Brevet FR2527925A1 — publié le 19831209

RÉPUBLIQUE FRAN AISE INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE PARIS 0 N de publication: (A n'utiliser que pour les commandes de reproduction). 2 527 925 A 1 DEMANDE DE BREVET DINVENTION N 82 09888 (i Prothèse auditive à signal de sortie contrôle. ( 51) Classification internationale (Int Cl 3) A 61 F 11/04. Date de dépôt Priorité revendiquée: 7 juin 1982. Date de la mise à la disposition du public de la demande B O P I " Listes " n 49 du 9-12-1983. Q 1) Déposant: UTZMANN René FR. Y) Invention de: René Utzmann. Titulaire: Mandataire: Cabinet Michel Rataboul, 69, rue de Richelieu, 75002 Paris. Vente des fascicules à l'IMPRIMERIE NATIONALE, 27 rue de la Convention 75732 PARIS CEDEX 15 D PROTHESE AUDITIVE A SIGNAL DE SORTIE CONTROLE La présente invention concerne les prothèses auditives et a pour objet des perfectionnements grâce auxquels l'usager est mieux protégé contre l'agression née de-bruits excessifs qu'avec les dispositifs connus. Une prothèse comprend une alimentation électrique, un micro délivrant un signal électrique dit "d'entrée", un en- semble de circuits (d'amplification, de réglage, de filtrage, etc) et un écouteur recevant un signal électrique dit "de sortie" pour le traduire en sons. Par des réglages effectués d'une part lors du montage et d'autre part ad libitum par l'usager, on fait en sorte que la prothèse soit efficace pour des valeurs moyennes des sons à capter. Lorsque des sons forts ou même des bruits violents se superposent aux sons voisins de la valeur moyenne (ou "seuil"), ils sont amplifiés au même titre que les autres et créent par- fois un véritable traumatisme auditif. Pour éviter cela, on a imaginé d'inclure dans l'ensemble de circuits, un circuit dit "de compression" qui est essentiel- lement un amplificateur utilisant un contrôle automatique du gain pour réaliser une relation fonctionnelle non linéaire en- tre le gain et l'amplitude du signal, afin d'obtenir à la sor- tie, une dynamique moins grande qu'à l'entrée, d'o l'expres- sion "compression de la dynamique". La présente invention se différencie tout à fait d'un tel circuit de compression, tant par ses composants que par ses effets sur l'usager, car elle prend en compte non plus la valeur absolue du signal d'entrée mais ses variations. A cette fin, l'invention a pour objet une prothèse audi- tive, du type comprenant une alimentation électrique, un mi- cro délivrant un signal dit "d'entrée", un ensemble de cir- cuits d'amplification, de réglage, de filtrage et analogues, et un écouteur recevant un signal dit "de sortie", caractérisée en ce que l'ensemble comprend des moyens de comparaison entre la variation de la val&e ieelle du siynal d'entrée peû,duant un temps donné et une valeur plafond pré-établie de cette variation, ces moyens étant reliés à l'écouteur afin de le neutraliser et de s'opposer à l'émission du signal de sortie lorsque la variation du signal d'entrée est au moins égale à la valeur plafond de la variation. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de comparaison sont constitués par un amplifica- teur opérationnel dont la borne d'entrée négative est reliée en un point situé à l'aval du circuit du micro par un circuit dérivateur et dont la borne d'entrée positive est reliée à une tension déterminant la valeur plafond, la borne de sortie de cet amplificateur 6 pératlonnel étant reliée à un transistor qui est normalement passant intercalé entre l'alimentation électrique et l'écouteur, et qui est bloqué si et quand l'am- plificateur opérationnel lui délivre une tension, l'écouteur étant par ailleurs connecté à un circuit de modulation du si- gnal de sortie, lequel devient inopérant vis-à-vis de l'écou- teur lorsque celui-ci est mis hors tension par suite du blo- cage du transistor. Selon une variante de réalisation, la tension correspon- dant à la valeur plafond résulte de la connexion à la borne d'entrée positive de l'amplificateur opérationnel d'une ligne sur laquelle est intercalé un potentiométre de réglage par lequel on peut ajuster ladite tension. L'invention sera mieux comprise par la description dé- taillée ci-après faite en référence au dessin annexé Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnésqu'à ti- tre d'exemple indicatif et non limitatif. La figure unique du dessin est un schéma de l'ensemble des circuits d'une prothèse conforme à l'invention. En se reportant au dessin, on voit qu'une prothèse con- forme à l'invention comprend, ainsi que cela est connu, une alimentation électrique 1, un micro 2, un ensemble de circuits 3, un écouteur 4 et un potentiomètre de réglage du niveau so- nore 5 situé entre un pré-amplificateur 6 et un circuit de sortie 7 du type i'push-pu 11 " connecté à des bornes 8 et 9 de l'écouteur 4 par deux lignes 10 et 11. L'écouteur 4 comprend une borne 12 reliée à l'alimen- tation électrique et dite, pour cette raison, "alimentée". q Les deux autres borgnes 8 et 9 sont dites "non alimen- tées" bien qu'elles soient reliées au circuit "push-pull" 7, de sorte que l'écouteur 4 est soumis à une tension modulée en fonction des sons captés par le micro 2. Avec les prothèses connues, la borne 12 de l'écouteur 4 est reliée directement à l'alimentation, de sorte que tous les sons captés, même les bruits brusques et violents, sont amplifiés et transmis à l'oreille de l'utilisateur qui en est très gêné. Selon l'invention, un ensemble intermédiaire est inter- calé entre la sortie du pré-amplificateur 6 et la borne "ali- mentée" 12 afin de tenir compte des variations brusques des sons émis pour en déduire la survenance de bruits et pour éli- miner ces derniers. Pour cela, la prothèse comprend, selon l'invention, un circuit dérivateur 13 relié à la borne d'entrée négative 14 d'un amplificateur opérationnel 15 tandis que la borne d'en- trée positive 16 reçoit une tension déterminant une valeur plafond admissible à la borne 12. La sortie 17 est connectée à la base d'un transistor passant 18 dont l'émetteur est relié à l'alimentation et le collecteur à une ligne 19 aboutissant à la borne 12. Cet amplificateur 15 constitue aussi un monostable grâ- ce à un circuit 20, qui comprend un condensateur 21 et un po- tentiomètre 22, et qui est branché en réaction entre la sor- tie 17 et l'entrée positive 16. La tension appliquée à la borne positive 16 est ajustée au moyen d'un potentiomètre de réglage 23. Le fonctionnement d'une prothèse conforme à l'invention est le suivant: % En temps normal, le transistor 18 est saturé et, donc, passant de sorte que l'écouteur 4 est alimenté, ce qui permet au signal de sortie du circuit push-pull 7 de générer des sons. Lors de la survenance d'une perturbation dont la valeur dépasse celle qui a été établie à l'entrée positive 16, l'am- plificateur 15 fournit une impulsion qui provoque le blocage du transistor 18 La tension n'atteint donc plus la borne 12 et l'écouteur 4 est ainsi neutralisé pendant la: ee l'impulsion. La constante de temps du circuit 20 détermine la durée de cette impulsion et on la règle au moyen du potentiomètre 22. On voit que l'on détecte la dérivée du signal d'entrée, c'est-à-dire sa variation et non sa valeur absolue En consé- quence, la prothèse selon l'invention réagit d'autant plus vite que la perturbation est rapide. Sur la figure 2, on a schématisé la variation d'une ten- sion T, en fonction du temps, lorsqu'une perturbation provo- que sa brusque augmentation. En A, on voit que si l'on n'opère aucune correction, la tension augmente jusqu'à T 1 pendant la durée Dl du bruit puis retrouve sa valeur dès que le bruit cesse Avec des prothèses connues, utilisant en tout et pour tout un circuit de compres- sion, on obtient la situation B: Lorsque le bruit se produit, la tension T atteint brus- quement une valeur T 2 pendant une durée D 2 courte, certes, mais suffisante pour que l'utilisateur ressente un choc audi- tif. Puis, après ce retard, la tension revient à T pour la durée D 3, c'est-à-dire jusqu'à la fin du bruit A ce moment, la tension tombe à T 3 et remonte progressivement jusqu'à T 4 en provoquant un trainage et finalement retrouve sa valeur T. Il se produit donc un retard et du traînage Le retard de ré- action vient du fait que le circuit de compression réagit non pas à la valeur instantanée du signal de sortie mais à une moyenne Ce retard est d'autant plus grand que la période choisie pour minimiser la distorsion est grande. En effet, dès lors que la relation entre le gain d'un amplificateur et l'amplitude du signal est non linéaire, on obtient une distorsion de la forme du signal de sortie et l'on retarde l'action du contrôle automatique de gain en utilisant, pour la contre-réaction, la moyenne, pendant une période dé- terminée, du signal de' sortie redressé: si la période choisie est plus grande que la période du signal à transmettre, là distorsion est effectivement réduite mais au prix d'un retard de réaction. En règle générale, on adopte un compromis en retenant un temps d'attaque relativement court (quelques milli-secondes) et un temps de retour plus long (quelques dizaines, voire quel- ques centaines de milli-secondes). Néanmoins, le temps d'attaque reste trop grand, surtout pour les bruits de fréquences élevées (cliquetis) et la gène qui en résulte pour l'usager est très réelle. Le temps de retour (T 3 à T 4) est relativement long et provoque le traînage qui s'ajoute à la modification du trait phonétique due à la distorsion. Avec l'invention, au contraire, (C) la réaction du cir- cuit est immédiate tant pour la "coupure" de l'écouteur 4 (T 5) dès que le bruit survient que pour la remise en service (T 6) dès que le bruit cesse En effet, ces temps sont ceux du tran- sit dans l'amplificateur 15 et dans le transistor 18 et ils s'évaluent en nanosecondes, ce qui est inférieur au temps de réaction de l'écouteur 4 lui même. L'interruption de l'alimentation de l'écouteur 4 entrai- ne un arrêt de fonctionnement qui revient à protéger l'oreille de l'utilisateur contre des sons, ou des bruits, agressifs et blessants. Naturellement, sauf cas exceptionnel, ces coupures sont très brèves et l'usager n'en a pas conscience En revanche, la physiologie de l'oreille est telle que cette brièveté permet néanmoins, aux organes auditifs, de se reposer de sorte qu'au moment o le son est rétabli ils sont plus efficients et for- ti fi és. On pourrait arbitrairement fixer une fois pour toutes la valeur plafond à laquelle la prothèse réagit Mais, selon les explications données plus haut, cette valeur plafond est avan- tageusement réglable pour permettre l'adaptation de la prothè- se à chaque usager et cela au moyen du potentiomètre 23. En plus des dispositions conformes à l'invention, on peut prévoir un circuit de compression 24 monté en contre-réaction entre la sortie du pré-amplificateur 6 et son entrée négative. Ainsi connecté, en des points 25 et 26, le circuit as- sure une compression de la dynamique sans provoquer les incon- vénients indiqués plus haut En effet, ce circuit 24 est utilisé indépendamment de l'ensemb 7 e de protec 43-4 o 4-itercalé entre la borne 12 et le point d'application 28 du circuit dérivateur 13, ce point 28 étant d'ailleurs électriquement confondu avec le point de branchement 26 du circuit de compression 24.