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【仪器心得】舒曼波电子发生器是何方神圣,剖析电路见真相
sc360xp
2023/09/01
谱绘人生
私聊
生命科学仪器综合讨论
现代社会人们普遍重视自身的健康,各种养身电子器材应运而生。从多年前开始,利用舒曼波电子发生器养身开始兴起。但其有效性受到质疑,被人称之为玄学。下面通过拆解一款舒曼波电子发生器,深入剖析电路结构,看看它的真实面目。
一、首先,了解一下舒曼波概念
舒曼波是一种存在于大自然的极低频电磁波。1952年德国科学家舒曼发现了舒曼共振(Schumann Resonance) :在地球电离层与地表的这个空间有一个电磁波的共振频率,由雷电激发。这个舒曼共振的波长就是地球周长,频率为7.83Hz左右。恰好人类大脑的
α
波和
θ
波接近8Hz,哺乳动物脑里海马体的频率也是7.83赫兹。 一些研究人员将舒曼共振称为“地球的脑波”。因此,商业上利用这个概念开发养身用途。相传这个波形可以改善睡眠,并且还可以提升音响等设备的音质,但一直以来是个饱受争议的话题。
舒曼波是大自然的产物,不是一成不变的,自然环境气候不同,其频率也会变化,还有许多谐波,在大气化学物理科研方面有重要的价值。
二、舒曼波电子发生器情况
舒曼波是大自然产生的7.83Hz电磁波,舒曼波电子发生器是用电子设备发出相同频率电磁波的设备。
下图这款舒曼波电子发生器,是一款电路裸板发生器,成本不超过
10
元钱。通过电路板上的
USB
插座,使用手机
5V
电源插入开始工作:
发生器实际尺寸只有一张银行卡大小,小得可怜:
电路板上网状布线是发生器辐射天线,
5.1cm
×
4.9cm
,长度大约
3.4
米:
电路板背面,没有元件。通往中心的铜箔线条是天线引线:
工作时,电路板上一个绿色
LED
电源指示灯
E1
常亮,表明工作电压
3.3V
正常。另一个绿色
LED
指示灯
E2
闪烁,表明振荡器已工作:
1
、实测工作电流,是变化的,最大值
17.5mA
,电路震荡功率
<87
mW
2
、用示波器测量工作波形,是方波,频率
8.34Hz
,出厂时没有调校到
7.83Hz
,见下图:
用一字小改刀顺时针调电路板上电位器,可以降低电路震荡频率,调到
7.83Hz
:
3
、用电磁辐射检测仪检测该舒曼波电子发生器的电磁辐射情况
环境条件:户外开阔地方,远离电线、电器、基站,关闭手机,发生器用电池供电,使用数码相机拍摄图片(避免使用手机拍摄有干扰)。选择一处户外测量电磁背景噪声为零的地方(其实很难找到一块“净土”,现在手机基站蜂窝网都是无缝链接啊,漫天都是电磁波,只能是相对安静),发生器开机后,
在0.2米距离,0.05米,0米距离使用S8602
型电磁辐射检测仪进行检测,发现数据是波动的,本底磁场最大波动约
0.13
μT
。图片如下:
数据列表如下:
使用
S8602
型电磁辐射检测仪能够轻松地检测到家电、插座、电线的电磁辐射,但在距离
5
厘米之外,就无法检测到舒曼波电子发生器的电磁辐射。或许仪器的灵敏度还不够高,或许这款舒曼波电子发生器的电磁辐射太弱了。
三、电路分析
电路板上的电路分为两个部分,一是
U1
及相关元件构成的直流稳压电路,二是
U2
及相关元件构成的震荡电路。全部采用最普通的电子元件,见下图:
电路板上的直流稳压电路使用
AMS1117
三端线性稳压集成电路(
3.3V
),见下图
U1
:
电路板上的震荡电路使用
555
时基集成电路(又称
555
定时器)构成,见下图
U2
。具体采用
Intersil
公司
CMOS
工艺生产的
7555
:
根据
PCB
上元件分布,绘出电路图如下:
电路工作原理:
5V
直流工作电源通过
USB
接口引入,三端线性稳压集成电路
U1
将电压稳定在
3.3V
,为
U2
时基集成电路
7555
提供稳定的工作电压。
E1
是电源指示灯(绿
LED
)。
7555
是一种模拟和数字功能结合的中规模时基集成电路。工作电压
3
~
18V
,其
3
脚是输出端,输出驱动电流最大约为
200mA
,可与
TTL
、
CMOS
、模拟电路电平兼容。
7555
与周围几个电阻、电容、微调电位器构成多谐振荡器产生方波,其中微调电位器
R6
可以在一定范围内调节震荡频率,使其达到
7.83Hz
。
E2
是震荡指示灯(绿
LED
),以
7.83Hz
频率闪烁。
7
脚内部是放电管,随电路震荡频率导通或截止,通过天线将
7.83Hz
电磁波辐射出去。
四、效果讨论
按照电磁波理论,电磁波速度是一个常量,即光速
C=3
×
10
‘8’
m/s
,波长与频率成反比
c=
λ
f
。
7.83Hz
是极低频电磁波(
ELF
,
5
~
30Hz
),其波长
λ
=c/f=3
×
10
‘8’
/7.83=38314176.245
(
m
)
=38314
(
km
),接近地球周长
4
万公里。
电磁波发射的最佳天线其长度
L=1/2
λ。可见
极低频电磁波的发射天线长度是极其恐怖的,现实中也无法实现。我们从长波通讯就窥见一斑,战略核潜艇使用超低频电磁波(
SLF
,
30
~
300Hz
),发射天线长达数十甚至上百公里,发射功率高达兆瓦级,但辐射功率却只有几瓦。
小小的卡片
7.83Hz
极低频电磁波振荡器,靠那几圈天线(长度不过
3
米多)、几十毫瓦级功率,就能辐射出影响人身体的能量?市电
50Hz
交流电(包括手机
4G
、
5G
辐射)比它强得多,未见其辐射对人的影响有多大。就像宇宙射线粒子,确实存在于大自然,但人的感官感觉不到它的存在,对人的影响尚无法定量描述。商家宣传的舒曼波许多养身功能,没有严格的科学依据,只能说,信则灵,不信则不灵。
更为玄妙的是,商家们称,对于舒曼波产品的体验,取决于人体与大脑对环境的感知程度和心态,还有视觉、听觉、动觉,不同体质的人直观体验效果不相同。看到这里,相信你应该明白了吧!
结语:
通过拆解,弄清楚了舒曼波电子发生器的电路原理。是一款用普通时基集成电路
555
及电阻电容构成的
7.83Hz
方波振荡器,它发出的是极低频电磁波。市售的舒曼波发生器,有的是正弦波,有的是方波,到底谁对人体更好,没有科学的结论。而且,发生器的辐射能量有多大?人体的安全辐射量是多少?一概不知。这样糊里糊涂地去
“
养身
”
,不是
“
自残
”
,就是交智商税。
参考文章:
一个特别的频率——7.83Hz https://baijiahao.baidu.com/s?id=1696911285170621042&wfr=spider&for=pc
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