Die Signalverarbeitung und die Einstellung des Hörgerätes erfolgen ausschließlich digital. Die digitale Technik benutzt Fourierfilter und besitzt in der einfachsten Variante acht Frequenzkanäle, bei denen Amplitude und Phase eingestellt werden können. So ist es möglich, den kombinierten Frequenzgang von Hörverlust, Mikrofon, Lautsprecher und Rückkopplung auszumessen und relativ gut zu kompensieren. 2 Megabyte on chip Flash-Speicher ist Stand der Technik und erlaubt mehrere Hörprogramme sowie komplexe Verarbeitungsalgorithmen. Wie bei analogen Geräten kann die Lautstärke in der Regel manuell verstellt werden.
Hochoptimierte integrierte Schaltkreise in CMOS Technologie und niedrige Betriebsspannungen erlauben lange Batterie-Laufzeiten. Einige digitale Hörgeräte sind mit Funktechnologie ausgestattet, mit der bei einer beidohrigen (binauralen) Versorgung beide Hörgeräte miteinander kommunizieren und sich synchron abstimmen. Somit ist dann sichergestellt, dass beide Geräte immer gleich eingestellt sind, wenn z. B. auf einer Seite das Hörprogramm gewechselt oder die Lautstärke variiert wird. Auch die Steuerung sog. adaptiver Parameter, also Algorithmen zur Erkennung von Störgeräuschen oder die Anpassung der Charakteristik von Richtmikrofonen, wird in beiden Hörsystemen synchronisiert und erhöht damit die Lokalisationsfähigkeit.
Die Leistung der Digitaltechnik steigt stetig, und so werden inzwischen sogenannte nichtlineare Techniken angewendet: Eine Anpassung an das pathologische Lautheitsempfinden des Resthörvermögens wird wie folgt realisiert: Bei einer lauten Umgebung wird die Verstärkung automatisch zurückgefahren („AGC-Schaltung“). Verschiedene Schaltungen überwachen den eingehenden und den aus dem Hörgeräteverstärker ausgehenden Pegel und regeln ab einer gewissen (vom Akustiker einstellbaren) Regelschwelle die Verstärkung oder den Ausgangspegel zurück. Dieses ist erforderlich, da das hörgeschädigte Innenohr fast immer lautheitsempfindlich ist (sog. Recruitment).
Die Rückkopplungs-Kompensation kann sich automatisch einer wechselnden Kopfbedeckung anpassen. Da nicht ermittelt werden kann, ob das Signal, das am Mikrofon ankommt, von einer fremden Schallquelle, oder vom eigenen Lautsprecher stammt, ist es sicher besser anzunehmen, dass ein endlicher Teil vom Lautsprecher stammt.
Um eine Schallquelle zu orten, braucht man mindestens zwei Mikrofone und ermittelt die relative Phase des Schalls. Da eine breitbandige Funkverbindung durch den Kopf des Trägers zu viel Strom kostet, besitzen einige digitale Hörgeräte zwei Mikrofone pro Gerät. Beim menschlichen Ohr führt die Phase zu Interferenzeffekten in der Ohrmuschel und am Kopf. Das Innenohr misst dann nur noch die Amplituden. Bei Hörgeräten geht die Phase nicht verloren, es ist aber zu beachten, das digitale Geräte den Schall erst für ein paar Millisekunden aufzeichnen, dann bearbeiten und danach an das Ohr weiterleiten, d. h. ein gutes digitales Hörgerät sollte eine möglichst geringe Durchlaufverzögerung (wenige Millisekunden) besitzen, um räumliches Hören möglichst zu erhalten. Dies ist bei einer einseitigen Versorgung besonders wichtig. Beidohrig dieselbe Durchlaufzeit gleicht sich wiederum aus. Bei analogen Geräten ist diese Problematik weniger ausgeprägt, Phasenverzerrungen ergeben sich hier durch die Verstärkungsregelung (AGC).
Fortschrittliche Hörgeräte erkennen Stör- und Windgeräusche und fahren die Verstärkung herunter. Musik, insbesondere klassische Musik, unterscheidet sich stark vom Rauschen, erkennbar durch scharfe Spitzen im Frequenzspektrum. Vom Hörgerät wird ein Programm mit linearem Frequenzgang, viel Dynamik und omnidirektionalen Empfang gewählt. Sprache wird am Dynamik-Umfang im Sekundenbereich erkannt, und ein Hör-Programm mit unterdrückten Bässen, starker Dynamik-Kompression und Ausrichtung auf den Sprecher − oder bei mehreren Sprechern auf den Sprecher vor einem − wird gewählt.
Bei der bisherigen beidohrigen Hörgeräteversorgung besteht das vielfach unerkannte Problem, dass jedes der beiden Hörgeräte sein "Eigenleben" führt. Der Einsatz der Regelschaltungen des linken und des rechten Gerätes ist nicht aufeinander abgestimmt. Es kann bei seitlich einfallenden Schallereignissen auftreten, dass das Hörgerät auf der Gegenseite die Pegeldifferenz zwischen beiden Ohren ausgleicht. Dadurch verschlechtert sich das Richtungshören des Trägers. In geräuschvoller Umgebung kann dies auch zu einer verschlechterten Sprachverständlichkeit führen. Bei der neuesten Hörgerätegeneration "kommunizieren" beide Hörgeräte miteinander. Über eine Funkstrecke besteht ein Datenaustausch zwischen beiden Geräten, wodurch der Einsatz der Regelschaltungen synchronisiert werden kann. Vereinfacht ausgedrückt: Regelt das eine Gerät, so regelt auch das andere in gleicher oder angebrachter Weise.
Ein weiterer Fortschritt in der Digitaltechnik besteht in der Einführung lernfähiger Algorithmen. Diese werden von etlichen Herstellern bereits als "Künstliche Intelligenz" angepriesen. Das Hörgerät kann speichern, in welcher Geräuschkulisse (erkennbar an der Analyse der Hüllkurve) sich der Träger vorwiegend befindet. Bei Geräten mit Programmtaster oder Lautstärkesteller kann das Hörgerät sich die am häufigsten eingestellte Trageeinstellung gewissermaßen "merken" und seine Verstärkungsstrategie künftig auf diese Werte abstimmen. Es ist verständlich, dass diese Funktionen nur in Geräten der High-End-Klasse vorzufinden sind.
Die Signalverarbeitung ist analog, lediglich die Einstellung des Hörgerätes findet digital (in der Regel über eine Programmierschnittstelle mit einem PC, in Einzelfällen mit herstellerspezifischen Programmiergeräten) statt.
Diese Technik erlaubt auch die Verwendung von Richtmikrofon, automatischer oder manueller Lautstärke-Regelung, automatische oder manuelle Hörprogrammwahl, Fernbedienung, u. a. Der Hauptvorteil dieser Technologie gegenüber den analogen Hörgeräten ist es, dass sich eine theoretisch unbegrenzte Anzahl von virtuellen Stellern im System unterbringen lassen. Damit wird die Anpassgenauigkeit an den individuellen Hörverlust des Trägers erhöht. Mit dieser Technik konnten Anfang der neunziger Jahre erstmals mehrere – voneinander getrennte – Verstärkerkanäle auf einer übersichtlichen Plattform eingestellt werden.
Funktionen wie Störlärmerkennung und -auslöschung oder Spracherkennung sind damit aber noch nicht umsetzbar. Da die Entwicklung volldigitaler Hörgeräte mit unterschiedlich vielen Leistungsmerkmalen in verschiedenen Preiskategorien immer weiter fortschreitet, verlieren digital-programmierbare Hörgeräteverstärker heute immer mehr an Bedeutung.
Diese speziell in der unteren Mittelklasse befindlichen Hörgeräte besitzen eine volldigitale Signalverarbeitung. Jedoch erfolgen Frequenz- und Dynamikanpassung nicht über den PC, sondern – wie bei reinen Analog-Geräten – über Trimmer im Gerät. Aufgrund der Gehäusegröße können maximal vier Trimmer angeordnet werden, während bei Geräten mit Programmierschnittstelle bis zu hundert Parameter verändert werden können. Vorteil ist, dass eine computerunabhängige Einstellung des Hörgerätes an jedem Ort möglich wird. Vorhanden sind nur Trimmer für die Frequenzganganpassung und je ein Trimmer für Lautstärkeautomatik und Ausgangsbegrenzung. Aufwändige Algorithmen zur Situationsanalyse, wie Störschallunterdrückung oder Musikerkennung, sind bei diesen digitalen Hörgeräteverstärkern nicht realisiert.
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