NAJLEPSZE ZASTOSOWANIA BEZPRZEWODOWEJ KOMUNIUKACJI, MOŻLIWE DZIĘKI TECHNOLOGII CYFROWEJ OPIS SLAJDÓW

Transkrypt

1 NAJLEPSZE ZASTOSOWANIA BEZPRZEWODOWEJ KOMUNIUKACJI, MOŻLIWE DZIĘKI TECHNOLOGII CYFROWEJ OPIS SLAJDÓW 1. Najlepsze zastosowania bezprzewodowej komunikacji, możliwe dzięki technologii cyfrowej. 2. W ostatnich latach na rynku pojawiły się aparaty słuchowe oferujące różne warianty bezprzewodowej komunikacji. Niektóre z nich pozwalają na transmisję dźwięku z zewnętrznych urządzeń takich jak: telefony komórkowe, odtwarzacze radiowe, telewizyjne czy mp3. Inne wyposażone są w systemy wzajemnej komunikacji, koordynujące w ten sposób rozmaite parametry przetwarzanego sygnału. Firma Widex uważa, że głównym kierunkiem rozwoju technologii aparatów słuchowych będzie to, iż aparaty powinny wymieniać informacje między sobą, jak i zapewnić doskonałą jakość dźwięków docierających z zewnętrznych źródeł. 3. Slajd ten pokazuje w prosty sposób jak dokonywana jest cyfrowa transmisja sygnału. Wyobraźmy sobie, że chcemy przesłać cyfrowo jakiś dźwięk lub zdjęcie i chcemy być pewni, że zostanie one prawidłowo odebrane. W pierwszym kroku należy zdjęcie spakować (skompresować) tak aby zmniejszyć jego rozmiary, ponieważ mamy niewielką kopertę i mało pieniędzy na wysyłkę. Ważne jest aby proces kompresji nie pogorszył jakości zdjęcia. Następnie, aby mieć pewność, że zdjęcie będzie prawidłowo rozpakowane, dołączany jest specjalny opis kompresowanego sygnału zwany listą kontrolną. Podczas rozpakowywania porównuje się sygnał z listą kontrolną sprawdzając czy nie wkradł się żaden błąd. Skompresowane zdjęcie i jego opis są gotowe do transmisji, a sam proces pakowania nazywany jest kodowaniem. Paczka jest wysyłana do odbiornika za pomocą bezpiecznego połączenia radiowego, charakteryzującego się tym, że żadne informacje nie mogą być utracone podczas transmisji. Przy odbiorze paczki odbiornik czyta listę kontrolną i zawartość przesyłki, a następnie je porównuje. Jeśli zostaną wykryte jakieś błędy i odbiornik ma czas na czekanie, wysyła prośbę o ponowne przesłanie tego pakietu danych. W sytuacjach kiedy nie ma czasu, błędne dane muszą być użyte bez korekty. Proces rozpakowywania danych nosi nazwę dekodowania. Sposób kodowania i dekodowania definiowany jest jako kodek. Różne kodeki pozwalają na optymalizację różnych parametrów jak: rozmiary, koszty, prędkość, bezpieczeństwo danych i wiele innych. Pisanie list kontrolnych, sprawdzanie i korekta błędów, zwane kodowaniem ścieżki, zwiększa bezpieczeństwo i pewność transmisji. 4. Kodowanie i dekodowanie danych realizowane jest poprzez kompresję. Sposób w jaki zdjęcie lub jakiekolwiek inne dane są kodowane nazywa się kodekiem. 5. Sporządzanie list kontrolnych, sprawdzanie i poprawianie błędów, nazywane jest kodowaniem ścieżki zwiększa bezpieczeństwo i stabilność połączenia.

2 6. Ten slajd tłumaczy jakie są wymagania co do dobrej transmisji. Kiedy mówimy o transmisji danych i komunikacji między aparatami słuchowymi, kodek i sposób połączenia powinien optymalizować trzy główne parametry: -Jakość dźwięku transmisja jest dobra, kiedy transmitowany dźwięk jest tak czysty i wyraźny jak oryginalny -Stabilność połączenia użytkownicy aparatów słuchowych wymagają takiej obróbki sygnału, która zminimalizuje ryzyko jakichkolwiek zakłóceń i problemów z transmitowanym sygnałem -Zużycie baterii Aparaty słuchowe wyposażone są w niewielkie baterie, które muszą zapewnić energię do działania normalnych systemów w aparacie słuchowym, jak i do układów odpowiedzialnych za komunikację. Istotnie jest, aby można było utrzymać pobór prądu na niskim poziomie. Chcemy wyjaśnić te trzy podstawowe zagadnienia dotyczące komunikacji z aparatami i urządzeniami zewnętrznymi, a prezentacja ta wyjaśnia sposób cyfrowej transmisji bezprzewodowej i przedstawia rozwiązania dostępne obecnie na rynku. 7. Spróbujmy zastanowić się jakie parametry mają wpływ na jakość dźwięku. Będą to szerokość pasma przeniesienia, wielkość opóźnienia sygnału między źródłem a odbiornikiem, i sposób kompresji danych. Pasmo przeniesienia w aparatach słuchowych dostępnych aktualnie na rynku w ostatnich latach znacznie się zwiększyło z 4-5kHz do 10kHz w najlepszych z nich. Poszerzenie pasma przeniesienia powoduje, że mowa jest wyraźniejsza, a muzyka brzmi znacznie lepiej. Przeprowadzono również badania, które wykazały, że wzmocnienie wysokich częstotliwości poprawia identyfikację takich głosek jak s, szczególnie jeśli są wypowiadane przez kobiety i dzieci. Kiedy słuchamy np. odtwarzacza mp3 opóźnienie sygnału nie ma znaczenia. Kiedy przy protezowaniu otwartym opóźnienie przekracza 10ms, w przewodzie słuchowym sygnał z aparatu słuchowego miesza się z sygnałem docierającym bezpośrednio ze środowiska i powstają zniekształcenia fazowe, zwane efektem filtra grzebieniowego. Objawia się to dużymi wahaniami amplitudy sygnału. Opóźnienie ma ogromne znaczenie np. podczas oglądania telewizji, ponieważ może powodować brak synchronizacji pomiędzy ruchem ust a słyszaną mową, co w zasadzie uniemożliwia oglądanie. Sposób kompresji definiuje metodę w jaki sygnał jest pakowany i transportowany. Nieprzetworzony sygnał audio wymaga bardzo dużo miejsca do transmisji. Kiedy kompresujemy płytę CD do odtwarzacza MP3 definiujemy jak głęboką kompresję chcemy zastosować. Im większa kompresja, tym gorsza jakość dźwięku, dlatego zawsze trzeba wybrać jakiś kompromis między jakością dźwięku, a ilością potrzebnej pamięci, czy mocy obliczeniowej. Szerokość pasma przeniesienia transmitowanego dźwięku nie powinna być mylona z wielkością strumienia danych (bitrate) mierzoną ilością bitów na sekundę. Wielkość strumienia danych mówi jak dużo informacji transmitowanych jest w jednostce czasu, co jest związane z szerokością pasma transmisji (mierzoną w Hz), którą chcemy transmitować. Im więcej danych chcemy wysłać, tym bardziej musimy zwiększyć strumień danych. Z drugiej strony mały strumień danych pozwala ograniczyć pobór prądu.

3 8. Szerokość pasma przeniesienia jest jednym z głównych elementów wpływających na jakość dźwięku. Jest to również istotny czynnik rozumienia mowy kobiecej i dziecięcej, w której istotne składowe sięgają częstotliwości do 9-10 khz. Słuchacze twierdzą, że dźwięk jest bardziej jaskrawy. Szczególnie kiedy słucha się talerzy perkusyjnych różnica jest bardzo wyraźna. Kiedy pasmo przeniesienia zostaje zmniejszone z 10 khz do 7 khz - talerze stają się praktycznie niesłyszalne. Testy słuchawek ClearBand dowiodły, że różnica ta jest ważna dla użytkowników aparatów słuchowych. Pasmo przeniesienia najnowszych aparatów obecnych na rynku zbliża się do 10 khz jednak oferują one transmisję tylko sygnału monofonicznego. 9. Opóźnienie sygnału to drugi istotny element wpływający na jakość dźwięku. W przypadku kiedy opóźniony jest sygnał z odtwarzacza mp3, słuchacz nie odczuje różnicy, ponieważ nie ma możliwości porównania tego sygnału z czymkolwiek. Problemem są niskie częstotliwości. Ponieważ mocno opóźniony sygnał miesza się z nie wzmocnionym sygnałem docierającym bezpośrednio do ucha. Małe opóźnienia między dwoma dźwiękami rzędu 1-10 ms nie powodują zniekształceń. Mogą nawet być korzystne, ponieważ kiedy dźwięki bezpośrednie docierają jako pierwsze mózg może określić kierunek z którego dochodzą. Kiedy opóźnienie przekracza 10 ms pojawiają się zniekształcenia spowodowane efektem tzw. filtra grzebieniowego. Nałożone dźwięki powodują, że w widmie sygnału pojawia się szereg minimów i maksimów, a dźwięk brzmi ostro i metalicznie. Przy 40 ms zaczyna pojawiać się efekt echa. Szczególnym problemem może być oglądanie telewizji, kiedy opóźnienie wynosi 150ms, wtedy pojawiają się problemy z synchronizacją ruchu ust, a tym co jest słyszane. 10. Trzeci aspekt jakości dźwięku to sposób kodowania i dekodowania, czyli rodzaj użytego kodeka. Transmitowane dane muszą być zmniejszone, ponieważ szeroki zakres częstotliwości jest o wiele za duży, aby przesłać kompletny sygnał audio. Proces tego zmniejszania nosi nazwę kompresji danych i zawsze będzie wprowadzał jakąś utratę jakości. Proces ten jest analogiczny do kompresowania zdjęcia. Wielu z nas używa aparatów fotograficznych, kamer cyfrowych czy skanerów. Urządzenia takie mają bardzo dużą rozdzielczość, co wiąże się z ogromną ilością danych. Aby zmniejszyć rozmiar tych zdjęć stosuje się taką kompresję, która nie powoduje utraty jakości zauważalnej przez oko ludzkie. Przykładem takiej kompresji jest format JPEG, który zmniejsza ilość danych trzykrotnie. Oryginalne zdjęcie zajmuje 200kB pamięci, kompresja JPEG redukuję rozmiar wymaganej pamięci do 63kB, jednak utrata jakości jest niezauważalna. Wielkość kompresji można zwiększać redukując ilość potrzebnej pamięci, jednak wtedy utrata jakości stanie się widoczna. 11. Kompresja JPEG redukuje liczbę danych potrzebnych do zbudowania zdjęcia korzystając z dwóch zasad: nieistotności i redundancji. Podczas kodowania usuwa się nieistotne informacje (tzn. takie, które są niezauważalne zmysłami ludzkimi). Zdjęcie złożone jest z bardzo małych punktów

4 zwanych pikselami, a każdy z nich ma jakiś dominujący kolor. Jeżeli w różnych pikselach są niewielkie niezauważalne ludzkim okiem różnice w kolorach zostają zapisane jako ten sam kolor. 12. Na dolnym prawym zdjęciu zastosowano większą kompresję niż w lewym. Widać że piksele stają się większe, obraz jest mniej dokładny. 13. Jeśli istnieje redundancja, czyli nadmiar informacji można go zredukować. Zamiast kilka razy wysyłać taką samą informację, można wysłać ją tylko raz z dołączoną liczbą ile razy się powtarza. 14. Oczywiście można projektować mniej lub bardziej efektywne kodeki w zależności od tego jak bardzo chcemy zubożyć oryginał. Projektowanie kodeków jest kompromisem pomiędzy jakością transmitowanych danych, kosztem i stopniem złożoności potrzebnym do kodowania i dekodowania danych. 15. Jak wygląda usuwanie nieistotnych danych z sygnału akustycznego? Kodek audio zaczyna od usuwania dźwięków niesłyszanych przez człowieka. Może to zrobić na bazie teorii maskowania. Na wykresie przerywaną linią pokazano poziom sygnału potrzeby do usłyszenia tonu przez prawidłowo słyszącą osobę. Próg słyszenia wyrażony jest za pomocą poziomu ciśnienia akustycznego, czyli db SPL. Kiedy wprowadzimy ton o częstotliwości 250 Hz, zmienia się próg słyszenia nie tylko dla tej jednej częstotliwości, ale również dla sąsiednich (pokazuje to ciągła czerwona linia). Zjawisko to nosi nazwę maskowania. Kodowanie oparte o zasadę nieistotności usuwa z sygnału dźwięki które są tak ciche, że nie będą słyszane przez człowieka. Kodek analizuje również widmo sygnału i usuwa te składowe, które nie będą usłyszane ze względu na efekt maskowania. Kiedy ten etap jest zamknięty, zasada redundancji usuwa kolejne dane. Jest to rzeczywiście efektywne, kiedy sygnał ma duży stopień redundancji. Jeżeli ustawiona jest duża częstotliwość próbkowania, wiele składowych sygnału mowy jest takich samych w wielu kolejnych próbkach. Można więc kilka próbek zastąpić jedną, taką która będzie zgodna z możliwościami odtwarzania słuchawki. 16. Ten slajd pokazuje kompromis pomiędzy jakością dźwięku, złożonością kodowania i wielkością strumienia danych, czyli liczby transmitowanych bitów w jednostce czasu (bitrate). Zilustrowana jest efektywność różnych kodeków audio. Na osi x przedstawiony jest stopień skomplikowania kodeku, z prawej strony są bardzo skomplikowane, a z lewej prostsze. Na osi y, wielkość strumienia danych, który mówi o tym jak dużo informacji test transmitowanych w ciągu jednej sekundy. Kolor mówi o jakości dźwięku uzyskiwanej za pomocą danego kodeka. Wielkość danych można łatwo zredukować zmniejszając rozdzielczość kwantyzacji lub częstotliwość próbkowania. Jednak są to główne elementy wpływające na jakość dźwięku. W tym przykładzie kodowany jest plik dźwiękowy za pomocą różnych kodeków. Oryginalny plik zarejestrowany jest z rozdzielczością 16 bitów i częstotliwością próbkowania 44 khz. Oznaczony jest jako CD, daje doskonałą jakość dźwięku, a stopień jego skomplikowania jest niewielki, ponieważ nie stosowano żadnej

5 kompresji, dokonano tylko jego rejestracji. Charakteryzuje się również tym, że wymaga dużej ilości pamięci w tym przypadku 2750 kb. Skompresowanie tego pliku kodekiem MP3, używającym strumienia danych 128kBit/sekundę powoduje ponad dziesięciokrotne zmniejszenie jego rozmiarów. Jakość dźwięku pozostaje na tyle dobra, że większość ludzi nie jest w stanie odróżnić go od oryginału. Kompromis polega jednak na tym, że zwiększa się stopień skomplikowania kodowania. Aby dalej zmniejszyć jego rozmiar można zmniejszyć wielkość strumienia danych, lub zachować jakość dźwięku ale ograniczyć się tylko do transmisji jednego kanału, czyli sygnał stereo zastąpić mono. Projektując kodeki do transmisji audio w aparatach słuchowych dąży się do zminimalizowania wielkości strumienia danych dla oszczędzania baterii, a także dąży się do zachowania dobrej jakości dźwięku i zastosowania mało skomplikowanych kodeków, aby dało się je zaimplementować w aparatach słuchowych. 17. Ten slajd przedstawia zależności pomiędzy jakością dźwięku, złożonością kodowania i wielkością strumienia danych. 18. Widać tutaj oryginalny plik dźwiękowy, zarejestrowany z rozdzielczością 16 bitów i o częstości próbkowania 44 khz. Uzyskujemy bardzo dobrą jakość dźwięku, stopień skomplikowania jest niewielki, natomiast wymaga dużo miejsca, ponieważ zajmuje 2750 kb. Rozmiary tego pliku można łatwo zmniejszyć redukując rozdzielczość, widać jednak, że również pogarsza się jakość dźwięku. 19. Chcąc zmniejszyć rozmiary pliku można zmniejszyć wielkość strumienia danych, ale jeśli chcemy zachować dobrą jakość dźwięku trzeba zastosować bardziej skomplikowane kodeki. 20. Aby ograniczyć pobór prądu z baterii, trzeba zmniejszyć strumień danych, jednak bardzo spada jakość dźwięku, dlatego można ją trochę poprawić rezygnując z transmisji stereo. 21. Tworząc kodeki do transmisji audio w aparatach słuchowych, należy zredukować wielkość strumienia danych, aby ograniczyć pobór prądu z baterii. Aby kodek można było zastosować w aparatach słuchowych musi być on stosunkowo nieskomplikowany, to jednak obniża jakość dźwięku. 22. Porównując różne systemy dostępne aktualnie na rynku, widać że: - System Phonak a wykorzystuje bardzo duży strumień danych, przecież im większy, tym lepsza jakość dźwięku. Jednocześnie ma najwęższe pasmo przeniesienia i największe opóźnienie. - Oticon wykorzystuje mały strumień danych i transmisję mono, co ma wpływ na pobór prądu, ale o tym za chwilę. 23. Mamy dźwięk o dobrej jakości, potrzebujemy teraz stabilnego połączenia, nie powodującego błędów i zakłóceń. Ta część stabilnej transmisji ograniczona jest

6 pewnymi fizycznymi uwarunkowaniami. Nie można używać mocnych transmiterów, ponieważ wymagałyby zastosowania kilku baterii. Zatem w aparatach słuchowych można użyć transmiterów o ograniczonym zasięgu i kierunkowości. Należy rozważyć trzy aspekty: odległość między urządzeniami, korekcję błędów i sposób transmisji danych. Większość systemów spotykanych w aparatach słuchowych do transmisji wykorzystuje kierunkowe pole magnetyczne wrażliwe na orientację i odległość. Użytkownicy cewek tele wiedzą jak bardzo wzajemna orientacja i położenie aparatu i cewki wpływa na jakość słyszenia. Kiedy dwa aparaty słuchowe komunikują się ze sobą nie stanowi to problemu, ponieważ ich wzajemna orientacja i odległość jest stała. W przypadku połączenia aparatów z zewnętrznymi źródłami, antena magnetyczna musi być odpowiednio umiejscowiona. Dlatego zewnętrzne urządzenia przesyłają sygnał do dodatkowego urządzenia, np. pilota, za pomocą anteny dalekiego zasięgu (elektromagnetycznej), a z pilota do aparatów za pomocą anteny krótkiego zasięgu, czyli magnetycznej. Każda transmisja będzie powodowała pojawienie się od czasu do czasu zakłóceń czy błędów. Dlatego razem z sygnałem przesyłana jest lista kontrolna, z którą porównywane są transmitowane dane. Jeśli wszystko się zgadza to w porządku. Jeśli nie to drobne błędy mogą być korygowane za pomocą informacji zawartych w liście kontrolnej. Sygnał transmitowany jest jako ciąg zer i jedynek. Wykorzystuje się metodę kluczowania z przesunięciem częstotliwości (FSK). Polega ona na tym, że transmitowane są dwie różne częstotliwości. Jedna jest interpretowana jako jeden, a druga jako zero. 24. Kiedy mowa o odległościach w bezprzewodowych aparatach słuchowych musimy wiedzieć, jak to zastosować. Oferowane obecnie systemy komunikują się z takimi urządzeniami jak telewizor, telefon komórkowy, odtwarzacze MP3 i inne. Położone są w odległości kilku metrów dalej od użytkownika, aniżeli pilot i aparaty słuchowe. Połączenie pilota RC3/RC4 z aparatami jest jednokierunkowe tzn. wysyłana jest informacja z pilota do aparatów, a nigdy w drugą stronę. My jednak potrzebujemy komunikacji w obie strony, przecież aparaty skomunikowane ze są po obu stronach głowy. Odbiorniki i nadajniki do telewizora czy radia mogą być całkiem mocne, czyli zdolne przesyłu i odbioru sygnałów z dużej odległości. Jednak tak transmitowanych sygnałów nie daje się bezpośrednio odtworzyć w odbiornikach aparatów słuchowych, ponieważ mają małe baterie, a co za tym idzie niewielką moc. Z tego powodu potrzebny jest dodatkowy wzmacniak. Urządzenie to odbiera sygnał z zewnętrznych źródeł i ponownie wysyła poprzez inny nadajnik do aparatów słuchowych. Takie rozwiązanie pozwala na zastosowanie większych baterii i mocniejszych nadajników i odbiorników. W ten sposób można uzyskać całkiem duży zasięg. 25. W tabeli pokazano aktualnie dostępne na rynku urządzenia wraz z ich zasięgiem. Żadne z urządzeń nie ma problemów z zasięgiem 10 metrów w komunikacji z zewnętrznymi urządzeniami, co jest wystarczające w większości pomieszczeń. Wszyscy producenci używają zawieszki na szyję, przy czym tylko Siemens nie wymaga jej obowiązkowo, choć wtedy trzeba uważać na położenie pilota. Zasięg

7 pilota to 1 2 metry, co w odniesieniu do długości ręki jest zupełnie wystarczające. 26. Wyjaśnimy teraz jak są korygowane błędy w transmitowanym sygnale. Podczas transmisji pojawiają się czasem błędy, szczególnie pomiędzy urządzeniami małej mocy. Zmiana odległości lub wzajemnej orientacji anten, a także zakłócenia z innych urządzeń mogą pogorszyć jakość połączenia. Błędy te powinny być usunięte, a połączenie powinno być wolne od zakłóceń. Do tego służy kodowanie ścieżki. Polega ono na sprawdzeniu listy kontrolnej danych, które są przesyłane razem z sygnałem. Odebrane dane porównuje się z przesłaną listą kontrolną, aby sprawdzić czy nie pojawiły się błędy. Jeśli pojawi się błąd, system decyduje co z nim dalej zrobić. Może przesłać dane dalej lub poprosić nadajnik o ponowne przesłanie pakietu danych. Jeśli prześle dane dalej, przekłamane informacje powodują pojawienie się słyszanego kliknięcia lub wyciszenie czyli całkowite usunięcie tego dźwięku. Ponowne przesyłanie danych powoduje opóźnienie, ponieważ system musi czekać na ponowną transmisję. Jednym z szeroko stosowanych kodeków audio jest Bluetooth. Kodowanie ścieżki w bluetooth domyślnie prosi o retransmisję danych. To prowadzi do tego, że zawsze występuje opóźnienie sięgające 150 ms. Jeżeli zmienimy standardowy kodek na specjalnie zaprojektowany do aparatów słuchowych, opóźnienie to zmniejsza się. 27. Standardowy kodek Bluetooth wysyła prośby o ponowne przesłanie sygnału, co powoduje duże opóźnienie, zazwyczaj około 150 ms. Kodek DAB daje mniejsze opóźnienia, ponieważ nie zgłasza prośby o powtórne wysyłanie sygnału - błędne dane są usuwane, co może powodować przerwy w sygnale. 28. Wyjaśnimy teraz podstawy transmisji sygnału metodą kluczowania z przesunięciem częstotliwości (FSK), które najczęściej wykorzystywane jest w aparatach słuchowych. Kiedy dane są zakodowane, trzeba je w jakiś sposób przesłać. Dawniej do transmisji używano kodu morsa i transmisji radiowej. Osoba obsługująca odbiornik słuchała czy pojawił się sygnał, czy nie i na tej podstawie interpretowała poszczególne litery, odtwarzając całą wiadomość. Pojawiające się z przerwami sygnały były prostym sposobem modulacji. Jeśli osoba odbierająca sygnał była dobrze wytrenowana w słuchaniu tego kodu, transmisja była dokładna, jednak bardzo wolna (ciekawostką jest fakt, że alfabet morsa jest szybszy aniżeli wysyłanie wiadomości sms). Do transmisji cyfrowych danych potrzebna jest szybsza i bardziej złożona metoda, oparta na modulacji sygnału. 29. Bardzo prostym sposobem modulacji jest tzw. kluczowanie z przesunięciem częstotliwości (FSK). Zakodowany sygnał przesyłany jest za pomocą zmieniającej się między dwoma wartościami częstotliwości. Przy kodowaniu morsa również używano dwóch sygnałów (długi i krótki). W tym przypadku potrzebujemy użycia innego detektora, zdolnego interpretować wartości zero i jeden.

8 30. Kiedy odbiornik odbiera sygnał przy użyciu kluczowania z przesunięciem częstotliwości nie próbuje odbierać dwóch sygnałów o różnych częstotliwościach. Odbiornik rejestruje sygnał o częstotliwości poniżej lub powyżej częstotliwości środkowej i w ten sposób interpretuje zera i jedynki. To powoduje, że system jest mniej wrażliwy na zakłócenia, ponieważ nie musi odbierać czystego tonu. Podobnie jak w przypadku systemu morsa, słuchacz nie musi słyszeć dokładnego tonu, wystarczy że zauważa różnicę między poziomem tła akustycznego a prezentowanym sygnałem. Transmitowana częstotliwość zwiększa się lub zmniejsza. Ta mniejsza wartość interpretowana jest jako binarne zero, a większa jako binarne jeden. Do tej analizy potrzeba przynajmniej dwóch punktów pomiarowych, aby dało się zaobserwować czy częstotliwość sygnału rośnie, czy maleje. Ten rodzaj demodulacji jest dość stabilny, ale mogą pojawiać się błędy. Na przykład kiedy zakłócenia zniekształcą sygnał tak, że odbiornik zarejestruje zero zamiast jedynki. Zdarza się to w szczególności kiedy są to urządzenia małej mocy jak w aparatach słuchowych i przy maksymalnym zasięgu. Po raz pierwszy sygnał radiowy został transmitowany w 1899 roku między Francją a Anglią. Pierwsza transmisja interkontynentalna miała miejsce w roku 1901 i w 1909 została nagrodzona nagrodą Nobla. 31. Wyjaśnienie ważnych cech wpływających na pobór prądu w bezprzewodowej transmisji. Istotnym aspektem przy tworzeniu aparatów słuchowych jest pobór prądu. Pomówimy teraz o kodowaniu sygnałów pozwalającym na zachowanie dobrej jakości dźwięku i dającym pewność że transmitowany sygnał trafi do odbiornika w zamierzonym kształcie. Można to łatwo osiągnąć jeśli stworzymy system z nieograniczonym źródłem prądu. Nie jest to jednak możliwe w aparatach słuchowych, gdzie ze względu na brak miejsca używamy bardzo małych baterii. Pierwszym elementem jest określenie jak dużo mocy jest potrzebne, i jak wiele danych będzie transmitowane oraz jak będą one skompresowane. Mała kompresja pozwala zachować dobrą jakość dźwięku, ale głębsza ogranicza pobór prądu. Duży strumień danych również nie jest pożądany. Możliwe jest stworzenie efektywnego kodeku pozwalającego zachować dobrą jakość dźwięku poprzez większe zbicie danych - wtedy strumień danych i pobór prądu zmniejsza się. Kiedy mówiliśmy o stabilnej komunikacji, mówiliśmy o technologii anten indukcyjnych, która jest stosowana w aparatach słuchowych. Głównym powodem użycia tej technologii są ograniczenia narzucone przez baterie. Magnetyczne transmitery są całkiem efektywne na krótkich zasięgach, podczas gdy elektromagnetyczne na długich. Trzeci element to same nadajniki i odbiorniki. Projektowanie ich wymaga czasu i nakładów finansowych, podczas gdy na rynku dostępnych jest wiele takich urządzeń, które można zaimplementować w aparatach słuchowych, lub urządzeniach z nimi współpracujących. 32. Slajd pokazuje wpływ wielkości strumienia danych na pobór prądu. Pierwszym sposobem na zmniejszenie poboru prądu jest redukcja wielkości strumienia danych. Można to osiągnąć obniżając jakość dźwięku albo za pomocą

9 efektywnego kodeka. W tabeli widać jak to się kształtuje w urządzeniach poszczególnych producentów. 33. Drugim sposobem obniżenia poboru prądu jest wybór technologii transmisji. Używane są dwie podstawowe technologie: transmisja indukcyjna (magnetyczna) i elektromagnetyczna. Znacie już zasady dotyczące transmisji za pomocą cewek tele. Jest to sposób transmisji sygnału za pomocą pola magnetycznego. Rozwiązanie to jest skuteczne przy niewielkich zasięgach a pobór prądu przez system indukcyjny jest około 50 razy mniejszy aniżeli z wykorzystaniem systemu elektromagnetycznego. Dlatego jest on idealny do zastosowania wewnątrz aparatów słuchowych i potencjalnych dodatkowych urządzeniach jak np. pilot. Jest to technologia obecnie używana, antena jest znacznie mniejsza, dzięki czemu łatwiej zastosować ją w małych aparatach słuchowych. Przy odległościach większych niż 1-2 metry, transmisja indukcyjna jest niewystarczająca. Wtedy potrzebna jest transmisja elektromagnetyczna. Technologia ta wykorzystuje większą moc i większe anteny, ale daje większy zasięg. Rozwiązanie to daje się zastosować w dodatkowych urządzeniach, które mają większe rozmiary i co za tym idzie baterie o większej pojemności. Dla przykładu transmisję elektromagnetyczną wykorzystano również w nadajnikach FM. 34. Trzecim aspektem utrzymania niskiego poboru prądu jest wybór urządzeń nadawczoodbiorczych. Transmisja radiowa nie jest nowa. Tanie transceviery (urządzenia nadawczo-odbiorcze) spotykamy w samochodach zdalnie sterowanych, urządzeniach bluetooth i innych. Problemem z zastosowaniem ich w aparatach słuchowych jest to, że są zbyt duże i pobierają zbyt dużo prądu. Spójrzmy na produkt Phonak a, w którym wykorzystano standardowe transmitery. Wygodne jest, że były one od razu dostępne na rynku, więc można je było szybko wprowadzić do sprzedaży. Negatywnym czynnikiem jest to, że wymagają one częstej wymiany baterii, co jest bardzo niewygodne i kosztowne dla użytkowników aparatów słuchowych. Pozostałe produkty zostały zaprojektowane specjalnie do użycia w aparatach słuchowych przez co są prawdopodobnie droższe, ale wymagają mniejszej ilości energii. Dzięki temu są tańsze w eksploatacji i ich obsługa jest niewątpliwie mniej uciążliwa. 35. Celem tej prezentacji było wyjaśnienie technologii transmisji danych i sygnałów audio użytych w aparatach słuchowych. Omawialiśmy trzy istotne aspekty dotyczące tej technologii: Jakość dźwięku - Usłysz wyraźnie wszystkie szczegóły dźwięku. Ciesz się przyjemnością słuchania. Stabilność połączenia - Słuchaj bez zakłóceń. Ryzyko wystąpienia denerwujących przerw i spadku jakości dźwięku jest minimalne. Zużycie energii - Używaj aparatu słuchowego bez zmartwień. Zapomnij, że korzystasz z aparatu i ciesz się dźwiękiem Te trzy ważne elementy są brane pod uwagę podczas projektowania i przy podejmowaniu decyzji związanych z kompromisami pomiędzy wyborem technologii i kodeków w bezprzewodowych aparatach słuchowych.

10