Выбор рабочей частоты

Первоначально на заводах, изготовляющих аппараты, не осо­бенно заботились о том, на какой частоте будут работать ВЧ аппа­раты. Бывало даже и так, что аппараты одного типа действовали на различных частотах.

В ходе дальнейшего развития для средств связи все больше и больше хлопот доставляли помехи от работы аппаратов для УВЧ терапии. Необходимо было ограничить уровень излучаемых помех, разграничить рабочие диапазоны частот средств связи и медицин­ских приборов.

В 1947 г. в Атлантик-Сити на международной конференции впервые было заключено соглашение о выделении специальных час­тотных диапазонов для медицинской аппаратуры. Для работы ме­дицинского и промышленного высокочастотного оборудования были выделены следующие частоты: 13,56; 27,12; 40,68; 461,04; 2450 МГц. В то время использовались главным образом три первые частоты, так как микроволновые и ДЦВ приборы появились позднее. Затем было регламентировано, какое допустимое поле помех могут соз­давать аппараты, работающие на этих частотах на предписанном расстоянии от них. В этом возникла необходимость, поскольку в таких аппаратах помехи возникали не только на рабочей частоте. В системах, содержащих генераторы сигналов, могут возникать выс­шие гармоники, которые уже непосредственно будут мешать приему радио- и телепередач, работе другого оборудования связи, системам управления полетами самолетов или даже космическим системам связи. Допустимый уровень помех устанавливают обычно органы связи. В разных странах эти предписания различны, но появляется все больше международных соглашений в интересах того, чтобы страны при решении таких вопросов исходили по возможности из одинаковых принципов. Министерство связи ВНР считает помехи допустимыми, если их уровень на расстоянии 10 м от прибора даже при самом неблагоприятном положении измерительной антенны стандартной конструкции не превышает 10...50 мкВ/м. Уровень из­лучаемых помех можно уменьшить с помощью соответствующих фильтрующих элементов и тщательного магнитного экранирования ВЧ агрегатов. Экранировать аппараты большой мощности не всегда просто, ведь электронные системы нуждаются в охлаждении (чаще всего принудительном), и для этого, в корпусе аппарата надо де­лать вентиляционные отверстия. Если такие отверстия сделаны не­достаточно продуманно, через них может просачиваться вредное излучение. Зачастую соблюсти принципы вентиляции и экраниро­вания удается лишь ценой очень дорогостоящих компромиссов.

Электроника против глухоты

По статистическим данным 10...20% населения в той или иной степени страдает глухотой. Увеличение числа случаев утраты слуха в немалой степени вызвано сильно возросшим уровнем шума в окру­жающей среде. Исследования подтверждают, что шум в больших городах очень вредно действуют на человека, особенно на его слух.

Еще более тяжелые условия на некоторых промышленных пред­приятиях, вблизи аэродромов, у железных дорог с большим дви­жением.

Большинство больных, страдающих потерей слуха, может успеш­но корректировать слух с помощью специальных аппаратов. Паци­енты, снабженные слуховыми аппаратами, освоив обращение с ни­ми, снова становятся трудоспособными. О социальной важности во­проса свидетельствует и такой факт, что, например, в США почти 20% объема производства электронной медицинской промышленно­сти составляют аппараты для корректировки и обследования слуха. Как известно, ухо улавливает звуки, однако ухо человека спо­собно воспринимать не всякий звук. Диапазон слышимых звуков имеет свои границы и по частоте, и по интенсивности. Чувствитель­ность здорового уха при увеличении частоты до нескольких кило­герц возрастает, затем снова уменьшается, т. е. среди звуков оди­наковой интенсивности низкие мы слышим хуже, высокие — лучше, а затем еще более высокие снова хуже. Известно также и то, что ухо может слышать звуки только в пределах 15...15 000 Гц, если их интен­сивность выше порога возбуж­дения. Интенсивность звука тоже имеет верхнюю границу. Дело в том, что звуки с интен­сивностью выше определенной просто вызывают боль. Если дополнить пороговую кривую кривой боли, то получим диа­пазон слуха нормального чело­веческого уха (рис. 24).

М

Рис. 24. Диапазон слуха нормального человеческого уха.

ы можем воспринимать только такие звуки, интенсивность и частота которых находятся в этом диапазоне. В диаграмму стоило бы вписать и диапазон, характерный для нормальной речи. Диапа­зон звуков человеческой речи как по частоте, так и по интенсив­ности существенно уже, чем диапазон полного слуха. Диапазон ре­чи, естественно, зависит от силы звука и от расстояния, на котором находится говорящий. Диапазон речи обычно определяют силой нор­мального звука в комнате на расстоянии от говорящего 1 м. В за­висимости от характера и степени повреждения слуха эта область может значительно сузиться, что обусловливается отчасти откло­нением кривой порога слышимости вверх, а отчасти сокращением полосы частот. Кривая порога боли обычно не меняется, хотя ино­гда отклоняется вниз.

Цель исследования слуха — определить область слышимости и причины ее сужения. На основании этого можно решить, нуждает­ся ли слух пациента в корректировке и можно ли ее осуществить с помощью слухового аппарата. Кривая порога поврежденного слуха, показанная на рис. 24, например, пересекает диапазон речи, иначе говоря, пациент, имеющий такую кривую порога слуха, уже глу­хой, он плохо понимает речь, поскольку не воспринимает звуки в диапазоне речи, по интенсивности находящиеся ниже кривой поро­га поврежденного слуха.

Интенсивность звука обычно выражается в децибелах, давле­ние звука в Па принято брать за 0 дБ. В других физических единицах это соответствует интенсивности звука в Вт/см².

Такой нулевой уровень выбран не совсем произвольно. Дело в том, что такова интенсивность звука, соответствующая порогу слышимо­сти, у здорового молодого человека на частоте 2 кГц. Динамиче­ский диапазон человеческого уха весьма велик. Так, интенсивность звука, соответствующая болевому порогу, Вт/см², т. е. ухо воспринимает диапазон триллионократной интенсивности звука.