S V E T E L E K T R O N I K E D E C E M B E R 2 0 0 5

1

Elektronski stetoskop

S stetoskopom zdravniki poslu�ajo dihanje, bitje srca in kaj vem, kaj �e vse. Te�ko si je zamisliti zdravnikabrez stetoskopa okoli vratu. Zdravni�ki stetoskop je pravzaprav zelo preprosta naprava: zvoki, ki jih poberemikrofon na enem koncu cevi, se s pomoèjo zraka, ki se nahaja v cevi, prenesejo na drug konec cevi, kjer soslu�alke. Ni nobenih ojaèevalnikov ali pa kak�ne elektronike, obèutljivost pa je odvisna od velikosti membra-ne mikrofona. Elektronski stetoskop deluje na povsem drugaènih osnovah: signal iz mikrofona zelo ojaèimoin pripeljemo v slu�alke. Zaradi zelo velike obèutljivosti je mo�no poslu�ati zelo tihe zvoke iz narave, ali paposlu�ati pogovor v sosednjem prostoru skozi vrata, okna ali pa tanj�e stene.

Kako deluje naprava?Elektronski stetoskop (slika 1) je sestavljen iz obèutljivega elek-tret mikrofona (Mic), predojaèevalnika s tranzistorjem T1, regula-torja obèutljivosti P1, ojaèevalnika z integriranim vezjem IC1 inslu�alk. Èeprav na shemi ni vidno, je prva stopnja ojaèenja vgra-jena �e v mikrofonu. Tranzistorski predojaèevalnik je narejen brezpovratne povezave, in tako iz njega dobimo maksimalno ojaèe-nje. Pri tak�ni re�itvi moramo raèunati na popaèenje signala, ki jeveèje, èe je veèji signal na vhodu. Ker pa bomo delali z zelo slabi-mi signali in od te naprave ne prièakujemo posebno kvalitetnereprodukcije, je veliko ojaèenje bolj pomembno od kvalitetne re-produkcije.Delovna toèka tranzistorja je stabilizirana z uporom R3, ki s kon-denzatorjem C1 istoèasno filtrira napajalno napetost za mikro-fon in tranzistorski predojaèevalnik, in s tem prepreèuje, da bicel ojaèevalec zanihal. Tak�na vezava se dela vedno takrat, korabimo ojaèevalnik z velikim ojaèenjem.Signal za integrirano vezje vzamemo z drsnika trimer potencio-metra P1. A211D je namensko integrirano vezje, ki ima obèutljivpredojaèevalnik in izhodno stopnjo moèi okrog 0,5 W (na zvoèni-ku upornosti 8 Ohmov). Upor slu�alk je nekajkrat veèji (ponavadiokoli 32 Ohmov), pa bo tudi izhodna moè manj�a � nekaj desetmW. To pa bo veè kot dovolj za glasno poslu�anje! Dioda D1 je

Avtor: Vladimir MitroviæE-po�ta: svijet.elektronike@kc.htnet.hr

za�èita od napaène polaritete napajalne napetosti. V primeru, daste dovolj pazljivi in preprièani, da nikoli ne boste zamenjali pri-kljuèkov, lahko izpustite diodo D1 in namesto nje vstavite kratko-stiènik. S tem boste dosegli nekaj veèjo izhodno moè in poda-lj�ali �ivljenjsko dobo baterije.

IzdelavaTiskano vezje je prikazano na sliki 2, razpored elementov na sliki3. Pri postavitvi elementov moramo biti posebej pozorni na po-stavitev tranzistorja T1, diode D1 in integriranega vezja IC1 (obr-nite jih tako, da bo oblika ohi�ja enaka simbolu na tiskanem vez-ju). Na tiskano vezje bomo prispajkali samo podno�je integrira-nega vezja in vezje dali vanj po konèanem spajkanju vseh ele-mentov.Pozor: èe obrnete integrirano vezje in priklopite napajalno nape-tost, ga boste verjetno unièili! Pri elektrolitskih kondenzatorjih(C1, C2, C6 � C10) moramo prav tako biti pozorni na oznake �+�in �-�, ki naj se ujamejo s tistimi na tiskanem vezju. Mikrofon pri-spajkamo na tiskano vezje, �e bolj pa s ko�èkom mikrofonskegakabla, ki naj ne bo dalj�i od 10 cm. Izhod mikrofona, ki je vezanna ohi�je, pove�emo z maso (- pol), toda drugi izhod na toèko,kjer so povezani R7 in C9.Integrirano vezje A211D se nahaja v kit kompletu, in èe se odloèi-

te, da boste elemente kupili, ga bo-ste sami zelo te�ko na�li. Lahko gazamenjate z drugimi ojaèevalcimajhne moèi, na primer LM386, vtem primeru boste morali popravi-ti tiskano vezje in spremeniti pri-padajoèe elemente.

Naèin uporabeStetoskop napajamo z 9-voltno ba-terijo ali pa z usmernikom enakenapetosti. Majhna 9-voltna bateri-ja ne bo imela dovolj energije zadolgotrajno delovanje in je velikobolje uporabiti dve 4,5 V �plo�èa-ti� baterije. Èe se odloèimo zausmernik, moramo imeti tak�nega,ki da do 100 mA toka, in obveznomora biti zelo dobro stabiliziran.Najprej priklopite slu�alke in obr-nite P1 na najmanj�e ojaèenjeSlika 1: Shema elektronskega stetoskopa

S A M O G R A D N J E / E l e k t r o n s k i s t e t o s k o p

D E C E M B E R 2 0 0 5 S V E T E L E K T R O N I K E

2

Slika 2: Tiskano vezje je sestavni del Kemo kit kopleta B069, skupaj zostalimi sestavnimi deli

Slika 3 : Razpored elementov na tiskanem vezju

Slika 4: Fotografija izdelane naprave

(proti C4). Potem priklopite napajalno napetost in poèasi obra-èajte drsnik P1, vse dokler ne boste zasli�ali zvok iz okolice. Zveèjim ojaèenjem se dviga obèutljivost in samo dihanje tistega,ki poslu�a, lahko sli�imo kot zelo glasen �um. Zaradi tega moratisti, ki poslu�a, biti èimbolj oddaljen od mikrofona in ojaèevalni-ka � kabel od slu�alk lahko podalj�ate do 5 m! Èe bomo poslu-�ali zvoke v drugem prostoru, bi bilo dobro, da mikrofon in ojaèe-valnik postavimo v ta prostor, mi pa se lahko nahajamo zunaj te-ga prostora. Èe to ni mo�no, mikrofon pritrdimo na vrata ali ta-nj�o steno. V tem primeru se zvok prena�a preko ohi�ja mikrofo-na in mikrofon mora imeti dober fizièni stik s podlago.

Èe kaj ne delujeÈe ojaèevalnik ne daje nobenega zvoka, preverite, ali ste pravil-no povezali napajanje, kako je obrnjena dioda D1, in v katerempolo�aju se nahaja drsnik P1. Prav tako bo napaèno priklopljenmikrofon povzroèil, da ne bo ojaèenja zvoka, prisoten pa bo �um.V primeru, da stetoskop moèno piska, je to znak, da je pri�lo donihanja ojaèevalnika. Pod pogojem, da je vse dobro narejeno,gre za tako imenovano mikrofonijo � oddaljite mikrofon od slu-�alk in zmanj�ajte ojaèenje. Èe so motnje glasnej�e od zvokov, kibi jih radi poslu�ali, postavite tiskano vezje in mikrofon na drugomesto, ali pa jih postavite na kos mehkega blaga ali gobice (udarcipo mizi, na kateri se vse nahaja, lahko povzroèijo zelo glasnemotnje). Brnenje pa najverjetneje prihaja iz usmernika, ki nimadobro glajene napetosti: napajanje iz baterij daje manj motenj.

Za tiste, ki bi �eleli izvedeti veèTisti, ki so bolj strpni, bodo zaznali, da je po desetih minutah

obèutljivost stetoskopa bolj�a. Seveda, niè se ni zgodilo z napra-vo, ampak z na�imi u�esi! Èlove�ki sluh je zelo natanèen, je pra-vo èudo narave, in ima zelo velik razpon glasnosti (razlika mednajti�jim zvokom, ki ga sli�imo, pragom sli�nosti, in najglasnej-�im zvokom, pragom boleèine, je okoli 120 dB ali 1.000.000 krat!).Podobno kot oèi potrebujejo èas, da se navadijo na mrk, takou�esa potrebujejo èas, da �pozabijo� na hrup in zaènejo spozna-vati ti�je zvoke. Vsak glasnej�i zvok �prekrije� ti�je zvoke in onipostanejo nesli�ni. Ta efekt uporablja popularno MP3 kodiranje:z zapleteno analizo se iz zvoène �slike� odstranijo tisti deli, ki jihljudsko uho ne bi zaznalo. Tako ostane manj informacij in datote-ke, v katere so zapisane pesmi, zasedejo manj prostora. l

Popis elementov

S A M O G R A D N J E / E l e k t r o n s k i s t e t o s k o p