听力仪器及识别听力仪器的输出变换器的方法
【专利摘要】本发明公开了一种听力仪器及识别听力仪器的输出变换器的方法，其中该方法包括：将伪随机信号施加到输出变换器；接收指示所述输出变换器的阻抗的响应信号；计算所述响应信号和所述伪随机信号的互相关；计算所计算的互相关的傅里叶变换；将所计算的傅里叶变换与一个或多个参考模型进行比较；及基于所述比较识别输出变换器。
【专利说明】听力仪器及识别听力仪器的输出变换器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及听力仪器，尤其涉及听力仪器输出变换器的识别。
【背景技术】
[0002]听力仪器，也称为助听器或听力辅助装置，用于克服听力损失。根据佩戴者的听力损失的类型和严重性，有多种配置的听力仪器可用。听力仪器通常与佩戴者的要求及佩戴者的听力损失的严重性匹配。挑选错误的听力仪器或使用不适当配置的听力仪器可能不会使佩戴者受益，或可能对佩戴者导致另外的听力损伤。
[0003]特别应关注听力仪器的输出变换器(也称为“接收器”)的类型和额定功率。输出变换器的特性应与其它元件如听力仪器的处理单元和传声器匹配。例如，具有不适当的额定功率的输出变换器可增加用户听觉能力的损伤。因此，需要准确选择具有与用户的听力损失模式及听力仪器的其它元件匹配的特性的输出变换器。
[0004]目前技术水平下存在为用户选择适当输出变换器的技术。然而，现有技术需要对输出变换器应用完全的频率扫描。这些技术需要长时间才能完成，并需要大量处理功率。此外，这些技术还可能需要用于检测连接到听力仪器的输出变换器的外部配置装置。W02009065742A1描述了一系列用于检测输出变换器的类型和/或用于表征听力仪器的输出变换器的解决方案。W02009006889A1描述了用于识别耳内接收器(RITE)型助听器中的接收器的方法，该方法包括使用助听器测量接收器的阻抗，例如结合验配进行。
【发明内容】
[0005]根据一方面，本发明提供用于识别听力仪器的输出变换器的方法。该方法包括将伪随机信号施加到输出变换器，及接收指示输出变换器的阻抗的响应信号。该方法可包括使用线性反馈移位寄存器产生伪随机信号。伪随机信号用于识别输出变换器具有识别可在非常短的时间段如约I秒内完成的优点，及具有施加到输出变换器的信号听力仪器的用户听上去相当舒适的优点。因而，在用户佩戴听力仪器的同时进行识别，而不会导致用户不舒适。
[0006]在一些实施中，该方法可包括将多个伪随机信号施加到输出变换器,及接收对应于多个伪随机信号的多个响应信号。该方法可包括选择多个响应信号之一及伪随机信号中的对应伪随机信号以计算互相关。作为备选，该方法可包括将响应信号计算为多个响应信号的平均。该方法可包括将响应信号记录在听力仪器中。
[0007]该方法包括计算响应信号和伪随机信号的互相关、计算所计算的互相关的傅里叶变换、将所计算的傅里叶变换与一个或多个参考模型比较、及基于比较(例如基于频率响应的傅里叶变换相对于参考模型的均方误差)识别输出变换器。一个或多个参考模型可包括一个或多个已知输出变换器的阻抗-频率特性。
[0008]另一方面，公开了一种听力仪器。该听力仪器可以是耳内接收器(RITE)型仪器。该听力仪器包括输出变换器和信号处理单元。在实施例中，信号处理单元实施为系统芯片(SOC)0信号处理单元(例如S0C)配置成将伪随机信号施加到输出变换器并接收指示输出变换器的阻抗的响应信号。信号处理单元(例如S0C)可包括线性反馈移位寄存器以产生伪随机信号。
[0009]在一些实施中，信号处理单兀(例如S0C)可将多个伪随机信号施加到输出变换器，及接收对应于多个伪随机信号的多个响应信号。之后，信号处理单兀(例如S0C)可选择多个响应信号之一及伪随机信号中的对应伪随机信号以计算互相关。作为备选，信号处理单元(例如S0C)可将响应信号计算为多个响应信号的平均。信号处理单元(例如S0C)可包括将响应信号记录在听力仪器中的存储器单元。
[0010]信号处理单元(例如S0C)还配置成计算响应信号和伪随机信号的互相关、计算所计算的互相关的傅里叶变换。信号处理单元(例如S0C)进一步配置成将所计算的傅里叶变换与一个或多个参考模型比较、及基于该比较识别输出变换器。信号处理单元(例如S0C)可包括保存一个或多个参考模型的存储器单元。
[0011]听力仪器还可包括模数转换器(ADC);具有第一引线和第二引线的检测电阻器，其中第一引线电连接到模数转换器的输入，及第二引线电连接到听力仪器(如信号处理单元，例如S0C)的接地(或固定电势)端；及切换单元。切换单元可配置成使输出变换器的(如负)引线与信号处理单元(如S0C)的(如负)工作输出引脚断开连接；使信号处理单元(如S0C)的负工作输出引脚处于高阻抗状态；及将输出变换器的(如负)引线连接到模数转换器的输入及检测电阻器的第一引线。
[0012]术语“识别输出变换器”通常指识别输出变换器的不同类型的问题，但也可指独特输出变换器性质的识别。输出变换器的类型例如可通过其计划的技术规格确定，如其输入灵敏度和/或最大输出音量。另一方面，独特输出变换器性质指个别接收器的唯一识别(如其独特的详细频率响应)。接收器的类型例如可通过从所涉及输出变换器提取“代码”(例如通过从ID芯片读取或通过测量位于输出变换器(或连接电缆或连接器)上的ID电阻器的电阻)而间接识别(例如参见W02009065742A1 )。类型的该间接识别的可靠性依赖于将“代码”(ID芯片、电子元件等)施加到特定输出变换器的过程。输出变换器性质(例如通过本发明的阻抗度量表示)就其本质而言对所涉及输出变换器直接测量因而与测量允许的可靠性一样可靠。
[0013]在实施例中，输出变换器或用于将输出变换器连接到信号处理单元的电缆或连接器包括具有指示输出变换器类型的电阻的识别(ID)电阻器，及其中听力仪器配置成测量该电阻并将其与指示输出变换器的相应不同类型的多个预定电阻进行比较及基于比较识别当前连接到听力仪器的输出变换器的类型。在实施例中，检测电阻器为或包括ID电阻器。
[0014]在实施例中，检测电阻器的值由ADC测量并通过与其它类型的输出变换器的预定检测器电阻比较而用于识别输出变换器的类型。如本发明中所述的输出变换器的阻抗(即例如输出变换器的线圈系统的阻抗)的同时(随后或在先)测量可用于增加类型测量的置信度(其中每一测量可能不太准确，因而更容易实施)和/或用于通过其特有性质进一步表征所涉及的特定输出变换器(通过识别其特定(随频率而变的)阻抗)。
[0015]在实施例中，听力仪器包括使能开始输出变换器的识别和/或呈现输出变换器的识别结果的用户接口。在实施例中，用户接口实施在用于控制听力仪器的功能的遥控装置上。在实施例中，用户接口实施在例如使用触敏屏的智能电话上(如实施为APP)。[0016]在实施例中，听力仪器配置成进行自诊断，包括根据听力仪器和/或根据用户要求(听力仪器的用户经用户接口，或验配系统的用户经编程接口)在每一功率下进行输出变换器的识别。
[0017]在实施例中，听力仪器配置成基于所计算的傅里叶变换与一个或多个参考模型的比较(例如基于保存的与典型值的偏差的典型阈值，例如与峰值总谐波失真(THD)有关)检测输出变换器中的机械损伤。在实施例中，听力仪器配置成根据听力仪器和/或根据用户要求在每一功率下进行前述机械损伤检测。
[0018]在实施例中，听力仪器还包括变换器识别输出，配置成基于识别产生指示所连接的输出变换器的类型的可听信号、可见信号或电信号中的一个或多个。
[0019]在又一方面，公开了用于识别输出变换器的计算机程序产品。该计算机程序产品包括非短暂计算机可读介质，其上保存有包括计算机可执行指令的计算机可读代码。计算机可执行的指令使得处理器将伪随机信号施加到输出变换器。该计算机程序产品可包括使得处理器使用线性反馈移位寄存器产生伪随机信号的计算机可执行指令。
[0020]计算机可执行的指令使得处理器接收指示输出变换器的阻抗的响应信号。此外，计算机程序产品可包括使得处理器将多个伪随机信号施加到输出变换器并接收对应于多个伪随机信号的多个响应信号的计算机可读指令。该计算机程序产品可包括选择多个响应信号中的一个响应信号及伪随机信号中的对于伪随机信号以计算互相关或将响应信号计算为多个响应信号的平均的计算机可读指令。
[0021]计算机可读指令使得处理器计算响应信号和伪随机信号的互相关、计算所计算的互相关的傅里叶变换、将所计算的傅里叶变换与一个或多个参考模型比较、及基于比较识别输出变换器。
[0022]计算机程序产品还可包括使得处理器将响应信号记录在存储器单元中的计算机可读指令。
[0023]在此所述的实施例可有利地使能在听力仪器中原位识别输出变换器，相较现有技术耗用更少的时间，及相较现有技术需要小得多的处理功率。
[0024]在本说明书中，“听力仪器”指适于改善、增强和/或保护用户的听觉能力的装置如助听器、听音装置或有源耳朵保护装置，其通过从用户环境接收声信号、产生对应的音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵而实现。“听力仪器”还指适于以电子方式接收音频信号、可能修改该音频信号、及将可能已修改的音频信号作为听得见的信号提供给用户的至少一只耳朵的装置如头戴式耳机或耳麦。前述听得见的信号例如可以下述形式提供:辐射到用户外耳内的声信号、作为机械振动通过用户头部的骨结构和/或通过中耳的部分传到用户内耳的声信号。
[0025]听力仪器可构造成以任何已知的方式进行佩戴，如安排在耳后的单元，具有将空气传播的声信号导入耳道内的管或具有安排成靠近耳道或位于耳道中的扬声器；整个或部分安排在耳廓和/或耳道中的单元；连到植入颅骨内的固定装置的单元、整个或部分植入的单元等。听力仪器可包括单一单元或几个彼此电子通信的单元。
[0026]更一般地，听力仪器包括用于从用户环境接收声信号并提供对应的输入音频信号的输入变换器和/或以电子方式接收输入音频信号的输入接收器、用于处理输入音频信号的信号处理电路、及用于根据处理后的音频信号将听得见的信号提供给用户的输出装置。一些听力仪器可包括多个输入变换器，例如用于提供随方向而变的音频信号处理。在一些听力仪器中，输入接收器可以是无线接收器。在一些听力仪器中，输入接收器可以是例如用于接收有线信号的输入放大器。在一些听力仪器中，放大器可构成信号处理电路。在一些听力仪器中，输出装置可包括输出变换器，例如用于提供空传声信号的扬声器或用于提供结构传播的或液体传播的声信号的振动器。在一些听力仪器中，输出装置可包括一个或多个用于提供电信号的输出电极。
[0027]在一些听力仪器中，振动器可适于提供经皮或由皮传给颅骨的结构传播的声信号。在一些听力仪器中，振动器可植入在中耳和/或内耳中。在一些听力仪器中，振动器可适于将结构传播的声信号提供给中耳骨和/或耳蜗。在一些听力仪器中，振动器可适于例如通过卵圆窗将液体传播的声信号提供在耳蜗液体中。在一些听力仪器中，输出电极可植入在耳蜗中或植入在颅骨内侧上，并可适于将电信号提供给耳蜗的毛细胞、一个或多个听觉神经、和/或听觉皮层。
[0028]“听力系统”指包括一个或两个听力仪器的系统，及“双耳听力系统”指包括两个听力仪器并适于协同地向用户的两只耳朵提供听得见的信号的系统。听力系统或双耳听力系统还可包括“辅助装置”，其与听力仪器通信并影响和/或受益于听力仪器的功能。辅助装置例如可以是遥控器、远程传声器、音频网关设备、移动电话(如智能电话)、广播系统、汽车音频系统或音乐播放器。听力仪器、听力系统或双耳听力系统可用于补偿听力受损人员的听觉能力损失、增强或保护正常听力人员的听觉能力和/或将电子音频信号传给人。
[0029]除非明确指出，在此所用的单数形式的含义均包括复数形式(即具有“至少一”的意思)。应当进一步理解，说明书中使用的术语“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。应当理解，除非明确指出，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以是直接连接或耦合到其他元件，也可以存在中间插入元件。如在此所用的术语“和/或”包括一个或多个列举的相关项目的任何及所有组合。除非明确指出，在此公开的任何方法的步骤不必须精确按所公开的顺序执行。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]本发明的上述和/或另外的目标、特征和优点将通过下面结合附图对本发明的实施例的说明性和非限制性详细描述进一步阐明。
[0031]图1示出了根据一实施例的示例性听力仪器。
[0032]图2示出了根据一实施例的用于识别听力仪器的输出变换器的示例性方法的流程图。
[0033]图3示出了根据一实施例的示例性系统芯片的简化框图。
[0034]图4示出了基于线性反馈移位寄存器(LFSR)产生伪随机信号的示例性(现有技术)电路。
【具体实施方式】
[0035]下面的描述参考附图进行，其仅举例说明怎样实施本发明。
[0036]图1示出了根据一实施例的示例性听力仪器100。听力仪器100包括输出变换器102、信号处理单元(例如实施为系统芯片(SOC)，该信号处理单元在下面记为SOC) 104、下拉电阻器106、和切换单元108。在多个不同实施例中，听力仪器100还可包括传声器(未示出)。听力仪器100可配置成放大和调节传声器拾取的声音信号，并通过输出变换器102将放大和调节后的声音信号呈现给佩戴者。
[0037]输出变换器102可以是将电信号转换为声信号(或用户感知为声信号的信号或刺激)的任何装置。输出变换器102包括驱动器，如电磁或压电驱动器，以将电信号转换为声信号。输出变换器102可以是具有扬声器纸盆或膜片的扬声器。扬声器将声波投射到佩戴者的耳道内。作为备选，输出变换器102可以是骨导装置。该骨导装置将电信号通过驱动器转换为机械振动。该骨导装置使驱动器产生的机械振动直接连到颅骨上，如颞部骨或脸颊骨。
[0038]基于佩戴者的听力损失的严重性，听力仪器100可包括不同类型的输出变换器102。例如，输出变换器102可以是标准变换器(S-接收器)、中等功率变换器(M-接收器)、或功率变换器(P-接收器)，分别指示标准功率输出、中等功率输出和高功率输出。标准变换器可由遭受轻微听力损失的佩戴者使用。中等功率变换器可由遭受中等到高听力损失的佩戴者使用。功率变换器可由遭受严重听力损失的佩戴者使用。
[0039]S0C104配置成执行听力仪器100的信号处理，及提供听力仪器100的各个元件彼此的接口连接和听力仪器100与外部装置例如但不限于编程和配置系统、电话接收器和广播系统(例如，经T-环或其它近场磁感应通信链路，或Bluetooth?链路等)等的接口连接。S0C104可在助听模式或变换器识别模式下运行。示例性的S0C104结合图3进行描述。
[0040]在助听模式下，S0C104可配置成用作听力仪器，即接收传声器(未示出)拾取的信号、放大、滤波和/或修改所接收的信号、及用修改后的信号驱动输出变换器102。S0C104将传声器拾取的声信号转换为电信号。之后，S0C104放大、滤波和/或修改电信号。S0C104可配置成基于佩戴者的听力损失的严重性及听力仪器100的输出变换器102的类型进行电信号的放大和/或其它修改。例如，对于轻微听力损失，S0C104可配置成用标准增益放大电信号；对于中等听力损失，S0C104可配置成用中等增益放大电信号；而对于严重听力损失，S0C104可配置成用高增益放大电信号。S0C104的增益可以随频率而变及编程为保存在S0C104芯片上的一个或多个增益图。S0C104的增益图可基于能够在听力仪器100中使用的输出变换器102的多种不同类型进行设计。例如，对于S-接收器、M-接收器和P-接收器，S0C104可具有不同的增益图。此外，对于单一类型的输出变换器，S0C104可具有多个不同的增益图。例如，基于佩戴者的听力损失的严重性，S0C104对P-接收器可具有多个增益图。这样的多个增益图使听力仪器100能精细调谐而最有利于听力仪器100的佩戴者。
[0041]在变换器识别模式下，S0C104可配置成检测连接到S0C104的输出变换器102。S0C104可配置成将伪随机信号施加到输出变换器102。S0C104可使用线性反馈移位寄存器(LFSR)产生伪随机信号。使用线性反馈移位寄存器产生伪随机位序列在本领域众所周知(例如参见图4)。线性反馈移位寄存器通常包括移位寄存器，其中部分或所有移位寄存器单元的内容彼此组合，例如使用异或(XOR)运算，并用作移位寄存器的输入。当线性反馈移位寄存器时钟同步时，输出反复遍历伪随机位序列。伪随机信号的长度可根据要识别的输出变换器的不同类型进行选择。在实施例中，长度为5的移位寄存器用于产生伪随机信号，并执行移位寄存器的16移位。在一些实施例中，S0C104可使用数模转换器(DAC)将伪随机位序列或伪随机信号转换为模拟伪随机信号并将模拟伪随机信号施加到放大器如D类放大器。在一些实施例中，S0C104可将线性反馈移位寄存器信号产生的伪随机位序列直接转换为给输出变换器的对应输出电压电平，如经放大器。之后，S0C104可通过S0C104的PWM输出引脚中的任何引脚将放大的模拟伪随机信号施加到输出变换器102。S0C104可将单一伪随机信号施加到输出变换器102、可将单一伪随机信号的多个样本(instance)以确定的时间间隔施加到输出变换器102、或可将多个截然不同的伪随机信号以确定的时间间隔施加到输出变换器102。施加到输出变换器102的伪随机信号优选进行选择，使得其包括具有宽频带的频率。因而，不同类型的输出变换器102的阻抗的随频率而变的差将在响应信号中反映出来。
[0042]在变换器识别模式下，S0C104也可配置成接收指示输出变换器102的阻抗的响应信号以用于输出变换器检测。S0C104可在S0C104的ADC输入引脚处接收响应信号。S0C104可配置成在S0C104已将伪随机信号施加到输出变换器102之后在确定的时间间隔内接收响应信号。确定的用于接收响应信号的时间间隔可基于多个不同输出变换器的典型脉冲响应衰变。之后，S0C104可使响应信号数字化。S0C104可用与伪随机信号一样的时间分辨率或更精细的时间分辨率数字化响应信号。因此，S0C104获得至少具有与所施加的伪随机信号一样长度的数字响应信号。换言之，如果S0C104已传输N样本伪随机信号,则S0C104可配置成对响应信号的N个以上样本执行数字化。时间分辨率和位分辨率可根据要识别的输出变换器的不同类型进行选择。在实施例中，接收和记录16个样本。作为备选，伪随机噪声(PN)序列可具有任何长度，但应最小化以减少用户的不舒适，例如32位或更小,或128位或更小。
[0043]在变换器识别模式下，S0C104进一步配置成计算响应信号和伪随机信号的互相关。S0C104配置成对数字响应信号和所施加的伪随机信号执行互相关。在一实施例中，S0C104可配置成将互相关计算为数字响应信号和伪随机信号的乘积和。换言之，S0C104可使数字响应信号的各个位与伪随机信号的对应位相乘，并计算所得位的和以获得互相关。S0C104可执行数字响应信号与伪随机信号的每一位的乘积和。互相关结果-时间位移曲线产生输出变换器102的脉冲响应的实质上准确的逼近。
[0044]在变换器识别模式下，S0C104进一步配置成计算所计算的互相关的傅里叶变换。S0C104可使用快速傅里叶变换(FFT)算法计算傅里叶变换。S0C104可使用任何已知的FFT算法，例如但不限于Cooley-Tukey FFT算法、素因子FFT算法、Bruun FFT算法、Rader FFT算法、Bluestein FFT算法等。所计算的互相关的FFT (其因而为输出变换器102的脉冲响应的逼近)产生输出变换器102的频率响应。输出变换器102的频率响应代表输出变换器102在不同频率区间(frequency bin)的阻抗曲线。
[0045]根据输出变换器的构造，不同输出变换器的频率响应可能不同。频率响应可由输出变换器在不同频率下的性态指示。输出变换器的阻抗因而频率响应可取决于下述因素，例如驱动器线圈的结构、输出变换器中使用的磁体的类型、压电驱动器的尺寸等。多种不同类型的输出变换器如S-接收器、M-接收器和P-接收器的频率响应例如可通过先前的测试、结构细节的知识、先前的模拟或测量等知道。多种不同的输出变换器的频率响应可保存为参考模型。S0C104可配置成将参考模型保存在机载存储器内。
[0046]在变换器识别模式下，S0C104将所计算的FFT与参考模型进行比较并基于比较识别输出变换器102。所计算的FFT和特定输出变换器的参考模型之间的最接近的匹配导致输出变换器102的肯定识别(例如使用基于最小均方误差的判定条件)。例如，如果S0C104确定所计算的FFT与P-接收器的参考模型最佳或最接近地匹配，S0C104指明该输出变换器102为P-接收器。在进行前述比较时，S0C104将输出变换器102的频率响应(其为响应信号与伪随机信号的互相关的FFT)与已知输出变换器的频率响应进行比较。S0C104也可配置成基于识别产生指明所连接的输出变换器的类型的电信号。在一些实施例中，电信号可使得听力仪器100产生振动、可听信号和可见信号中的一个或多个。优选地，听力仪器本身(或单独装置如智能电话的遥控应用)因而可指示输出变换器的识别结果。在实施例中，信号处理单元如SOC可配置成将识别结果(或测得的频率响应)例如经程序接口(或另一有线或无线接口)传给另一装置(如验配系统或遥控装置，例如智能电话)，以在该另一装置处或由该另一装置进行呈现、保存和/或进一步处理。
[0047]为使S0C104在变换器识别模式下运行，听力仪器100包括检测电阻器106和切换单元108。检测电阻器106可以是具有精确已知电阻值并对听力仪器100的热和电条件的变化具有低灵敏度的电阻器。检测电阻器106的精确已知值帮助ADC输入处的信号的准确数字化。检测电阻器的第一引线电连接到S0C104的ADC的输入，及检测电阻器的第二引线电连接到S0C104的接地端，例如经开关(未示出)。
[0048]切换单元108包括开关SWl和SW2。切换单元108的开关SWl配置成使输出变换器102的负引线与S0C104的负工作引脚(PWM 0UT2)断开连接。切换单元108的开关SWl还配置成使S0C104的负工作引脚(PWM 0UT2)处于高阻抗状态。换言之，开关SWl能够使S0C104的PWM 0UT2引脚浮动。切换单元108的开关SW2配置成将输出变换器102的负引线连接到ADC的输入，及连接到检测电阻器106的第一引线，其也电连接到ADC的输入。在助听模式下，切换单元108闭合开关SWl及断开开关SW2。在变换器识别模式下，切换单元108断开开关SWl及闭合开关SW2。尽管在图1中示出了分离的开关SWl和SW2，应意识到，可实施任何其它开关安排以与切换单元108的开关SWl和SW2具有一样的功能。切换单元108可以是具有机械开关或跳接器的机械启动的切换机构，或者可以是具有例如继电器、晶体管开关等的电子启动的切换电路。在一实施例中，切换单元108可配置成由S0C104控制。
[0049]图2示出了根据一实施例的用于识别听力仪器的输出变换器的示例性方法的流程图。
[0050]在步骤202，S0C104将伪随机信号施加到输出变换器102。在多个不同的实施例中，S0C104可将多个伪随机信号施加到输出变换器102。S0C104可将同一伪随机信号的多个样本施加到输出变换器102。作为备选，S0C104可将伪随机信号的不同循环移位的版本施加到输出变换器102。在S0C104施加多个伪随机信号的实施例中，S0C104可在确定的时间间隔后施加连续的伪随机信号。确定的时间间隔可基于输出变换器102的脉冲响应实质上衰变的预期持续时间。伪随机信号优选以相当低的振幅施加到输出变换器102以减少用户的不舒适并避免损伤用户的听力。
[0051]在步骤204，S0C104接收指示输出变换器102的阻抗的响应信号。S0C104可将响应信号记录或保存在听力仪器100的机载存储器中。在S0C104施加多个伪随机信号的实施例中，S0C104接收多个响应信号，每一响应信号对应于各个伪随机信号。S0C104可将响应信号记录或保存在听力仪器100的机载存储器中。[0052]在步骤206，S0C104计算响应信号和伪随机信号的互相关。响应信号和伪随机信号的互相关产生输出变换器102的脉冲响应的实质上准确的逼近。在S0C104施加多个不同伪随机信号因而接收多个响应信号的实施例中，S0C104可选择多个响应信号之一及对应的伪随机信号计算互相关。作为备选，S0C104可计算每一对伪随机信号和对应响应信号的互相关以获得多个互相关。在另一这样的实施例中，S0C104施加同一伪随机信号的多个样本，S0C104可首先将响应信号计算为多个响应信号的平均值。之后，S0C104可计算所计算的响应信号的互相关。在实施例中，四个甚或更多个响应被接收并用于计算一个或多个互相关。
[0053]在步骤208，S0C104计算所计算的互相关的傅里叶变换。在多个不同实施例中，S0C104可使用FFT算法计算傅里叶变换。计算所计算的互相关的傅里叶变换(其因而为输出变换器102的脉冲响应)产生输出变换器102的频率响应。在S0C104施加多个不同的伪随机信号并计算多个互相关的实施例中，S0C104可计算多个互相关中的每一互相关的傅里叶变换，然后计算多个傅里叶变换的平均值以获得平均频率响应从而与参考模型比较。如果同一伪随机信号的多个样本施加到输出变换器，及如果互相关的记录长度比输出变换器的脉冲响应长，则必须进行所记录的互相关-时间的适当“切割”。优选地，选择脉冲响应被
切割的比例以实现在互相关主1b (或峰值)之前和之后的样本比为/札当然取整为整
数。这样，在主1b之后的位比之前的多。
[0054]在步骤210，S0C104将所计算的傅里叶变换与一个或多个参考模型进行比较。听力仪器100可使参考模型保存在机载存储器上。参考模型表示已知输出变换器的频率响应即阻抗-频率特性。
[0055]在步骤212，S0C104基于比较识别输出变换器。S0C104可基于所计算的傅里叶变换和特定参考模型之间的接近匹配指明输出变换器。多种方法可用于将频率响应与参考值进行比较。一种这样的方法·例如是选择具有频率响应对参考值的最小均方误差的方法。
[0056]图3示出了根据一实施例的示例性信号处理单元如系统芯片形式(SOC) 104的简化框图。S0C104包括处理器302、只读存储器(R0M)304、随机存取存储器(RAM)306、模数转换器(ADC) 308、数模转换器(DAC) 310、驱动器电路312、及测试和程序接口 314。
[0057]处理器302配置成执行计算机程序代码的计算机可执行指令。处理器302配置成执行操作如信号处理、降噪、滤波、产生伪随机信号、计算互相关、使用FFT算法计算傅里叶变换、比较参考模型和所计算的FFT、及控制听力仪器100的运行。处理器302可包括算术逻辑单元(ALU)和控制单元(⑶)。处理器302可以是精简指令集计算(RISC)处理器或复杂指令集计算(CISC)处理器。示例性的处理器包括但不限于ARM? Holdings的Cortex?芯、Texas Instruments? 的 Keystone? 数字信号处理器、Texas Instruments 的 0ΜΑΡ? 处
理器、专门执行助听器中的信号处理的专用处理器等。处理器302执行例如保存在R0M304或RAM306中的计算机可读代码的计算机可执行指令。
[0058]R0M304配置成保存计算机可读代码，包括处理器302可执行的计算机可执行指令。R0M304还配置成保存已知输出变换器的参考模型。R0M304可以是已知固态存储器之一，如可编程ROM (PR0M)、可擦除可编程ROM (EPROM)、电可擦除可编程ROM (EEPROM)、闪光ROM等。R0M304可通过测试和程序接口 314进行编程。[0059]RAM306例如为高速易失性半导体存储器。RAM306暂时保存计算机可读代码以由处理器302快速访问。在听力仪器100启动时，处理器302可响应于引导信号，其中保存在R0M304中的计算机可读程序代码复制到RAM306。此外，RAM306也可配置成保存或记录响应信号。RAM306可以是静态RAM (SRAM)或动态RAM (DRAM)0此外，RAM306可以是单一数据速率(SDR) RAM，配置成每时钟周期仅执行读或写操作一次；或为双数据速率(DDR) RAM,配置成每时钟周期执行读或写操作两次。
[0060]听力仪器如信号处理单元还可包括非易失性可写存储器，以使数据记录能被保存并在随后的时间点被听力仪器依赖和/或传给另一装置，如验配系统或编程装置或遥控装置,例如经程序接口 314。
[0061]ADC308配置成对施加到S0C104的ADC输入引脚的模拟信号执行模数转换，并将数字信号提供给S0C104的其它元件。ADC308可以是下述之一:直接转换ADC、连续逼近ADC、Σ-AADC、跃升式(ramp)比较ADC、Δ编码的ADC等。其它类型的ADC实施也可在S0C104中米用。
[0062]DAC310配置成对数字信号执行数模转换以施加到模拟外部电路，如输出变换器102。例如，DAC310可将处理器302产生的数字伪随机信号转换为模拟信号以施加到输出变换器102。在多个不同的实施例中，DAC310可向驱动器电路312提供模拟信号以驱动输出变换器102。
[0063]驱动器电路312配置成放大S0C104处理的信号以进行外部传输。之后，驱动器电路312将放大的信号提供给输出变换器102。驱动器电路312可包括D类放大器，也称为转接放大器。
[0064]测试和程序接口 314可用于使S0C104与外部测试设备接口连接以测试听力仪器100，或与外部芯片编程装置接口连接以对S0C104进行编程。测试和程序接口 314可以是已知的接口如联合测试行动小组(JTAG)接口、或I2C接口、串行端口等。
[0065]图4示出了基于线性反馈移位寄存器(LFSR)产生伪随机信号的已知电路的例子。该功能例如可实施为数字电路或软件(如信号处理单元例如SOC的一部分)。方块(“I”)表示寄存器本身，I定义每一相应寄存器单元的当前状态。在寄存器初始化时，其包含所有“I”(在所示例子中)；然而，其可以是除所有“O”之外的任何状态。
[0066]反馈通过提取寄存器中的部分状态并对它们进行异或加进行。反馈为来自XOR运算的结果。最后XOR单元(记为“X+”)的输出馈入寄存器的第一位(信号FBit)。每一寄存器长度(因而及序列长度)的相应生成多项式例如可从数字通信的课本得到，例如“Proakis, John G., Digital Communications, Third edition, New York,McGrawHill, 1995”。最后的移位寄存器单元的输出表示伪随机序列(信号PNseq)。
[0067]LSFR的时钟源为模/数转换器的字时钟，这样，对每一输入样本产生输出位。这对提供正确的计时很重要。
[0068]为将伪随机噪声(PN)驱动到输出，I和O可映射到PWM级的数字电平，如0x00000000 和 0x00100000。
[0069]根据本发明的测量输出变换器的阻抗的方法也可用于检测输出变换器本身中的机械损伤。因机械冲击引起的损伤对膜悬置有影响，因为这使其更软或使其完全撕掉。这导致输出变换器谐振频率附近的阻抗出现可测量的变化。[0070]在3_4kHz之间时，受损和未受损输出变换器的阻抗之间的差可清楚地认识到，并可展现15%或以上的峰值总谐波失真(THD)。
[0071]换言之，根据输出变换器的类型，机械损伤将导致某一频率范围中的阻抗变化。该频率范围和阻抗变化的数量级优选针对每一扬声器类型进行评估，因为机械结构不一样。该特征也可应用于BTE和ITE式样，因为它们也可能掉到地板上。
[0072]在实施例中，输出变换器类型通过根据本发明的阻抗测量进行识别。如果听力仪器检测到阻抗度量与预期值有偏差，由听力仪器提供该事实的指示。
[0073]在实施例中，包括阻抗测量的听力仪器自诊断根据听力仪器和/或根据用户要求在每一功率时进行。优选地，阻抗度量与预期值的偏差(如大于阈值)触发听力仪器的指示，和/或在听力仪器连接到验配系统时触发验配软件中的指示(以提示听觉病矫治专家对输出变换器进行验证测量)。
[0074]在特定实施例中，输出变换器类型通过根据本发明的阻抗测量结合专用于给定输出变换器类型的ID电阻器的电阻测量进行识别。在该实施例中，电阻器测量(例如参见W02009065742A1)可用于识别接收器的类型，而输出变换器测量可用于检测与标准阻抗的偏差，其可能因损伤引起，因而导致输出变换器的变化。
[0075]尽管一些实施例已进行详细描述和图示，本发明不限于这些实施例，而是可以权利要求主题范围内的其它方式体现。具体地，应当理解，可使用其它实施方式，及在不背离本发明范围的基础上可进行结构和功能修改。
[0076]在列举几个装置的设备权利要求中，这些装置中的几个可由一个及同样项目的硬件实施。某些措施在相互不同的从属权利要求中引用或在不同实施例中描述的事实并不意味着这些措施的组合不可有利地使用。
[0077]应当强调的是，本说明书中使用的术语“包括/包含”意指所述特征、整数、步骤或元件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、元件或其组合的存在或增加。
【权利要求】
1.用于识别听力仪器的输出变换器的方法，所述方法包括: -将伪随机信号施加到输出变换器； -接收指示所述输出变换器的阻抗的响应信号； -计算所述响应信号和所述伪随机信号的互相关； -计算所计算的互相关的傅里叶变换； -将所计算的傅里叶变换与一个或多个参考模型进行比较；及 -基于所述比较识别输出变换器。
2.根据权利要求1的方法，其中所述输出变换器为耳内接收器RITE型输出变换器。
3.根据权利要求1的方法，还包括: -使用线性反馈移位寄存器产生所述伪随机信号。
4.根据权利要求1的方法，还包括: -将多个伪随机信号施加到所述输出变换器； -接收对应于所述多个伪随机信号的多个响应信号；及 -选择所述多个响应信号之一及所述伪随机信号中的对应伪随机信号用于计算所述互相关。`
5.根据权利要求1的方法，还包括: -将伪随机信号的多个样本施加到输出变换器； -接收对应于所述伪随机信号的所述多个样本的多个响应信号；及 -将响应信号计算为所述多个响应信号的平均值。
6.根据权利要求1的方法，还包括: -将所述响应信号记录在听力仪器中。
7.根据权利要求1的方法，其中所述一个或多个参考模型包括一个或多个已知输出变换器的阻抗-频率特性。
8.一种听力仪器，包括: -输出变换器；及 -信号处理单元，配置成: 〇将伪随机信号施加到输出变换器； O接收指示所述输出变换器的阻抗的响应信号； 〇计算所述响应信号和所述伪随机信号的互相关； O计算所计算的互相关的傅里叶变换； O将所计算的傅里叶变换与一个或多个参考模型进行比较；及 〇基于所述比较识别输出变换器。
9.根据权利要求8的听力仪器，其中所述听力仪器为耳内接收器RITE型仪器。
10.根据权利要求8的听力仪器，其中所述信号处理单元还包括线性反馈移位寄存器以产生所述伪随机信号。
11.根据权利要求8的听力仪器，其中所述信号处理单元还配置成: -将多个伪随机信号施加到所述输出变换器； -接收对应于所述多个伪随机信号的多个响应信号；及 -选择所述多个响应信号之一及所述伪随机信号中的对应伪随机信号用于计算所述互相关。
12.根据权利要求8的听力仪器，其中所述信号处理单元还配置成: -将伪随机信号的多个样本施加到输出变换器； -接收对应于所述伪随机信号的所述多个样本的多个响应信号；及 -将响应信号计算为所述多个响应信号的平均值。
13.根据权利要求8的听力仪器，还包括存储器单元，配置成: -记录所述响应信号；及 -保存所述一个或多个参考模型。
14.根据权利要求8的听力仪器，还包括: -模数转换器； -具有第一引线和第二引线的检测电阻器，其中所述第一引线电连接到所述模数转换器的输入，及所述第二引线电连接到所述信号处理单元的接地端；及-切换单元，配置成: 〇使所述输出变换器的负引线与所述信号处理单元的负工作输出引脚断开连接； 〇使所述信号处理单元的负工作输出引脚处于高阻抗状态；及〇将所述输出变换器的负引线连接到所述模数转换器的输入及所述检测电阻器的所述第一引线。
15.根据权利要求8的听力仪器，`还包括变换器识别输出，配置成基于所述识别产生指示所连接的输出变换器的类型的可听信号、可见信号或电信号中的一个或多个。
16.根据权利要求8的听力仪器，还包括使能开始所述输出变换器的识别和/或呈现所述输出变换器的识别结果的用户接口。
17.根据权利要求16的听力仪器，其中所述用户接口实施在遥控装置或智能电话上。
18.根据权利要求8的听力仪器，其中所述输出变换器或用于将所述输出变换器连接到所述信号处理单元的电缆或连接器包括具有指示所述输出变换器的类型的电阻的识别电阻器，及其中所述听力仪器配置成测量所述电阻并将其与指示输出变换器的相应不同类型的多个预定电阻进行比较及基于比较识别当前连接到听力仪器的输出变换器的类型。
19.根据权利要求8的听力仪器，配置成进行自诊断，包括根据听力仪器和/或根据用户要求在每一功率下进行输出变换器的识别。
20.根据权利要求8的听力仪器，配置成基于所计算的傅里叶变换与一个或多个参考模型的比较而检测所述输出变换器中的机械损伤。
【文档编号】H04R25/00GK103874001SQ201310695763
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2012年12月17日
【发明者】I·伽特勒 申请人:伯纳方股份公司