5.3.3　壓縮技術(shù)特性

1.靜態(tài)壓縮特性

靜態(tài)壓縮特性是指與時間無關(guān)的參數(shù)，即壓縮閾值、壓縮范圍、壓縮比率,這些參數(shù)可體現(xiàn)在輸入-輸出曲線和輸入-增益曲線中。

（1）增益

由于增益隨著輸入聲強度的變化而變化,為避免電路飽和,一般以50dBSPL輸入聲壓級來測量增益。為了更好地描述壓縮電路的增益特性,ANSI 1987使用輸入-輸出曲線,ANSI1992及IEC1182使用一組在不同聲壓級下測得的增益頻響曲線。

（2）壓縮閾值

壓縮閾值(CK)是指助聽器從線性放大剛轉(zhuǎn)入壓縮放大時的輸入聲壓級,稱為“拐點”。

（3）壓縮范圍

壓縮發(fā)生的輸入范圍稱為壓縮范圍,即壓縮上限減去壓縮閾值。

（4）壓縮比率

在壓縮狀態(tài)下,壓縮比率(CR)=Δ輸入聲壓級/Δ輸出聲壓級。

2.動態(tài)壓縮特性

壓縮電路通過反饋環(huán)路來監(jiān)測信號的電壓或電流,判別信號是否超過壓縮閾值,從而決定助聽器是否應進入壓縮放大狀態(tài)。

壓縮電路工作狀態(tài)的啟動與恢復都需要時間,稱為啟動時間與恢復時間。

（1）啟動時間

啟動時間也稱上升時間,IEC118 2中定義為：當輸入信號聲壓級突然增加到所規(guī)定的分貝數(shù)的瞬間,到助聽器輸出聲壓穩(wěn)定在已提高后的穩(wěn)態(tài)聲壓級,其偏差在±2dB內(nèi)的瞬間的時間間隔。它反映了壓縮電路對信號強度增加的反應速度。

（2）恢復時間

在IEC118 2中，將恢復時間定義為：當輸入信號從規(guī)定的聲壓級突然降低到較低聲壓級的瞬間,到助聽器輸出聲壓再次穩(wěn)定到較低的穩(wěn)態(tài)聲壓級,其偏差在±2dB內(nèi)的瞬間的時間間隔。它反映了壓縮電路對信號強度降低的反應速度。

（3）壓縮啟動時間與恢復時間的設(shè)定

如何設(shè)定啟動時間與恢復時間,一直是聽力學研究人員與助聽器廠家所探討的問題。經(jīng)過長時間的研究,大多數(shù)學者認為短的啟動時間（5～10ms的啟動時間）是一個較佳的選擇。

然而恢復時間長短的優(yōu)劣,加上信號的千變?nèi)f化,目前尚無一種最佳的選擇。下面進行詳細討論。

1）長恢復時間

當音節(jié)中包含一個元音和一個輔音,同時元音與輔音的時間間隔很短,只有幾十毫秒時，因元音的聲壓級較高,輔音的聲壓級較低,壓縮助聽器對元音起壓縮放大作用。如果恢復時間大于元音與輔音的時間間隔,則對輔音仍采用壓縮放大,那就會導致放大后的輔音無法聽見,從而導致言語分辨率的下降,比線性放大助聽器還差。而采用短恢復時間,壓縮助聽器對元音采取壓縮放大,對輔音采取線性放大,因線性放大的放大倍數(shù)較高,元音與輔音均能聽得清楚,言語分辨率得以提高。但是,壓縮助聽器輸出的元音與輔音聲壓級差值較原信號輸入時小,有可能導致某些言語聲的可懂度下降。長恢復時間適用于短時程、高強度信號,一般大于50ms。

2）短恢復時間

當音節(jié)間隔時間較長時,壓縮助聽器對元音壓縮放大后,很快恢復為線性放大狀態(tài)。一般來講,此時的增益較線性放大助聽器為大,那么原來聽不到的音節(jié)間的語音基底信號,恰好被聽到,感覺像呼吸聲或噪聲等。解決的辦法有兩種：一是降低總體增益,二是增加恢復時間。臨床上,一般助聽器的啟動時間與恢復時間不可調(diào),那只有降低總體增益。短恢復時間適用于長時程、中等強度信號,一般小于50ms。

3）自適應恢復時間

因恢復時間的長短在各種環(huán)境下各有優(yōu)缺點,為了求得更佳的壓縮效果,自適應恢復時間隨之誕生了。它的恢復時間隨輸入信號強度、時程的變化而變化。日常生活中多數(shù)聲信號需要長恢復時間。

3.有效壓縮比率

影響有效壓縮比率的因素很多,如線性放大區(qū)域的增益、輸入信號中的峰 谷比、輸入信號的平均聲壓級、啟動時間與恢復時間、峰信號的間隔等。靜態(tài)壓縮比的測試是以純音信號為基礎(chǔ)的,純音信號是一種穩(wěn)定的信號,但言語信號與純音信號不同,在強度上有波動起伏,所以在現(xiàn)實生活中不一定都能體現(xiàn)靜態(tài)壓縮所顯示的增益的改變。一般來講，對言語信號產(chǎn)生的壓縮比會小于按照純音信號定義產(chǎn)生的壓縮比。這使得有效壓縮比率與靜態(tài)壓縮比率不同,即便是自適應恢復時間的壓縮電路也如此。市場調(diào)查表明,自適應恢復時間的有效壓縮比率接近于1。這與日常生活中多數(shù)聲信號需要長恢復時間有關(guān)。

4.峰值探測與平均探測

聲信號經(jīng)平均探測器與峰值探測器處理后的比較所有的壓縮系統(tǒng)都需要有強度探測器,一般有峰值探測和平均探測等方法,用于探測聆聽者周圍的環(huán)境聲并調(diào)整系統(tǒng)的增益。強度探測電路一般通過測試變化的電壓來改變增益,它通常包括信號整流及平滑。系統(tǒng)的起效和恢復時間與這種平滑有關(guān)。上面講的啟動時間與恢復時間的探測器均是峰值探測器,啟動時間與恢復時間是根據(jù)信號的峰值作出反應的?，F(xiàn)在部分助聽器使用了平均探測器,它是對信號幅值的均方根值作出反應。使用峰值探測的壓縮放大電路,由于對起伏比較大的信號(如言語信號),增益變化很快,因而經(jīng)峰值探測壓縮放大后的輸出信號起伏就較小，增加了信號的失真。而使用平均探測的壓縮電路,由于對起伏比較大的信號(如言語信號),增益變化較慢,因而經(jīng)平均探測壓縮放大后的輸出信號起伏就較大,與輸入聲信號類似,從而有利于言語理解能力的提高。在平均探測電路中,有探測到信號的均方根值所產(chǎn)生的控制電壓,它是通過阻容低通濾波器探測到的電壓來完成。它的起效和釋放時間并不彼此獨立,與平滑電路的部分參數(shù)有關(guān)。

迄今為止，平均探測在壓縮電路中是一種較好的探測方式。