Музична "анестезія"

Інж. П. ВАЙНБОЙМ, Г. МИРОНЕНКО, м Ленінград

Розбираючи старі архіви, наткнувся на цю статтю і вирішив поділитися нею. Колись давно, будучи студентом Горьковського радіотехнічного технікуму, цей прилад був темою дипломного проекту мого однокурсника і товариша по лабораторії. Весь процес складання та випробувань пристрою проходив на моїх очах. Конструкція зібраного приладу була дещо іншою - використовувався високоякісний на ті часи котушковий   магнітофон   (здається "Юпітер 001-стерео") і трохи змінена схемотехніка. Первісне скептичне ставлення до даного пристрою змінилося впевненістю в його ефективності після перших же випробувань в кабінеті стоматолога. Крім того, ми використовували цей пристрій просто для відпочинку в перервах між роботою. Зацікавлені можуть зробити подібний прилад, спираючись на принцип, викладений в нижчеподаній статті. А, використовуючи сучасні засоби звуковідтворення, наприклад CD-програвач, і сучасну схемотехнику, можна створити компактний прилад. Отже, ідея є - вперед!

Микола Большаков.

Пропонований увазі читачів прилад призначений для знеболювання в процесі лікування зубів і протезування. Всім відомо, які неприємні опущення виникають при обробці зуба бормашиною. Цілком зрозумілий тому інтерес фахівців до проблеми знеболювання при лікуванні зубів. Свого часу було запропоновано багато способів, але жоден з них не був достатньо ефективним. Найбільш перспективним виявився так званий метод звуковий аналгезії. Полягає він у тому, що під час лікування пацієнт прослуховує музичну програму і білий шум (суміш всіх компонентів звукового спектру частот), що подаються на головні телефони. Музика благотворно впливає на нервову систему хворого, а білий шум гасить вогнище збудження в корі головного мозку, викликаний больовими відчуттями.

прилад   для    знеболювання    (звуковий    аналгізатор)    був    сконструйований    ленінградським    інженером П. Вайнбоймом в співдружності з лікарем Військово-медичної академії ім. С. М. Кірова Г. Мироненко. У створенні приладу велику допомогу надали техніки В. Кузнєцов і Ф. Гуляніцій.

За час дворічної експлуатації в стоматологічному відділенні поліклініки Військово-медичної академії звуковий аналгізатор незмінно отримував хороші відгуки пацієнтів. Прилад експонувався на 17-й ленінградської виставці творчості радіоаматорів-конструкторів ДОСААФ і був удостоєний диплома I ступеня.

Блок-схема звукового аналгізатора показана на рис. 1. Прилад складається з блоку посилення НЧ, блоку змішувача (пульт пацієнта), блоку живлення і механізму протягування стрічки з нескінченною петлею магнітної стрічки. Його призначення полягає в тому, щоб одночасно відтворювати музичну програму і білий шум, записані на чотирьох доріжках магнітної стрічки. У приладі використані низькоомних двоканальні відтворюють головки з робочим зазором 3 мк, магнітна стрічка типу 6, швидкість руху стрічки 9,53 см / сек.

Корекція частотної характеристики в каскаді попереднього підсилювача НЧ дозволяє добитися високоякісного відтворення в частотному діапазоні до 10 кГц.

На рис. 2 зображена принципова схема звукового аналгізатора. Всі чотири сигналу знімаються магнітними головками з доріжок магнітної стрічки, напруга сигналу надходить на відповідний попередній підсилювач НЧ, виконаний на транзисторах Т1-Т3. Два попередніх підсилювача НЧ підсилюють сигнали каналу музики (Ам і БМ), а два інших - сигнали каналу шуму (Аш і БШ). На вході крайового підсилювача НЧ з допомогою пасивних змішувачів (R10, R11, R23 і R24) музика і шум змішуються в необхідних співвідношеннях. Після змішування і посилення напруги сигналу двома кінцевими підсилювачами НЧ (Т4-Т9) сигнали Аш + Ам подаються на один з головних телефонів, а БШ + БМ - на інший, в результаті чого виникає бінатуральний ефект. При необхідності пацієнт може регулювати окремо величину рівня музики і шуму від нуля до максимуму.

Трехкаскадний попередній підсилювач НЧ виконаний на транзисторах Т1-Т3 (П13Б). Підсилювач охоплений частотнозавісімой негативним зворотним зв'язком глибиною 19 дб. Перший каскад підсилювача виконаний за схемою з загальним емітером. Головка відтворення з'єднана з входом підсилювача через конденсатор С1. Транзистор, використаний в першому каскаді, повинен мати мінімальний рівень шумів. Для узгодження першого каскаду з наступним застосований емітерний повторювач, гальванічно пов'язаний з першим каскадом. Третій каскад аналогічний першому. Напруга негативного зворотного зв'язку подається з колекторної ланцюга останнього транзистора (Т3) в емітерний ланцюг першого через елементи C4R4R6. Вихідний каскад навантажений на регулятор рівня, який знаходиться в виносному блоці - змішувачі.

Блок змішувача, оформлений у вигляді окремого пульта, являє собою реостатний дільник, що складається з двох спарених потенціометрів (R10 і R24) і розв'язують резисторів R11, R23. Потенціометри виконують роль регуляторів рівня музики і шуму. Розв'язують резистори необхідні, щоб усунути взаємний вплив виходів попередніх підсилювачів НЧ. Опору цих резисторів підбирають експериментально.

Крайовий підсилювач підвищує рівень сигналу до необхідного для нормального відтворення в головних телефонах. Цей підсилювач повинен мати невеликий коефіцієнт нелінійних спотворень, високий вхідний опір, незначний коефіцієнт посилення по напрузі і додаткову корекцію частотної характеристики в області низьких частот (приблизно 4 дб на октаву).

Крайовий підсилювач зібраний на шести транзисторах (Т4-Т9), п'ять з яких типу р-n-р, а шостий (Т 9) - типу n- р-n (П10).

Перший і третій каскади, виконані на транзисторах Т4 і Т6 за схемою з загальним емітером, підсилюють напругу сигналу. Другий і четвертий каскади на транзисторах Т5 і Т 7 (за схемою емітерного повторювача) служать для узгодження вихідних опорів попередніх каскадів з вхідними опорами наступних.

Вихідний каскад являє собою двотактний підсилювач потужності, зібраний по схемі із загальним колектором на транзисторах різної провідності. Це дозволяє обійтися без фазоінверсного каскаду. Підсилювач охоплений глибоким зворотним зв'язком (26 дб), що різко знижує коефіцієнт нелінійних спотворень. Напруга зворотного зв'язку залежить від частоти (частотнозавісімой зворотний зв'язок), завдяки чому досягається додаткова корекція частотної характеристики каналу відтворення в області нижчих частот. Крім того, вхідний опір кінцевого підсилювача, охопленого зворотним зв'язком, підвищується. Підсилювач не критичний до навантаження.

Блок живлення приладу містить стабілізатор напруги на транзисторах Т10, Т11. Опорна напруга знімається з кремнієвого стабілітрона типу Д811. Випрямляч зібраний за мостовою схемою на чотирьох германієвих діодах Д7А. Всі пристрій живиться від мережі змінного струму через силовий трансформатор.

Кінематична схема механізму протягування стрічки показана на рис. 3. Застосування нескінченної петлі магнітної стрічки, вміщеній в спеціальну касету, дозволило спростити механізм протягування стрічки і використовувати малопотужний двигун типу ЕДГ-1М.

Касета апарату представляє собою пластмасову коробку з рулоном стрічки довжиною 230 м , Яка намотана на дисковому підставі, вільно обертається на осі касети. Робочий діаметр ведучого вала 5 мм . Завдяки застосуванню нескінченної петлі стрічки в перемотуванні немає необхідності, і апарат завжди готовий до дії. Стрічкопротяжний механізм приводиться в дію тумблером, що включає харчування двигуна і притискають провідний ролик до валу. Дві стереофонічні головки розташовані безпосередньо під корпусом касети.

Для надійного контакту магнітної стрічки з головками застосований спеціальний фетровий притиск, який відводиться в момент включення апарату.

Конструктивно весь апарат виконаний у вигляді окремого блоку (рис. 4). вага апарату 5 кг . Його розміри 230Х150Х105 мм. Верхня кришка знімна.

На верхній панелі апарату укріплені касета з пристроєм для установки і притиску магнітної стрічки до валу, дві стереофонічні головки і тумблер включення і виключення (рис. 5). C тepeофoнічecкіe головки закриті запобіжної кришкою.

Під панеллю знаходиться плата зі сплаву В-95 товщиною 6 мм . На ній укріплений механізм протягування стрічки, до складу якого входять електродвигун типу ЕДГ-1М, маховик з провідним   валом,   тяги   управління   і   притиску (рис. 6). На цій же платі укріплена вся електронна частина, що складається з чотирьохканального підсилювача відтворення, блоку живлення, силового трансформатора і сполучних колодок.

Попередні підсилювачі відтворення виконані у вигляді окремого блоку. Він змонтований на коробчатому сталевому шасі. Розміри шасі 160Х80Х40 мм. Всі чотири підсилювача зібрані на текстолітових платах і відокремлені один від одного екранами (рис. 5).

Кінцеві підсилювачі зібрані на двох текстолітових платах і розташовані по іншу сторону від монтажу попередніх підсилювачів. Пульт управління виготовлений у вигляді окремого блоку. До складу цього блоку входять два здвоєних потенціометра, що грають роль регуляторів рівня, і вихідні колодки для підключення головних телефонів лікаря і пацієнта.

Мал. 3. Кінематична схема механізму протягування стрічки: 1. Фасонний диск,   2. Рулон   плівки,   3. Втулка   диска, 4. Підстава, 5. Прижимний ролик, 6. Напрямна колонка, 7. Ведучий вал, 8. Магнітна відтворює стереоголовка,    9. Притискна    планка,    10. Фетрова    накладка,    11. Петля    магнітної    стрічки.     12. Маховик. 13. лавсанового ремінь, 14. Вісь двигуна, 15. Підп'ятник маховика, 16. Електродвигун.