专利名称：助听器以及用于测试助听器的方法
技术领域：
本发明涉及助听器以及助听器的测试。本发明尤其涉及一种具有自测试功能的助听器。
人们已经熟知，在助听器领域，大批被返回维修的助听器被证明为正确地工作。这样在很多情况下，关于助听器的可察觉的问题并不涉及助听器的缺陷，而是涉及助听器的调节和使用。在运输和诊断并不存在缺陷的助听器上就浪费了大量的时间以及其他资源。
因此人们期望提供一种具有自测试功能的助听器，能够允许一个助听器的操作者校验助听器的适当的功能。助听器的操作者可以是具有听力障碍的助听器使用者，也可以是一个对助听器进行装配，微调或者进行其它工作的听觉病矫治专家。
根据本发明，在第一方面，本发明的上述以及其他目的通过一种下面所述的助听器来实现。所述的助听器具有一个输入换能器，用于将一个声学输入信号转换成一个第一电信号，一个信号处理器，其用于通过根据第一电信号产生一个第二电信号，来补偿听力的不足，一个输出换能器，用于将第二信号转换成声音，一个探针，用于在助听器中的贯穿输入换能器，信号处理器和输出换能器的信号路径上第一点上的信号参数，以及一个测试管理器，其适于控制该探针，从而对助听器的故障进行检测。
根据本发明，在第二方面，本发明的上述以及其他目的通过用于校验一个助听器的功能的方法来实现，该助听器具有一个输入换能器，用于将一个声学输入信号转换成一个第一电信号，一个信号处理器，用于通过根据第一电信号产生的第二电信号来补偿听力的不足，一个输出换能器，用于将第二信号转换成声音，一个探针，用于在助听器中的贯穿输入换能器，信号处理器和输出换能器的信号路径上第一点上的信号参数，该方法包括使用一个测试管理器，其适于控制该探针，从而对助听器的故障进行检测。
而且助听器还包括一个测试控制器或者一个测试管理器，用于检测助听器的故障状态，测试管理器可以被连接到一个诸如一个音频发生器，一个噪声发生器，一个数字字发生器，等的测试激励发生器(teststimulus generator)，一个用于确定信号参数，例如，信号水平，频谱，相位特征，自动相关，交叉相关等的探针装置，以及一个在助听器中被提供的信号开关。该信号开关被提供用于将一个测试激励发生器或者一个探针连接到信号路径上的一个所选的点上，从而测试助听器的选定部分。而且信号开关还被提供用于将助听器元件耦合入或者耦合出助听器的信号路径。
信号路径包括助听器的元件以及传输路径，其接收，处理以及传送来自于助听器的第一电信号的信号。
例如，测试管理器可以被用于操作每一个信号路径开关，使得输入换能器在助听处理器的入口处与信号路径断开，并且激活探针装置在信号路径的后面阶段的一个选定的或者特定的点上确定信号水平，其中由诸如输入电路的助听处理器的各个部分所产生的噪声水平可以被确定。
一个探针所确定的信号参数的值可以与一个从助听器的一个存储器或者从一个助听器的外部设备中恢复的参考值相比较。如果检测的值位于包括该参考值的一个预定的范围之外，测试管理器可以警告助听器的使用者该助听器已经发生了故障，缺陷的类型也可以被信号化。例如，输出换能器可以产生一个音频或者一系列音频从而向听力障碍使用者表明该助听器已经出现了故障。一种特殊的音频或者一个特殊序列的音频可以相应于一个特殊的缺陷。
如果助听器被连接到一个具有一个显示器的助听器程序化设备，助听器存在故障的事实可以被表示在显示器上，而且，故障类型的标识也能够被显示。例如，如果噪声水平大于一个预定的参考值，其可以被信号化表明助听器已经存在故障。
典型的，听力缺陷是随频率变化的，对于每一个使用者是特殊的。提供一个多频道助听器，其中处理器被分成多个频道，从而使得每个频带可以被不同的处理，例如，利用不同的增益来放大，在该领域已经为人所熟知。一个多频道助听器可以进一步包括一个具有带通滤波器的滤波器组，用于将第一电信号分成一组带通滤波的导出第一电信号，并且处理器可以被用于通过对每个导出第一电信号滤波进行分别处理并且将处理后的滤波导出相加来产生第二电信号从而提供第二电信号。对于一个多频道助听器，测试管理器可以被用于有选择地将一个期望的测试激励发生器或者一个期望的探针连接到一个选定的带通滤波器的输出端。例如，一个用于水平检测的探针可以被连接到一个选定的带通滤波器的输出端，从而在每一个频带上确定噪声水平。
在本发明的一个实施例中，测试激励发生器被提供，其受控于测试管理器，用于产生一个被输送到助听器的输出换能器的一个预定的测试激励，用于被转换成一个声音信号。对于一种测试类型，助听器可以被放置在具有硬壁的分隔室中，其中一部分产生的声音信号将被反射从而被声音输入换能器所接收。测试管理器进一步被用于操作一个信号开关使之将一个选定的探针，例如，一个水平检测器等，连接到输出换能器，用于确定一个信号参数，例如，每个所产生的第一电信号的信号水平。
信号参数的确定值可以进一步与来自于助听器中的一个存储器的参考值进行比较，并且如果检测到的值偏离参考值，那么测试管理器可以，如前所述，警告助听器的使用者该助听器已经存在故障。故障的类型也可以被信号化。例如，程序化设备的显示器可以显示一个消息，该消息表明由于耳垢，正被检测的输入换能器有问题的端口应当被检查。
连接到信号路径的一个输入换能器可以是一个拾取线圈。该助听器中的拾取线圈可以用与先前所述的用于声学输入换能器的相似的方式来测试，这是因为输出换能器通常产生一个被拾取线圈所拾取的强大的磁场。
在具有一个滤波器组的实施例中，探针可以被连接到一个选定的带通滤波器的输出端，从而在相应的频带内确定第一电信号滤波器产生的信号水平。探针也可以继续被连接到多个或者全部带通滤波器的输出上从而在多个或者全部频带内确定正被检测的有问题的信号参数。以这种方式，产生的第一电信号的频谱可以被确定，或者谐波失真能够被确定。例如，测试管理器可以被用于将一个用于水平确定的选定的探针连接到用于确定谐波失真的拾取测试激励发生器的输出的第三谐波的带通滤波器的输出端。
信号开关可以被提供用于将比如一个声音发生器的测试激励发生器连接到信号处理器的输入端，以及用于将一个探针连接到信号处理器的输出端，信号处理器的增益从而可以被确定。而且，信号处理器的增益可以被确定作为该频率的函数。
而且，信号处理器的压缩，即作为输入水平的函数的增益，能够被确定，例如，作为频率的函数。
在现有技术中已经知道，在助听器中包括一个适配反馈补偿器(adaptive feedback canceller)，其包括一个适配滤波器，用于补偿声音反馈。声音反馈可以在助听器的输入换能器接收并且检测了输出换能器所产生的声音输出信号的情况下发生。检测信号的放大可以导致产生一个更强的声输出信号，其可以循环到输入端，并且最终助听器可以震荡。适配滤波器估算包括从输出换能器到输入换能器的声学传播路径的助听器的从输出到输入的转换函数。适配滤波器的输入端被连接到助听器的输出端，并且适配滤波器计算出一个合适的应讯信号(countersignal)，该信号是从输入换能器信号中被减去来补偿任何声学反馈的信号。一种这样类型的助听器被公开在美国专利US5402496当中。
测试管理器可以被用于校验适配反馈补偿器的操作，例如，测试管理器可以控制一个信号开关将反馈补偿器从信号路径上断开，并且增加信号处理器的增益，直到震荡发生。在该测试中，助听器最好被放置在具有硬壁的分隔室当中。测试管理器可以进一步被用于将适配反馈补偿器与信号路径重新连接，其中如果适配反馈补偿器工作正常的话，震荡应当停止。
在一个实施例中，助听器包括一个测试激励发生器，用于将一个数字信号注入到助听器的信号路径的数字部分上的一个选定的第二点上，例如，在信号处理器的输入点上。
响应于信号被注入到第二点上，一个运行良好的助听器将产生在信号路径的选定的第一点上产生一个具有特定参数值的信号。该参数可以与频率，幅度，频谱，调制，相位等相关。这些参数值可以与通过将一个已知的运行良好的助听器进行一个类似的测试所得到的规范值(canonic values)相比较。测试管理器进一步适于将实际响应信号的参数值与规范信号相比较，从而确定助听器是否存在故障。如果检测到的值位于包括每个规范值的预定的范围之外，就可以得出结论被测试的助听器已经存在故障。故障的出现可以如前所述，被信号化通知给助听器的操作者。
通过用户对安装在助听器外壳上的开关的激活而启动一个自测试过程，该开关也可位于助听器程序化设备上，用于控制助听器的远程控制单元上，或者在一个固定系统上等。优选有两个开关同时或者依次激励，从而避免自测试的意外起动。
本发明的其他目的将在本领域的技术人员通过下文中对本发明的更为详细的描述中而变得清楚。通过实施例的方式，已经示出并且描述了本发明的一个优选实施例。应该能够理解，本发明可以采用其它的实施例，并且其在不背离本发明的范围内可以具有各种改变。因此，附图和描述将被看作是示例性的，而不应当显示本发明的范围限制。在附图中
图1表明了根据本发明的助听器的方框示意图，以及图2-5表明了根据本发明每个被显示在助听器的程序化设备上的自测试信息，以及图6表明了根据本发明的一个实施例的测试设定。
附图1表明了一个助听器10，其具有作为输入换能器的两个声学麦克风12，14以及一个电磁拾取线圈16，也被称为一个远距线圈(telcoil)。一个信号开关矩阵18选择性的将每一个输入换能器12，14，16连接到一个选定的A/D转换器20，22。为了简化，第二A/D转换器22的输出连接没有被示出。来自于A/D转换器20的输出信号24被一组带通滤波器26分成一组导出带通滤波信号241，242，…，24n。处理器28被分成多个频道从而使得每个频带能够被不同的处理，例如，利用不同的增益进行放大。处理器28通过对每一个导出第一电信号滤波241，242，…，24n的单独处理并且将处理后的电信号相加来产生第二信号30。一个D/A转换器32将数字输出信号30转换成模拟信号34。一个输出换能器38将模拟信号34转换成声音。
对于本领域的技术人员来说，很明显图1中所示的电路可以利用数字或者模拟电路，或者它们的任意组合来实现。在本实施例中，数字信号处理被使用，这样，信号处理器28和滤波器组26是数字信号处理电路。在本实施例中，助听器10中的所有的数字电路都可以在一个单独的数字信号处理芯片上实现，或者该电路可以以另外的方式被分布在多个集成电路芯片上。
信号开关361，362，…36p在助听器电路的信号路径上的多个点上被提供，这些电路用于将一个测试激励发生器40，例如，一个语音发生器40，或者一个探针42，例如一个水平检测器42连接到助听器10的信号电路的多个点上。一个测试管理器44控制信号开关361，362，…36p的设定，从而管理助听器10的信号路径的各个部分的测试过程。为了简化，将测试管理器44与每一个信号开关361，362，…36p连接起来的控制线没有在图1中显示出来。测试管理器44进一步控制信号开关矩阵18，用于连接麦克风12，14和拾取线圈16以及将它们与助听器10的信号路径分开。而且，测试管理器44被用于控制测试激励发生器40，例如产生一个选定的频率，例如1kHz的电信号，例如，利用一个选定的幅度和/或频率调制，以及控制探针42从而确定一个选定的信号参数，例如rms值。
测试管理器44可以包括一个用于数据存储的存储器，存储诸如助听器的类型标识，换能器的校准数据以及测试参数的规范值数据。
例如，在第二个频带内的噪声水平可以通过控制信号转换矩阵18将输入换能器的所有输入端12，14，16与A/D转换器20，22断开，并且将水平检测器40连接到带通滤波器262的输出端242而由测试管理器44所确定。然后，声学换能器的第一个被连接到每个输入端，并且输出信号水平被确定。接下来，第一个声学换能器被断开，第二个声学换能器被连接到每个输入端并且输出信号水平被确定。水平可以被比较。假定一个稳态的噪声环境，水平应当是相似的，并且因此一个差就表明了声学输入换能器中的一个或者每个相连的输入端存在一个校准误差或者一个故障。
在一个进一步的测试阶段中，一个远距线圈被连接到每个A/D转换器并且输出信号水平被检测。由于远距线圈通常能够拾取电磁背景噪声，输出信号水平可以被期望与没有远距线圈时的水平不同。如果没有差被产生的话，可以假设在远距线圈或者与之相连的输入端存在一个故障。
通常，测试管理器44可以控制信号开关361以将测试激励发生器40连接到信号处理电路26，28的输入端，并且同时将该输入端与其他的信号源断开，以及信号开关364将探针42连接到信号处理器28的输出端，从而使得在信号处理电路26，28中所执行的信号处理法则的任何测试能够较为容易的进行。对于任何特定的由测试激励发生器40所产生的测试激励，通过将一个相似的测试激励施加到一个已知为好的信号处理器而获得的输出信号的规范值可以被存储在助听器10中的一个存储器(未示出)中。这样，在一个测试过程中，测试管理器44可以将检测到的信号处理器28的输出信号的参数与相应的规范值进行比较从而确定助听器10是否存在故障。
一个用于在信号开关362之前中断信号路径30，并且被测试管理器44所控制的信号开关363被进一步提供。已经截取了信号30，测试管理器激励音频发生器40产生一个选定频率，例如1kHz的信号，该信号被传送到助听器10的输出换能器38用于转换成一个声音信号。在该测试过程中，助听器10将被放置在具有一个硬壁的分隔室当中，从而使得产生的声音信号的大部分被声音输入换能器12，14接收。测试管理器44进一步控制信号开关36i将探针42连接到声音输入换能器12，14中的一个用于在每一个频带i内确定每一个导出第一电信号的信号水平。
现在参考图6描述根据本发明的一个实施例的测试设定。在该设定中，助听器10通过一个电缆53被连接到一个程序化设备50，并且被放置在一个具有硬壁的上端开口的分隔室51当中。分隔室51可以是具有能够将至少一部分换能器输出信号反射到麦克风的能力的任何分隔室。一个直径70mm，高度100mm，壁厚0.3mm，具有上边开口，以及平的封闭底部的圆柱形形状的不锈钢杯子结构已经被发现是最合适的。助听器被简单的放置杯子底部的任意方向上。
当从激励装置46接收到信号48，自测试就被起动。激励装置可以由放置在助听器10的外壳内的一个或者多个开关构成，或者激励装置可以包括用于接收一个命令49的接口装置，比如一个远程控制单元，一个助听器程序化设备50，一个固定设备，一个个人计算机等，该命令用于从一个外部设备起动自测试。
例如，助听器10可以被连接到一个具有显示器52的一个助听器程序化设备50。操作者可以通过在程序化设备50上按下一个特殊按钮，或者一组按钮54来起动自测试。然后该设备50显示其已经准备好执行一个自测试处理，如图2所示。然后通过按钮56的激励自测试开始。程序化设备向助听器10的激励装置46传送一个相应的命令，并且表明自测试已经在处理，如图3所示。
在该测试过程中，信息可以被显示在显示器上。该信息可以要求用户进行互动。例如，在前面部分描述的测试可以表明缺少麦克风12，14中的一个所拾取的信号。一个可能的原因在于连接到每一个麦克风的输入端口已经被耳垢所阻塞。这样，操作者就被要求检查是否存在问题(参考图4)。如果在自测试过程中没有揭示出问题，那么一个相应的消息就被显示出来，如图5所示。
连接到信号路径的输入换能器可以是拾取线圈16。助听器10中的拾取线圈16可以像一个声学输入换能器12，14那样被测试，这是由于输出换能器38通常产生一个可以被拾取线圈16所拾取的显著的磁场。
测试管理器44控制信号开关矩阵18将输入换能器12，14，16的所有输入端与信号路径断开，并且通过信号开关361将测试激励发生器40连接到信号路径上。探针42通过信号开关364被连接到信号处理器28的输出端。通过控制测试激励发生器40产生一序列具有不同频率的信号，信号处理器28的增益就被确定作为该频率的函数。
而且，信号处理器28的压缩，即，作为输入水平的函数的增益能够被确定，例如，作为频率的函数。
权利要求
1.一种助听器，具有一个输入换能器，用于将一个声学输入信号转换为一个第一电信号，一个信号处理器，用于通过根据第一电信号产生一个第二电信号来补偿听力的不足，一个输出换能器，用于将第二信号转换成声音，一个探针，用于在助听器中贯穿输入换能器，信号处理器和输出换能器的信号路径的第一点上确定信号参数，以及一个测试管理器，用于控制探针从而检测助听器中的故障。
2.根据权利要求1所述的助听器，其中测试管理器被用于将输入换能器与信号路径电路断开，并且激活探针，从而确定信号水平，从而助听器的输入电路所产生的信号水平可以被确定。
3.根据权利要求1或2所述的助听器，包括一个由测试管理器所控制的测试激励发生器，用于在信号路径的第二点上施加一个测试激励。
4.根据权利要求3所述的助听器，其中测试管理器适用于将在第一点产生的信号参数与规范值相比较，从而确定助听器是否存在故障。
5.根据权利要求3或4所述的助听器，其中第二点被选择从而使得测试激励被转换成一个声音信号，并且其中测试管理器被用于将探针与输入换能器相连接。
6.根据前述任意一项权利要求所述的助听器，包括两个声学输入换能器，其中测试管理器适用于确定关于每一个声学换能器的信号水平以及比较每个信号水平。
7.根据前述任意一项权利要求所述的助听器，包括一个电磁输入换能器。
8.根据前述任意一项权利要求所述的助听器，包括一个具有带通滤波器的滤波器组，用于将第一电信号分割成一组带通滤波导出的第一电信号，其中处理器适用于产生第二电信号，其通过分别处理每一个导出的第一电信号并且将处理后的电信号相加来提供第二电信号，并且其中测试管理器适用于有选择的将探针连接到一个带通滤波器的输出端上。
9.根据权利要求8所述的助听器，其中测试管理器被用于将探针连接到一个选定的带通滤波器的输出端从而拾取测试激励发生器输出的第三个谐波，用于确定谐波失真。
10.根据权利要求2-9的任意一项所述的助听器，其中测试管理器被用于校验一个诸如信号处理器的增益，作为频率的函数的信号处理器的增益或者信号处理器的压缩的参数。
11.根据权利要求2-10的任意一项所述的助听器，包括一个适配反馈补偿器，用于抑制声学反馈，并且其中测试管理器适用于校验适配反馈补偿器的操作。
12.根据权利要求2-11的任意一项所述的助听器，包括用于激励测试管理器起动自测试的激励装置。
13.根据权利要求12所述的助听器，其中激励装置包括用于从一个用于操作助听器的远程控制装置，一个固定装置或者一个用于对助听器进行编程的程序化设备接收命令的接口装置。
14.一种用于校验一个助听器的功能的方法，该助听器具有一个输入换能器，用于将一个声学输入信号转换为一个第一电信号，一个信号处理器，用于通过根据第一电信号产生一个第二电信号来补偿听力的不足，一个输出换能器，用于将第二信号转换成声音，一个探针，用于在助听器中贯穿输入换能器，信号处理器和输出换能器的信号路径的第一点上确定信号参数，该方法包括使用一个测试管理器控制探针从而检测助听器中的故障。
15.根据权利要求14所述的方法，包括使用测试管理器将输入换能器与信号路径电路分开，并且激励探针，从而确定信号水平，这样助听器的输入电路所产生的噪声信号水平可以被确定。
16.根据权利要求14或15所述的方法，包括使用测试管理器控制一个测试激励发生器，从而在信号路径的第二点上施加一个测试激励。
17.根据权利要求16所述的方法，包括将在第一点产生的信号参数与规范值相比较，从而确定助听器是否存在故障。
18.根据权利要求16或17所述的方法，包括选择第二点从而获得测试激励被转换成一个声音信号，将探针与麦克风相连接，将助听器放置在具有厚壁的分隔室中，并且确定麦克风所拾取的信号。
19.根据权利要求18所述的方法，包括使用含两个声学输入换能器的助听器中的测试管理器，来确定关于每个声学换能器的信号水平，并且将每个信号水平相比较。
20.根据权利要求14-19中任何一个所述的方法，包括使用具有带通滤波器的一个滤波器组用于将第一电信号分成一组带通滤波导出后的第一电信号，处理每一个导出第一电信号并且将处理后的电信号相加从而提供第二电信号，以及使用测试管理器有选择的将探针连接到一个带通滤波器的输出端。
21.根据权利要求20所述的方法，包括使用测试管理器将探针连接到选定的带通滤波器的输出端从而拾取测试激励发生器的输出端的第三个谐波信号，从而来确定谐波失真。
22.根据权利要求15-21中任意一项所述的方法，包括使用测试管理器校验诸如信号处理器的增益，作为频率的函数的信号处理器的增益或者信号处理器的压缩的参数。
23.根据权利要求15-22中任意一项所述的方法，包括在助听器中使用具有一个适配反馈补偿器的测试管理器，用来抑制声学反馈，并且校验适配反馈补偿器的操作。
24.一种助听器，具有至少一个输入换能器，用于将一个声学输入信号转换成一个第一电信号，一个信号处理器，用于通过根据第一电信号产生一个第二电信号来补偿听力的不足，一个输出换能器，用于将第二信号转换成声音，以及一个探针装置，用于在助听器的信号路径的第一点上确定一个信号参数。
全文摘要
提供了一种具有一个用于在助听器的信号路径上确定故障的测试管理器(44)的助听器(10)。测试管理器控制一个测试激励发生器(40)以及一个探针(42)，从而确定一个信号参数，例如，信号水平，频谱，相位特性，自相关，交叉相关等。一组由测试管理器控制的信号开关(3文档编号H04R25/00GK1524398SQ02813688
公开日2004年8月25日 申请日期2002年7月5日 优先权日2001年7月9日
发明者K·H·尼尔森, L·B·詹森, K H 尼尔森, 詹森 申请人:威德克斯公司