设备上提供视觉警告，或者可以包括将与所确定的非线性相关的信息存储在助听器系统中，由此，听力护理专业人员在稍后时间点可以读取该数据并采取适当动作。在另一个变型中，可以使用外部设备将与所确定的非线性相关的信息发送到外部服务器，由此听力护理专业人员可以立即访问该数据并且如果需要，则采取适当动作。

[0136] 在另外的变型中，该动作可以针对补偿助听器接收器的非线性。因此，如果基于非线性助听器接收器参数的所确定的非线性行为，助听器接收器的非线性已经超过预定阈值，则触发器可以适用于触发动作中的仅一个或任何选定组合。