¿Cómo hacemos aparatos en casa para producir sonidos de más de 20 kHz de frecuencia que son inaudibles para los seres humanos?

Te guiaré a través de la fabricación de dicho dispositivo a continuación:

Tendrá que comenzar produciendo una señal cuya frecuencia sea superior a 20,000 Hz; Afortunadamente, en nuestro mundo moderno tenemos muchas formas de hacerlo.

Opción 1: su computadora puede ser capaz. Esto depende de la frecuencia de muestreo y la respuesta de frecuencia de la tarjeta de sonido de su computadora. En mi computadora, instalé una de alta gama capaz de frecuencias de muestreo de 192 kHz y reproducción de señales de hasta 96 kHz. Si lo ha hecho, simplemente puede usar el generador de tonos de un programa gratuito como Audacity para producir una onda sinusoidal lo suficientemente alta como para satisfacer sus necesidades.

Pero la capacidad de su computadora puede ser limitada. La mayoría de los formatos de audio estándar terminan llegando a su convertidor digital a analógico (DAC) con una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz. Esto significa que 44.100 veces por segundo, se le dice a su DAC que cambie a un nuevo voltaje; Este cambio es lo suficientemente rápido como para representar fielmente ondas de hasta la mitad de la frecuencia de muestreo. Consulte el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon para obtener más información sobre este tema. Para los desinteresados, simplemente significa que es poco probable que pueda producir ondas más allá de 22,100 Hz a menos que tenga una buena tarjeta de sonido. Aunque esto es lo suficientemente alto como para cumplir con los criterios de la pregunta, algunos hardware particularmente baratos pueden dejar de proporcionar información útil tan pronto como 19 kHz. Tendrás que ver por ti mismo.

Opción 2: usar un generador de funciones. La mayoría de los osciloscopios tienen generadores de funciones capaces de producir señales bien dentro del rango de mHz, lo que los hace más que capaces de exceder 20 kHz por un poco.

A continuación, necesitará alguna forma de amplificar la señal . Esto puede ser más complicado de lo que parece, ya que la mayoría de los amplificadores de audio para el hogar no responderán lo suficientemente alto. Si tiene acceso a un amplificador de auriculares de gama alta y un buen par de auriculares, alimentar su señal al amplificador de auriculares y subir el volumen producirá el resultado deseado. Pero eso es un poco aburrido, ya que realmente no construiste nada.

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Este sitio web tutorial debería ayudarlo a comenzar a crear su propio amplificador muy básico. Sugiero construirlo alrededor de un amplificador operacional 741, un diseño que ha estado ocupado durante años haciendo posible la escuela de ingeniería. Hará todo lo que necesites. Una batería de 9V fácilmente podría darle + vcc y – vcc.

Finalmente, conecte esta salida a un tweeter o un controlador de auriculares. Bastante fácil, ¿verdad? Simplemente verifique las especificaciones del controlador que está utilizando para asegurarse de que responda más allá de 20,000 Hz.

¿Cómo sabrá si funcionó? ¡NO LO HARÁS! El uso para reproducir frecuencias inaudibles solo por diversión es básicamente inexistente. Si tiene algo de dinero para un analizador de espectro que podría medir, pero este es principalmente un ejercicio divertido e inútil.

Al menos, creo que es divertido.

Bueno, si tienes alguna habilidad electrónica básica, puedes comenzar con este oscilador de audio simple:

Los valores de R1 y C1 determinan la frecuencia. Para algún valor de R1 y C1 debería ser posible generar una señal de 20 kHz o más.

Hay varias formas de utilizar Arduino (www.arduino.cc) para construir un oscilador simple o un software gratuito como Pd (www.puredata.info) o Audacity (www.audacity.org) para crear una forma de onda de 20KHz. Lo hice con Pd para crear una onda sinusoidal de 15Hz para ahuyentar a los mosquitos (y funcionó)