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Anestesia musicale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Elettronica in medicina Il dispositivo portato all'attenzione dei lettori è destinato ad alleviare il dolore durante i trattamenti dentistici e protesici. Tutti sanno quali spiacevoli omissioni si verificano quando si tratta un dente con un trapano. Pertanto, l'interesse degli specialisti per il problema della riduzione del dolore durante il trattamento dentale è abbastanza comprensibile. Un tempo venivano proposti molti metodi, ma nessuno di essi era abbastanza efficace. Il metodo più promettente si è rivelato essere il cosiddetto metodo dell'anestesia sonora. Consiste nel fatto che durante il trattamento il paziente ascolta un programma musicale e un rumore bianco (una miscela di tutti i componenti dello spettro delle frequenze audio) inviato alle cuffie. La musica ha un effetto benefico sul sistema nervoso del paziente e il rumore bianco estingue la fonte di eccitazione nella corteccia cerebrale causata dal dolore. Il dispositivo per l'anestesia (analizzatore sonico) è stato progettato dall'ingegnere di Leningrado P. Weinboim in collaborazione con il medico dell'Accademia medica militare. SM Kirov G. Mironenko. I tecnici V. Kuznetsov e F. Gulyanitsiy hanno fornito grande assistenza nella creazione del dispositivo. Durante i due anni di attività nel reparto odontoiatrico del policlinico dell'Accademia medica militare, l'analizzatore sonoro ha costantemente ricevuto buone recensioni dai pazienti. Il dispositivo è stato esposto alla 17a mostra di Leningrado della creatività dei radioamatori-designer DOSAAF e ha ricevuto un diploma di XNUMX° grado. Lo schema a blocchi dell'analizzatore sonico è mostrato in Fig. 1. L'apparecchio è costituito da un'unità di amplificazione dei bassi, un'unità mixer (console paziente), un alimentatore e un meccanismo di azionamento del nastro con un anello infinito di nastro magnetico. Il suo scopo è riprodurre contemporaneamente un programma musicale e un rumore bianco registrato su quattro tracce di nastro magnetico. L'apparecchio utilizza testine riproduttrici a due canali a bassa resistenza con distanza di lavoro di 3 micron, nastro magnetico di tipo 6, velocità del nastro 9,53 cm/sec.
La correzione della risposta in frequenza nello stadio del preamplificatore dei bassi consente una riproduzione di alta qualità nella gamma di frequenza fino a 10 kHz. Nella fig. La Figura 2 mostra un diagramma schematico di un analizzatore del suono. Tutti e quattro i segnali vengono rimossi dalle testine magnetiche dalle tracce del nastro magnetico, la tensione del segnale viene fornita al corrispondente preamplificatore a bassa frequenza, realizzato sui transistor T1-T3. Due preamplificatori a bassa frequenza amplificano i segnali del canale musicale (Am e Bm) e gli altri due - i segnali del canale rumore (Ash e Bsh). All'ingresso dell'amplificatore finale dei bassi, musica e rumore vengono miscelati nei rapporti richiesti utilizzando mixer passivi (R10, R11, R23 e R24). Dopo aver miscelato e amplificato la tensione del segnale mediante due amplificatori finali a bassa frequenza (T4-T9), i segnali As+Am vengono inviati a una delle cuffie e Bsh+Bm all'altra, risultando in un effetto binaturale. Se necessario, il paziente può regolare separatamente i livelli di musica e rumore da zero al massimo.
Il preamplificatore per bassi a tre stadi è realizzato utilizzando i transistor T1-T3 (P13B). L'amplificatore è coperto da un feedback negativo dipendente dalla frequenza con una profondità di 19 dB. Il primo stadio dell'amplificatore è realizzato secondo un circuito di emettitore comune. La testina di riproduzione è collegata all'ingresso dell'amplificatore tramite il condensatore C1. Il transistor utilizzato nel primo stadio deve avere un livello di rumore minimo. Per abbinare il primo stadio al successivo viene utilizzato un inseguitore di emettitore collegato galvanicamente al primo stadio. La terza cascata è simile alla prima. La tensione di feedback negativo viene fornita dal circuito del collettore dell'ultimo transistor (T3) al circuito dell'emettitore del primo elemento passante C4R4R6. Lo stadio di uscita viene caricato su un regolatore di livello, che si trova in un'unità remota: un mixer. L'unità di miscelazione, progettata come telecomando separato, è un divisore reostato costituito da due potenziometri accoppiati (R10 e R24) e resistenze di disaccoppiamento R11R23. I potenziometri fungono da controlli del livello di musica e rumore. Le resistenze di disaccoppiamento sono necessarie per eliminare l'influenza reciproca delle uscite dei preamplificatori LF. La resistenza di questi resistori viene selezionata sperimentalmente. L'amplificatore finale aumenta il livello del segnale al livello necessario per la normale riproduzione in cuffia. Questo amplificatore dovrebbe avere una bassa distorsione armonica, un'elevata impedenza di ingresso, un basso guadagno di tensione e una correzione aggiuntiva della risposta in frequenza nella regione delle basse frequenze (circa 4 dB per ottava). L'amplificatore finale è assemblato su sei transistor (T4-T9), cinque dei quali sono di tipo p-n-p, e il sesto (T9) è di tipo n-p-n (P10). Il primo e il terzo stadio, realizzati sui transistori T4 e T6 secondo un circuito di emettitore comune, amplificano la tensione del segnale. Il secondo e il quarto stadio sui transistori T5 e T7, (secondo il circuito inseguitore dell'emettitore) servono a far corrispondere le resistenze di uscita degli stadi precedenti con le resistenze di ingresso di quelli successivi. Lo stadio di uscita è un amplificatore di potenza push-pull, assemblato secondo un circuito con un collettore comune utilizzando transistor di diversa conduttività. Ciò consente di fare a meno di una cascata con fase invertita. L'amplificatore è coperto da un feedback profondo (26 dB), che riduce drasticamente il fattore di distorsione non lineare. La tensione di feedback dipende dalla frequenza (feedback dipendente dalla frequenza), grazie alla quale si ottiene un'ulteriore correzione della risposta in frequenza del canale di riproduzione nella regione delle basse frequenze. Inoltre aumenta l'impedenza di ingresso dell'amplificatore finale coperto dal feedback. L'amplificatore non ha un carico critico. L'alimentatore del dispositivo contiene uno stabilizzatore di tensione sui transistor T10T11. La tensione di riferimento viene rimossa dal diodo zener al silicio tipo D811. Il raddrizzatore è assemblato secondo il circuito del ponte su quattro diodi al germanio D7A. L'intero dispositivo è alimentato da corrente alternata tramite un trasformatore di alimentazione. Lo schema cinematico del meccanismo dell'unità a nastro è mostrato in fig. 3. L'uso di un anello infinito di un nastro magnetico inserito in una speciale cassetta ha permesso di semplificare il meccanismo di trasmissione del nastro e di utilizzare un motore di tipo EDG-1M a bassa potenza.
La cassetta del dispositivo è una scatola di plastica con un rotolo di nastro lungo 230 m, avvolto su una base a disco che ruota liberamente attorno all'asse della cassetta. Il diametro di lavoro dell'albero motore è di 5 mm. Grazie all'utilizzo di un nastro ad anello infinito, non è necessario riavvolgere e il dispositivo è sempre pronto all'azione. Il meccanismo di azionamento del nastro viene attivato da un interruttore a levetta, che accende l'alimentazione al motore e preme il rullo di azionamento sull'albero. Due testine stereo si trovano direttamente sotto il corpo della cassetta. Per un contatto affidabile del nastro magnetico con le testine, viene utilizzato uno speciale morsetto in feltro, che viene rimosso al momento dell'accensione del dispositivo. Strutturalmente, l'intero apparato è realizzato sotto forma di un'unità separata (Fig. 4). Il peso dell'apparecchio è di 5 kg. Le sue dimensioni sono 230X150X105 mm. Il rivestimento superiore è sfoderabile.
Sul pannello superiore del dispositivo sono montate una cassetta con un dispositivo per installare e premere un nastro magnetico sull'albero, due testine stereo e un interruttore a levetta di accensione/spegnimento (Fig. 5). Le testine stereo sono coperte da un cappuccio di sicurezza.
Sotto il pannello c'è una tavola in lega V-95 di 6 mm di spessore. Su di esso è fissato un meccanismo di trasmissione del nastro, che include un motore elettrico del tipo EDG-1M, un volano con un albero di trasmissione, aste di controllo e di bloccaggio (Fig. 6). Sulla stessa scheda è fissata l'intera parte elettronica, costituita da un amplificatore di riproduzione a quattro canali, alimentatore, trasformatore di alimentazione e blocchi di collegamento.
I preamplificatori di riproduzione sono realizzati sotto forma di un'unità separata. È montato su un telaio in acciaio a forma di scatola. Dimensioni telaio 160x80x40 mm. Tutti e quattro gli amplificatori sono assemblati su schede di textolite e separati l'uno dall'altro da schermi (Fig. 5). Gli amplificatori finali sono assemblati su due schede di textolite e si trovano sull'altro lato del montaggio dei preamplificatori. Il pannello di controllo è realizzato sotto forma di un'unità separata. Questa unità include due doppi potenziometri che fungono da controlli di livello e blocchi di uscita per il collegamento delle cuffie del medico e del paziente. Autori: P. Weinboim, G. Mironenko; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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