1. Amplificador Telefónico
Si bien a primera vista parece un parlante manos libres para el teléfono,
la principal ventaja de este circuito es que no carga la línea telefónica
impidiendo que la misma sea levantada o tomada. Entonces es posible
escuchar en un parlante o auricular lo que se conversa por teléfono sin
que éste sea alterado o interferido.
El resistor de 330K y el capacitor de 10nF aislan al circuito de la línea
impidiendo el paso de tensiónes escesivas como la de la señal de timbre
(RING) o los picos causados por el discado decádico (PULSOS). El
amplificador empleado es un clásico de la electrónica un LM386 sin
realimentación. El potenciómetro de 10K permite ajustar el volumen de
audición. El circuito puede ser alimentado desde 6 hasta 18 voltios sin
inconvenientes.
Estetoscopio Electrónico

2. Creado en Junio, 2004 por V. García.
Basado en una idea vista en Internet.
Cuando uno encuentra una ocasión de emprender nuevas experiencias, se atreve con
montajes en cuya utilidad y repercusión nunca creyó, así me vi en este tratado en el que
teorizando me metí. Este artículo empezó siendo una recopilación de distintos tratados obre
el tema que vi en la red y que me planteó cierta curiosidad, probé a realizar un primer
documento teórico que describiera en español los puntos más importantes según un criterio
generalizado, esto fue por el mes de junio del 2004. Es evidente que el esquema de principio
utilizado para rellenar el artículo, no es mío. Luego fueron apareciendo consultas, dudas y
por este motivo, decidí realizar un montaje que me demostrara su efectividad.
Gran sorpresa la mía, en principio mi circuito no reproducía ningún sonido esperado,
decidí tomar más en serio el circuito y me impliqué en su depuración, me llevó bastante
tiempo. Casualmente tuve que acudir a mi médico Dr. Buaki Botuy por cosas de salud, al
que agradezco su colaboración, amablemente me prestó uno de sus 'estetos' y realicé
ciertas pruebas que me ayudaron, con todo esto pensé que sería un buen motivo para
lanzarlo a la red y pedir a nuestros lectores que se implicaran en su depuración por lo que
alentamos a todos para que, aporten sus experiencias y conocimientos sobre amplificación,
filtros pasa bajos, pasa banda y cualquier modo de conseguir que el circuito funcione, con
estabilidad y calidad. Si, encontramos foros sobre este particular en inglés, en francés,
italiano, ¿por que no en español?, es que los que utilizamos el castellano para expresarnos
pasamos de estos temas, sinceramente, creo que no, por si estás interesado, el foro al que
puedes dirigirte es:
http://ar.groups.yahoo.com/group/el_digital/join
Introducción.
En nuestros tiempos, el estetoscopio también conocido como
fonendoscopio, es un dispositivo usado en medicina para oír los sonidos
internos del cuerpo humano; fue inventado por René-Théophile-Hyacinthe
Laennec en 1816. Generalmente usado en la auscultación de los latidos
cardíacos o lo ruidos respiratorios mayormente, aunque algunas veces,
también se usa para objetivar otros ruidos, por lo que estos dispositivos no
solamente son útiles para los doctores.
Son muchos los que los utilizan estos sensores en sus distintos formatos,
son usados por: los aficionados, los exterminadores o anti-plagicidas, otros
para espiar y un gran número de otras aplicaciones. Es una de las
herramientas utilizadas en operaciones de búsqueda y rescate en
emergencia LPA (Localizador de Personas Atrapadas), basan su
funcionamiento prolongando el sentido del oído humano mediante sistemas
electrónicos, son de gran ayuda en estas labores en catástrofes en el
mundo.
Los estetoscopios estándares no proporcionan ninguna amplificación, lo
que viene a limitar su uso. Este circuito utiliza circuitos amplificadores
operacionales diferenciales para amplificar más que un estetoscopio
estándar e incluye filtros activos pasa banda para eliminar frecuencias
indeseadas y el ruido de fondo.

3. Descripción.
Un estetoscopio electrónico como se ha indicado puede tener una
considerable mejora sobre un estetoscopio acústico. Este es más sensible,
tiene una mejor respuesta a la frecuencia y tiene un control de volumen para
reducir el nivel cuando el ruido es molesto. El estetoscopio electrónico es
más adecuado, la potencia y ganancia con los auriculares unidos en paralelo
reproducen el sonido en fase, más natural por ambas unidades auriculares.
Varios artículos que describen su construcción han sido publicados en
revistas de electrónica y otros en la red. En estas unidades, el ruido
analizado es recogido por la sonda, luego amplificado y por último enviado a
los auriculares. Trataremos de describir los pasos y analizar el circuito que
permite su construcción.
La sonda.
Cuando utilizamos una sonda como receptor de sonidos, debemos tener
en cuenta los sonidos que esperamos escuchar y según el caso tenemos
tres opciones: sonda por vibraciones, micrófono sonda y en caso de
cardiógrafos por interferencia de luz.

4. Una sonda para vibraciones, puede ser un elemento piezoeléctrico
cerámico conocido como 'buzzer' que nos permitirá captar las vibraciones
procedentes de la carcoma, ruidos de un motor o vibraciones sísmicas o
similares. Otra aplicación es, en la localización de personas que permanecen
con vida en situaciones de derrumbes y terremotos en
catástrofes.
Un elemento piezo, mostrado a la derecha, cuando
se usa como fuente de sonido, no puede producir
frecuencias bajas, debido al pequeño tamaño y rigidez del elemento que
vibra, en cambio, cuando se usa como detector, evidentemente tiene una
buena respuesta en baja frecuencia. Asimismo el pequeño diafragma de un
micrófono no podría producir bajas frecuencias, por esto no es eficaz en la
recepción de súper bajas frecuencias. La sonda piezo, se utiliza en contadas
ocasiones y responde a la necesidad de establecer el origen de ciertas
vibraciones, es colocada en contacto directo con las fuentes sospechosas de
ruido y vibraciones.
Sin embargo para oír los latidos del corazón,
es más adecuado el empleo preferentemente
del micrófono sonda o en todo caso la
interferencia del rayo de luz sobre el flujo
sanguíneo. La imagen de la derecha muestra el
esquema de construcción del detector.
El ruido es recogido por la sonda, la mayor
parte de sondas usan un pequeño elemento de
micrófono como sonda que recoge sonidos del aire, los usados en clínicas de
supervisión y cuidados intensivos, así como en quirófanos por su comodidad
y fiabilidad utilizan una pinza sobre un dedo, en su interior un rayo de luz
infrarroja es interceptado por el flujo de la corriente sanguínea y esto se
amplifica y muestra mediante un contador.
En algunas aplicaciones con un micrófono, la sonda no tiene que ponerse
en contacto directo con la fuente ruidosa. Para algunos ruidos, una
sonda de micrófono es mejor, como se aplica cerca de la fuente
de ruido, el sonido en los auriculares se hace más fuerte.

5. En nuestra aplicación usaremos una sonda micrófono, para el cual
emplearemos uno tipo 'electret' por su alta impedancia. El elemento de
micrófono en la sonda de micrófono se conecta directamente a la entrada del
preamplificador, mediante cable apantallado, la señal obtenida del micrófono
ataca la entrada de muy alta impedancia
del primer amplificador U1, requisito
necesario en el proyecto por las
características exigidas.
Si lo que pretendemos es escuchar los
latidos del corazón, es necesario pensar
que el cuerpo humano ejerce la función
de absorber gran parte de los sonidos
generados, así que a la hora de amplificar
dichos sonidos tendremos mucho cuidado
de plantear los filtros adecuados en cada
paso y siempre que sea posible verificar mediante un osciloscopio si están
bien aplicados, a su salida aplicaremos un amplificador de cierta calidad. A la
derecha se muestra el esquema de principio del CI LM386 con una ganancia
en tensión de 200.
Hay un elemento decisivo que en ninguna publicación he visto descrito y
no se menciona ni de pasada, me refiero a la campana captora, si
disponemos de uno, es donde aplicaremos el micrófono mediante un
pequeño trozo de tubo de goma para que reciba los sonidos que la campana
recoge y luego puedan amplificarse. Su construcción influye de gran manera
en los resultados.
En las imágenes de la derecha
apreciamos la pieza más decisiva del
estetoscopio, la campana de sonido y a su
lado el corte transversal con los elementos
que la componen, es muy simple pero
efectivo, el cuerpo es de metal, el diafragma es un disco de
material elástico delgado rígido, el conducto, donde conectamos el tubo de
goma y micrófono y además está la cámara que al ser cónica concentrará el
sonido que le llega.
El esquema.

6. Fig. 01
El esquema como se ve, comprende una serie de filtros activos U1-U2 y
U3, que se encargan de filtrar y amplificar la señal de sonido que recogió la
sonda y se entrega al amplificador de audio U5, quien se encarga de su
optimización. U4 permite observar el ritmo de los sonidos captados por la
sonda de forma óptica por el doble diodo LED D1.
Así pues, la señal de salida del micrófono se amplifica mediante el
amplificador U1, se envía a un filtro activo pasa banda de segundo orden,
construido mediante el segundo amplificador U2 y la realimentación obtenida
por C4 y R7 (ver más abajo este filtro), que nos entrega la señal
convenientemente amplificada por U3, en este punto se deriva dicha señal,
por un lado utilizando un amplificador U4, que activará un indicador óptico,
un diodo led bicolor; por otro lado, la señal del amplificador U3, se aplica al
amplificador de audio U5 en este caso de 1W, constituido por un LM386 con
unos pocos componentes, con el que mediante unos auriculares de alta
impedancia, podremos escuchar los sonidos o los subsonidos captados.
En la práctica, después de varios intentos y pruebas sobre este circuito y
haber probado distintos tipos de filtros para la segunda etapa, la más crucial
y determinante, encargada del filtro activo pasa banda, que ha de ser muy
elaborada, pues debe dejar pasar el soplo del sonido detectado por la sonda
(micro) y no la frecuencia introducida de red o ruidos circundantes, que
normalmente se reintroducen incluso por carga del cuerpo humano,
finalmente he optado por el mostrado.

7. Se recomienda cortar todos los terminales de los componentes, lo más
cortos posible así como el cable coaxial desde el micrófono al circuito
impreso, debe mantenerse bastante corto. Tener en cuenta que cuando
trabajamos en amplificaciones de audio con frecuencias tan bajas, hasta las
pistas del circuito impreso se comportan como antenas introduciendo ruidos
en la propia amplificación.
Una premisa de seguridad, cuando se aplican electrodos o sondas sobre el
cuerpo humano, se recomienda utilizar baterías para la alimentación siempre
que sea posible o en último caso por seguridad, transformadores
separadores galvánicos. Se debe considerar utilizar dos baterías o pilas de 9
Voltios, preferible a utilizar la energía de red de CA, por muy buena que sea
la fuente de alimentación, siempre se 'cuela' el molesto ruido de la
ondulación de alterna (CA).
El filtro pasa banda original, parece confuso, a la
derecha configurado como es más normal. Cada uno
puede realizar sus cálculos de los filtros para comprender
mejor su función y pruebe el que mejor se adapte a su
caso, sin embargo estoy completamente seguro que éste
cumple las expectativas que se pretenden.
Debería emplearse dos filtros pasa bajos con banda
pasante de 10Hz, seguidos de un par de filtros pasa altos
con una banda pasante de 100Hz, las resistencias a usar deben ser del 1%
para un valor mas preciso y lograr entre 60 y 80dB. En cuanto a las formulas,
son las habituales:
Filtro pasa altos: Rpa = V2 / 2pi fc Cpa Filtro pasa bajos: Rpb = 1 / 2pi
V2 fc Cpb
Para los cálculos, los datos que disponemos son:
Frecuencia de corte pasa altos fc = 10 Hz, C3 y C4 entre 1nf y 100nf
Frecuencia de corte pasa bajos fc = 100Hz, C5 sobre 1uf
El operacional a usar es responsable de la calidad que quieras obtener, así
pues, yo usaría un INA114 para instrumentación o similar un bifet como el
TL084. En el amplificador de audio original se utilizaba un LM741, en esta
actualización utilizaremos el amplificador de audio LM386 con una
configuración que entrega una ganancia entre 20 y 200. El filtro pasa bajos
pasivo de salida formado por C9 y R14, debe acercarse en sus valores a los
descritos, su función es evitar en parte, los ruidos generados por los picos de
la amplificación recortándolos.
Realización práctica.

8. Debido al interés despertado por este artículo, me veo gratamente obligado
a ampliar con detalles la realización de este práctico estetoscopio con el
circuito práctico del amplificador que incluye el pequeño amplificador de
audio para usar con auriculares.
El amplificador está compuesto básicamente por tres
amplificadores operacionales, configurando el primero como
amplificador de alta impedancia de entrada. La ganancia de un
amplificador operacional [op-amp] como inversor viene dada por la expresión
de la derecha, así mismo, la impedancia de entrada del amplificador, viene
determinada por el valor que asignemos a R1.
En nuestro caso necesitamos que las señales en modo común no sean
amplificadas para evitar el ruido de los 50Hz provenientes de la red, esto lo
conseguimos con el filtro activo pasa-banda de la figura para las señales en
modo común. La señal a la salida de este amplificador ya podríamos
utilizarla, sin embargo para discriminar aún más la señal del ruido utilizamos
un nuevo filtro activo en el tercer amplificador. El montaje se puede realizar
con un CI LM324 para que sea más compacto, el cual contiene 4
amplificadores diferenciales en la misma cápsula, idénticos al LM741.
Aprovechando mi experiencia con el amplificador LM386, éste requiere
solo y unos pocos componentes, funciona con alimentación única de 9V y
auriculares estándar de alta impedancia con control de volumen, conectando
ambos auriculares en paralelo obtenemos el efecto envolvente, mejor que
ponerlos en serie, lo que produciría un retardo por desfase en la audición.
En el circuito estetoscopio electrónico mostrado arriba, el LM386 en el
esquema general, no funciona a su máxima ganancia de tensión aproximada
de 200 [46dB]; R11 es el control de volumen. En circuitos que usan el
LM386, si se omite C6 entre las patillas 1 y 8, la ganancia aproximadamente
es 20 [26dB] y el condensador bypass C8 no se necesita. Se pueden obtener
ganancias intermedias conectando una resistencia 1.200 ohmios en serie
con C6; dan una ganancia aproximada de 50. R14 y C9 mejoran la
estabilidad del amplificador en alta frecuencia. En diferentes circuitos del
LM386, utilizan el condensador C10 de bypass de alimentación, es muy
importante para asegurar una amplificación estable.
El montaje del circuito lo hemos llevado a cabo mediante un tablero de
pruebas ('protoboar'), como el que se aprecia en la imagen de abajo. En
dicha imagen se muestra la disposición de los componentes como otra ayuda
al principiante y como referencia para no perdernos en el seguimiento del
esquema. Puede apreciarse que hemos utilizado como siempre los
componentes más comunes y que resultan de fácil localización en el
comercio.

9. Fig. 02
A la izquierda destaca el micro, también destacan los cinco CI, cuatro de
ellos son el conocido LM741 y a la derecha el amplificador de audio LM386.
Se hace hincapié en la interconexión de este amplificador ya que de él
depende la calidad del sonido resultante. Puede utilizarse el circuito LM324 y
obtener un montaje más compacto, ver imagen siguiente.
Discusión.
Al conectar la alimentación y al conectar los auriculares no oye nada, a
pesar de girar al máximo el potenciómetro R11 o escucha un molesto ruido.
Si no oye nada, sin duda algo no está en su sitio, revise el circuito otra vez, le
aseguro que ha de oírse algún tipo de ruido, si el ruido es agudo, revise los
valores de los condensadores, si por el contrario oye un soplido o tableteo,
baje un poco el volumen y trate de escuchar con atención, es conveniente al

10. principio acoplarse un poco al sonido que se escucha.
Que ni por esas, no oye el latido de su corazón, no importa que en su caso
funciona bien, lo ha de poder oír. Vaya, en ese caso es una las dos
siguientes opciones, es cuestión del micrófono o de los auriculares. Le
aseguro que tuve que probar entre más de siete modelos de micrófonos
electret, hasta encontrar uno con 60dB de salida y no crea que eso es todo,
los mismos auriculares son un elemento que me llevó bastantes quebraderos
de cabeza, elija uno de alta impedancia es lo ideal.
Primero, debe poner el jack estéreo en paralelo para los dos auriculares de
cierta calidad y así oír ambas partes iguales, eso ayuda bastante.
Claro que a pesar de todo, esto sigue igual, sin oír los dichosos latidos de
su corazón y casi se queda sordo por los chirridos que llegan de todas
partes, sin duda es cuestión del electret. Va por buen camino.
En último lugar debe revisar la sonda captora, no sólo el micrófono, sino el
conjunto, del micro y la campana captora del sonido o mejor debería decir
subsonido ya que los sonidos son bajos entre 10 y 180 pulsos y claro
modulados por una frecuencia baja como un rumor.
Observe la imagen que presento a la derecha y
aproveche algún objeto cónico o construya con un par de
tapones de botella una especie de campana, debe sellar
con una membrana de papel cebolla la campana a 3
milímetros del borde y cuando esté seco, una segunda
membrana, ésta de material más rígido, plástico de un
protector de CD-ROM por ejemplo y péguelo en el borde exterior de la
campana, esto creará una cámara que nos permitirá obtener los sonidos que
necesitamos.
En mi caso aproveche un casquillo o tapón cónico de metal, al que le
practiqué un agujero en el extremo cerrado con una broca del diámetro del
electret para que quedara ajustado, luego recorté un trozo de papel satinado
un poco más pequeño que la tapa, de espesor doble o poco más que una
cuartilla de 90gramos y lo pegué en el extremo ancho, luego use un trozo de
plástico de un protector de CD-ROM del que recorté un círculo del diámetro
de la boca del casquillo y lo pegué, procuré que éste estuviera cerca del
anterior pero sin llegar a rozarlo, de modo que quedara una pequeña cámara
de aire entre ambos y eso es todo.
De cualquier modo alentamos a los lectores interesados a que, expresen
sus dudas y para intercambio de ideas contacten con el autor. Algunos
estudiantes de medicina ya han construido su propio esteto basado en este
artículo y han obtenido nota en sus presentación, lo cual me llena de orgullo

11. porque me demuestra que a servido de trampolín en sus estudios.
Notas:
11. 03-03-07 - Se modifica el filtro pasa bajos, para mejorar.
10. 05-12-06 - Se añaden formulas filtros pasa altos y pasa bajos.
9. 05-05-06 - Se añade el circuito usando el LM324.
8. 20-12-2004 - El actual.
7. 16-11-2004 - Se modifica el esquema.
6. 02-09-2004 - Modificado el error: LM385 por el adecuado LM386
Amplificador de audio.
5. Los auriculares de alta impedancia tienen mejor respuesta.
4. R11 de 5K logarítmico, es el control de volumen.
3. Los + 9V y - 9V se puede obtener por dos baterías 9V unidas en
serie y solapadas ligeramente en la envoltura.
2. Tenga cuidado con el volumen, pues el exceso de nivel de
ruidos puede dañar sus oídos.
1. MIC1 es un montaje hecho aparte, de una cabeza de
estetoscopio y un micrófono electret de 20dB o más. Cortar la
cabeza del estetoscopio y utilizar un pedazo pequeño de tubo de
goma, para ensamblarla en la cabeza, que entre roscada al
micrófono.