RF vs. Audio mit der gleichen Frequenz

Aus einem Artikel eines Ingenieurs bei Cisco Systems :

Ein HF-Signal kann dieselbe Frequenz wie eine Schallwelle haben, und die meisten Menschen können einen 5-kHz-Audioton hören. Niemand kann ein 5-kHz-HF-Signal hören.

Warum nicht?

Der Audioton sind Kompressionswellen, die sich durch die Luft bewegen und die Ihre Ohren aufnehmen können. Das HF-Signal sind Wellen im elektromagnetischen Feld, die Ihre Ohren nicht aufnehmen können.

HF-Signale sind elektromagnetische (EM) Wellen. Wir haben keine Sensoren für 5-kHz-EM-Wellen.

Wir haben jedoch EM-Sensoren, unsere Augen. Sie können EM-Wellen von Hz (rotes Licht) bis 8 × 10 14 Hz (violettes Licht) erfassen. Wenn es stark genug ist, können wir auch Infrarotstrahlung als Wärme fühlen .$4×10^{14}$$8×10^{14}$

Wir können auch (als Wärme) starke EM-Strahlung bei niedrigeren Frequenzen spüren, aber wenn Sie das fühlen, dann ist das Feld gefährlich stark und Sie sollten aus diesem (Radar-) Strahl heraustreten.

Unser Körper ist ein Dielektrikum (Isolator) mit Salzen (leitenden Ionen). Obwohl wir keine EM-Wellen erfassen können, ist die Absorption elektrischer Felder im Allgemeinen proportional zur Frequenz.

Umgekehrt können elektrische Felder mit erhöhten Pegeln toleriert werden, wenn die Frequenz verringert wird.

Beispiel Bass Woofer Audio mit 60 Hz und 100 mV in der Lautsprecherspule ist laut genug, um deutlich gehört zu werden, und 100 V _pp können etwas an den Wänden rasseln.

Während ein elektrisches Feld mit 100 V / m 50 oder 60 Hz nichts für uns bedeutet, da wir nicht nur im Vergleich zur Wellenlänge in xx km winzig sind, beträgt die Impedanz unserer 100 pF-Fingerspitze etwa 50 MΩ, sondern das Salz und ein Lichtbogen können a reduzieren Drahtkontakt leicht auf 50 kΩ.

Sie können 50 bis 100 V _pp leicht erkennen, indem Sie eine 10: 1-Oszilloskopsonde berühren, ohne die Erdung zu berühren, die dann das elektrische Feld gegen Erde leitet.

Dies bedeutet, dass wir es leicht leiten können, es aber nicht als hochohmiges elektrisches Feld absorbieren. Wir haben eine niedrige Impedanz als Dielektrikum, aber als Antennenimpedanz unseres Körpers ist sie umgekehrt proportional zur superlangen EM-Wellenlänge der Netzfrequenz bei Lichtgeschwindigkeit, sodass sie von einer 10M-Oszilloskopsonde erfasst, aber nicht absorbiert werden kann.

andere Information

In den späten 80er Jahren gab es einmal einen skrupellosen Forscher, der in den USA staatliche Zuschüsse erhielt, um zu berichten, dass EM-Felder von 60 Hz in Häusern in der Nähe von Schlafzimmern ein mögliches Krebsrisiko darstellen. Es war ein Schwindel und der Betrüger wurde verurteilt.

Schalldrücke hingegen in der Luft sind Druckwellen und werden leicht von den Zilienhaaren in unseren Ohren erfasst, deren progressive unterschiedliche Längen als Resonatoren wirken. Unterhalb von 20 Hz spüren wir die Vibrationen im Allgemeinen mehr als sie zu hören.

Beide HF-Impedanzen verringern sich dann mit zunehmender Oberfläche in Kondensatoren unterhalb der Antennenwellenlängen. Tatsächlich wirken wir jedoch als schwacher Kopplungskondensator für niedrige Frequenzen, sodass keine Energieabsorption erfolgt. Es ist einfach durch uns gegangen. Bei höheren Radio- und Fernsehfrequenzen bei Sub-Millivolt-Signalpegeln können wir als Antenne ohne Empfindung fungieren, mit Ausnahme eines möglicherweise besseren Empfangs. Unsere akzeptable Energie-SAR-Absorptionsrate ist jedoch eine Funktion der Frequenz und der Watt / cm ³ für ein gegebenes Fleischvolumen mit einer bestimmten "Hauttiefe".

Anekdotisch

In den 1970er Jahren entwarf und fertigte unser Unternehmen UKW- und UHF-Sender mit 50 W und 100 W. Selbst wenn der Deckel zur Feinabstimmung geöffnet ist und nur wenige Streulecks auftreten, werden die Augen des Technikers nach einem Tag Arbeit an der Produktionslinie blutunterlaufen. So wurde der Deckel mit einem Stimmloch für einen Kunststoffschraubendreher neu gestaltet.

Wir hatten alle US-Militärhandbücher in unserer Bibliothek für Luft- und Raumfahrtdesign. Nach meinem Abschluss Ende der 1970er Jahre lernte ich auf diese Weise zum ersten Mal die Anfälligkeit des Menschen für HF-Spektrumspegel.

Mein erstes Designprojekt dort als junger Absolvent war ein Fünf-Kanal-Doppler-Tracking-Rx mit Sendern der US Navy auf der westlichen Hemisphäre mit einer Sendeleistung von etwa 1 Megawatt, die für die U-Boot-Kommunikation mit 100 Baud geeignet sind und alle Träger verwenden, die wie GPS mit Atomuhren (Caesium) synchronisiert sind ). Alles, was ich benutzte, war eine 2 m lange (eisbärensichere) Peitschenantenne in der Beaufortsee auf einem Eisfluss, um das Wetter und die Eisbewegung in den 1970er Jahren zu verfolgen.

Dies ist eine interessante Frage, weil ich mich immer das Gleiche gefragt habe (nein, ich sage, es ist eine interessante Frage wegen meiner früheren Neugier).

Sie verwechseln elektromagnetische Strahlung (etwas, das Radio erzeugt) mit Druckwellen (etwas, das Schall erzeugt). Unsere Ohren können sich nicht an elektromagnetische Wellen anpassen und sie sind sicher nicht empfindlich gegenüber Änderungen elektromagnetischer Wellen.

Eine andere Sichtweise ist, dass elektromagnetische Wellen nicht annähernd genug Kraft haben, um das Trommelfell zum Vibrieren zu bringen ... während Schallwellen dies tun.

Wenn Sie diesbezüglich ein sehr quantitatives Niveau erreichen möchten, denken Sie darüber nach, wie stark Gluonen sind.