几款电子听诊器电路及原理.doc

电子听诊器老式的听诊器没有放大作用，声音微弱，塞在耳朵里很不舒服，不能隔离环境噪声，频率响应也不可调。本文提出的电子听诊器由于接有放大器，因此可将微弱的心跳声放大到清晰可闻的程度。电子听诊器除了能清晰监听病人的胸/腹声音外，还能用在搜索机械噪声源的定位等方面，其输出可用磁带录音机录下来供分析病情使用，或送入大功率的放大器另作他用。在实验过程中，发现拾音头MIC用普通振膜拾音头的中频响应好，背景噪声也小。便宜的振膜和高价的振膜效果一样好。电路如图所示，直流电源用两块9V电池供给，接成正、负电源型。电池应选用质量上乘的新电池。拾音器输出经电容C2耦合至LM741放大器IC1，其输出送至另一块741低通滤波器IC2，其截止频率可通过改变R1和R2控制在略高于100Hz的频率，这时整个听诊器的频率响应感觉最好。若用双连50k或100k的电位器取代R1和R2时，就可随时调整听诊器的频率响应，但对诊断病人的应用来说，最终还是放在30k的位置最佳。IC2的滤波输出分别送至IC3和IC4。IC3也是一块741，用作低电压音频放大器LM386IC5的缓冲级，信号经IC5放大后驱动双声道耳机，耳机阻抗为8，电路中已将双声道耳机并接成单声道耳机，这时有效阻抗为4，正好与LM386的要求相匹配。IC4也是一块741，接成放大器用来驱动双色LED，它能以视觉的形式显示心跳的状态。操作时，先将音量控制电位器放在1020的位置，戴上耳机，将拾音器放在病人的胸部，慢慢加大音量至50，使心跳声清晰可闻，但没有隆隆声，耳机里传出的一些尖叫声、流水声、爆破声或破裂声属病人胸腔的正常现象，不属于电路问题。操作时，为避免灵敏度太高，可将音量减少一些再移动拾音器，待拾音器放好后再开大音量诊听。同时在操作时将拾音器尽量远离耳机，以消除反馈啸叫。电子听诊器的R3放在音量的10处，其响度相当于老式听诊器的音量。至于拾音器MIC，可在医用器材商店购买廉价的老式听诊器振膜头，在振膜耳把上套上1？2英寸长的橡皮管，另一头挤压入一只1/4英寸直径的超小型驻极体话筒，话筒的两根导线用屏蔽电缆接到电路中的MIC处，驻极体话筒处最好用热缩套管加固，也可用胶带捆扎，防止操作时产生不必要的噪声干扰。华崇良编译自PE99/1电子报提供电子听诊器(1)电子听诊器可以把人的心、肺、脉搏等声音经放大后，直接由扬声器放出来。如配合录音机还可以把异常声音录下来，做为病历档案保存。电子听诊器电路原理图如图36-1所示。心、肺、脉搏等声音通过声音探头转换为电信号，经电晶体管VT1组成的放大器放大后，通过电位器RP2调节再由晶体管VT2、VT3组成的复合管放大，直接由扬声器发出声音。也可由耳机监听。通过插口XJ输入录音机可进行录音。听测有节奏的声音，如脉搏时，可由发光二极管发光指示，它可随脉搏而闪动。图36-1声音探头由一个微型驻极体话筒和一个听诊器的听头组成。制作时，把听诊器的胶管截去，留下约10cm左右，把驻极体话筒塞进断口。引线最好能用话筒屏蔽线。由于话筒封装在胶管中，因此灵敏度是比较高的，对外界的声音几乎无反映。装置如图36-2所示。输出变压器T可用一般晶体管收音机用推换式输出变压器。图36-2(刘金汝)简易多用电子听诊器目前所用的气导式听诊器，易受干扰而产生杂音，其灵敏度也较低，只能供一个人使用。图35所示的多用电子听诊器，体积小，灵敏度也较高，可供多人使用；配上录音机时可将听到的心肺音录制下来，供病例讨论用。图35中晶体管VT1、VT2和VT3(3DG6)等组成两级直耦放大器，VT2、VT3为复合管。当合上S1时，听头(BC)贴放于人体心肺部，将心肺音转换成音频电信号，通过C1加至VT1，经两级放大后送至耳机(BC1、BC2)。为能使双耳机听用，将两只8耳机串联使用，当把800耳机插入XJ1时，可同时供另一人听音(双人听用)。同时，XJ1还可用作录音机录制心肺音或者将音频信号直接扩大后(配上扩音器)，能为多人听音之用。将听诊器的信号经XJ1输给示波器，观察心肺音的跳动、呼吸和波形。BC、BC1和BC2均用8微型耳机。图35该听诊器的各元件焊好后装置于小塑料盒内，作听筒用的8耳机将其凸出部分削弃，使能平压于胸部。整个听诊器外形可参照气导式听诊器的形状制作。工作点调在“X”串入电流表，调整R2使之达24mA即可。在试听时若有啸叫声，可在VT1的基极与集电极之间加入一个470P的电容。(陈文全)电子听诊器(2)用一块LM386和两只3DG6型号三极管组装电子听诊器，经试用，效果较好。与普通听诊器相比，有价格低廉，声音清晰，音量音调可调等优点。图39图39中的VT1、VT2(3DG6)组成前置放大器，IC(LM386)作功效，C4、C5、C6和一拨动开关组成音调调节装置。调整RP，使VT2集电极对地电压为3V，接上探头即可工作。探头采用价格低廉的压电陶瓷片，利用其压敏特性，将心脏跳动的声音转变成电信号，为减轻探头刺耳的触磁音和病人的不适，将探头用23层纱布包紧，铜片面向外。(魏小弯)高灵敏度电子听诊器图37所示高灵敏度电子听诊器，比“老式”的听诊器音量增大约47倍，有利于提高对病人的确诊率。如遇特殊病人需要做长期比较性检查时，还可以配合录音机把听诊声音录下来，作为专题病例存档，有利于医疗科研工作的进行。听诊器由探头、集成放大器和声光显示部分组成。声音探头部分由一个微型驻极体话筒BP和“老式”听诊器的听头组成。为了增加灵敏度，增设了前置放大器。图37声音经听头收集后，送至驻极体话筒进行声电转换，又经晶体管VT1进行一级前置级放大后，经变压器送至集成电路输入端进行差动放大。功放及显示部分是由晶体管VT2和发光二极管VD以及扬声器等组成。由扬声器和发光二极管组成的显示，可以同时同步地显示出心脏脉搏等工作的情况。探头部分的制作：把普通(或“老式”)听诊器的胶管截去，留下约150mm左右，再把驻极体话筒塞进去即可。集成电路选用8BJ1型集成块，它是一种电压比较器，其特点是“比较”灵敏度高(5mV)输入变压器可采用晶体管收音机推挽式输入变压器代用。灵敏度的调整：可把探头放在自己的手腕上脉搏处，边听边调节，调至扬声器的音量最大、声音最清晰即可。(载春明)电子听诊器电路图片： zxO j!P, Parts List: YGF G-Y$( /S0e Part ziGzw(P+ Total Qty. sL 85Kn O Description ?6.|o:q j yyJT R1 IwD9 1 8:kF 10K 1/4W Resistor 7l.% R2 lLeF7E;g 1 Et N 2.2K 1/4W Resistor %KzbNghk 6 VvQ R3, R9 T h3jPX 0 /oc0+ v& Not used *nZ_R5) 7 u$Bpj1H R4 I._A)2hi 1 TV3/vOC2uM 47K 1/4W Resistor zXtG7xwN & R i0 R5, R6, R7 geQ+ v 3 wxJaYu8 33K 1/4W Resistor CHVImXC %ZScjF! R8 + eC 1 u7x)2:U 56K 1/4W Resistor L 8Dc )Ge*Nq, R10 T+M5Qvwhg 1 UmdB)K 4.7K 1/4W Resistor qMA0jj 0|Ifxs R11 z?-I3T 1W 2.2K to 10K audio-taper (logarithmic) volume control kr$W18q !ifJrk R12 ld/GTvFtN 1 72+b0IG 330K 1/4W Resistor _H|gu Ss =C?|* R13, R15, R16 WG0dOtJw 3 Nv&5m*B 1K 1/4W Resistor 9L6h 0AR16 C6, C7 Z Tkf7z 2 H qW w 1000uF/16V Electrolytic Capacitor Q HF (*bLh U1 u57btxZqr U2, U3 y0b U4 H?I En s U5 aIw T 1 pnf5pU 0 & N4 1 pnO. 1 /YPipEP TL072 Low-noise, dual opamp q2_AAj6B Not used m &n6.+ 741 opamp LY(,q LM386 1/4W power amp k.z8a!* #uP.# &;Ba0EguJ =/ jGLDf!V 1 4Byv.tp 1/8 Stereo Headphones Jack DvHPpMt t_k|Hvtv LED G1,yzHh 1 aW|8$kQ Red/green 2-wire LED OVGRtT 782El7YV Batt1, Batt2 s7z%( 2 ;3 2N+Q 9V Alkaline Battery W)8_FcQw Q%* SW Uf K7r 1 OpqM%:9G8 2-pole, single throw Power Switch u|(hB& R-Q14 Misc. SJ!m|z|Z 1 qru 4 Stethoscope head or jar lid, Rubber Sleeve for microphone. +QD8iy8 iCSeS Assembly: fH);R aWVY ,$ 1) Assemble the circuit using Veroboard (stripboard) or a PCB. jO1f2YQ 2) Use a shielded cable for the microphone as shown on the schematic. j*-NmzCI 3) Fasten the microphone to the stethoscope head with a rubber isolating sleeve or use a short piece of rubber tubing on its nipple. A thick jar lid can be used as a stethoscope head. The microphone must be spaced away from the skin but the stethoscope head must be pressed to the skin, sealing the microphone from background noises and avoiding acoustical feedback with your headphones. nHco?7 4) The microphone/stethoscope head must not be moved while listening to heartbeats to avoid friction noises. 6CgY6m! 5) Protect your hearing. Keep the microphone away from your headphones to avoid acoustical feedback. g13hB%:t, O tqrTt. Circuit Description: +H&-plb P aw3 nl U1a operates as a low-noise microphone preamp. Its gain is only about 3.9 because the high output impedance of the drain of the FET inside the electret microphone causes U1as effective input resistor to be about 12.2K. C2 has a fairly high value in order to pass very low frequency (about 20 to 30Hz) heartbeat sounds. vQasum U1b operates as a low-noise Sallen and Key, Butterworth low-pass-filter with a cutoff frequency of about 103Hz. R7 and R8 provide a gain of about 1.6 and allow the use of equal values for C3 and C4 but still producing a sharp Butterworth response. The rolloff rate is 12dB/octave. C3 and C4 can be reduced to 4.7nF to increase the cutoff frequency to 1KHz to hear respiratory or mechanical (automobile engine) sounds. S5wGJVTF The U4 circuit is optional and has a gain of 71 to drive the bi-colour LED.U5 is a 1/4W power amplifier IC with built-in biasing and inputs that are referred to ground. It has a gain of 20. It can drive any type of headphones including low impedance (8 ohms) ones.