Dlaczego GSM powoduje brzęczenie głośników?

W oparciu o liczne zasoby internetowe drut głośnika działa jak antena, która odbiera przesyłany sygnał z pobliskich telefonów komórkowych i powoduje brzęczenie głośników. Ale tak naprawdę nie kupuję tego ...

Kabel głośnikowy 3,5 mm jest przystosowany do przenoszenia 1 V. Widziałem stare konfiguracje, w których głośniki komputerowe są zasilane bezpośrednio z gniazda 3,5 mm (i testowałem odtwarzanie dźwięku bez dźwięku bezpośrednio z komputera przez gniazdo, chociaż głośność w moja konfiguracja wcale nie była bardzo wysoka). W jaki sposób niewielka ilość promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez radio telefonu komórkowego może powodować, że system głośników zaprojektowany do pracy z wahającym się sygnałem 1 V może wytwarzać tak głośny szum? Nie mogłem sobie wyobrazić, że EM generuje więcej niż kilka mikro-woltów w antenie odbiorczej. Czy się mylę?

Dzięki.

Zaktualizowano - skorygowano napięcie wyjściowe do 1 V (patrz komentarze)

Aktualizacja Poszukałem go i tak, wygląda na to, że GSM transmituje przy 2 W. Chciałbym przeprowadzić kontrolę rozsądku z tą liczbą, aby zweryfikować niektóre odpowiedzi, które stwierdzają, że transmitowana moc jest znacząca. Moja fizyka jest dość zardzewiała, ale spróbuję ...

Wiemy, że natężenie promieniowania elektromagnetycznego wokół źródła wynosi:

Powiedzmy, że mamy drut o długości 2 mi szerokości 0,2 mm (mam nadzieję, że jest to prawidłowe przybliżenie dla drutu), który znajduje się w odległości około 2 m od nadającego modułu GSM.

Następnie dla $P = 2 W, I = 39 \frac{mW}{m^{2}}$

Pomnóż to przez powierzchnię drutu (0,2 mm * 2 m)

Całkowita moc EM wzdłuż drutu następnie 16 .$\mu W$

Tak jak powiedziałem, jestem dość zardzewiały, ale czy to nieprawda? Czy to naprawdę wystarczające, aby wyprodukować ten dźwięk bez wzmocnienia? Być może sygnał rezonuje? Czy przeszkadza bezpośrednio w kartach dźwiękowych?

Brzęczenie to wykryty sygnał AM.

Powodem uderzenia wzmacniaczy audio sygnałem GSM jest to, że współczesne półprzewodnikowe części audio są w rzeczywistości bardzo funkcjonalne aż do wysokich częstotliwości. Dla zakresu GSM-800-900 MHz każdy ślad miedzi 80 mm działa jak antena 1/4 fali lub rezonator linii paskowej. Sygnał jest wykrywany przez AM na dowolnej nieliniowości (tranzystory lub struktury diod w układach scalonych) w wielu punktach wzmacniacza jednocześnie, w tym również w układach regulatora mocy i tak dalej.

Przekłada się na zakres audio jako małe, ale bardzo ostre i okresowe spadki lub wyskoki uśrednionej przewodności części nieliniowych (detekcja AM), które są zasilane prądem stałym.

Pomyśl o śladzie oscyloskopu o niskiej prędkości pokazującym linię prostą z kulkami błysków UHF. Proste, ostre skoki pobieranego prądu stałego będą słyszalne we wzmacniaczu.

W mojej pracy nad implantami słuchowymi stwierdziłem, że brzęczenie jest spowodowane promieniowaniem magnetycznym z przewodów akumulatora w telefonie, które przenoszą impulsy rzędu 2A. To pole magnetyczne jest stosunkowo intensywne i może sprzęgać się z obwodami podatnymi na zakłócenia elektromagnetyczne niskiej częstotliwości pobliskich urządzeń. Hałas w moim przypadku wcale nie pochodził z RF i anteny. Właśnie dlatego ekranowanie RF może nie działać.

Przede wszystkim w tej sytuacji liczy się siła. Każdy mały głośnik będzie miał tylko kilka watów, jeśli nie stratę.

Moc wyjściowa ze słuchawki w aplikacjach komórkowych może wynosić nawet 33 dBm (lub 2 waty). Dotyczy to zarówno UMTS, jak i GSM; jednak w przypadku GSM istnieją impulsy o częstotliwości około 217 Hz (co znajduje się w zakresie słyszalnym). Te 2 waty mocy mogą być bardzo silne w porównaniu z sygnałami audio. W UMTS protokół się zmienił i został specjalnie zaprojektowany, aby uniknąć uderzeń, które byłyby w słyszalnym zakresie.

W jaki sposób niewielka ilość promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez radio telefonu komórkowego może powodować, że system głośników zaprojektowany do pracy z wahającym się sygnałem 1 V może wytwarzać tak głośny szum?

Zakłócenia nie napędzają głośników bezpośrednio; wraca do elektroniki, przez jakąś ścieżkę, gdzie kończy się wzmacniany.

Oto jeden sposób. Głośnik jest faktycznie podłączony do wyjścia wzmacniacza, który jest stabilizowany przez globalną linię ujemnego sprzężenia zwrotnego. To ujemne sprzężenie zwrotne wraca do wrażliwego wejścia o stosunkowo wysokiej impedancji wcześniej we wzmacniaczu.

Brzęczenie, które słyszysz, to zakłócenia. Umieść koraliki ferrytowe na kablu, aby się go pozbyć. Oto jak. Jak wskazał AndrejaKo, promieniowanie jest znaczące, ponieważ może osiągać wartość szczytową około 2 watów (w przypadku zestawów słuchawkowych).

Jeśli głośniki brzęczą co kilka minut, gdy radio jest wyłączone, przyczyną jest automatyczna synchronizacja z najbliższą wieżą komórkową. Ta seria ma zapewnić połączenie z najsilniejszą wieżą w celu odbierania połączeń.

Jeśli powyższe jest prawdą, rozwiązaniem jest dodanie małej czapki RF, ceramika 100 pF może dobrze działać, sprawdź ESR i wybierz wartość, która daje najniższą impedancję przy 850 MHz.

Powód: Cewka głośnika tworzy ładną antenę, a magnetyka działa w sposób nieliniowy, a prądy wirowe są prostowane i powoduje słyszalność siły elektromagnetycznej na cewce. Zwykle nie należy wykrywać odległości> 3 m. Protokół synchronizacji offline wykorzystuje sygnały pasma podstawowego, gdy AM zostanie wykryty przez cewkę głośnika. ale oferuje lepszy współczynnik SNR i niezawodne połączenie. ADSL ma ten sam problem, a dzielnik pasm ma na celu jego odfiltrowanie. W przeciwnym razie usłyszysz protokół łączenia za pomocą autobaud przy prędkościach szerokopasmowych. Problem GSM nie jest widoczny w połączeniach online, ponieważ modulacja pozwala uniknąć zawartości pasma podstawowego z ciągłą nośną.

Nie znam Q twojej cewki głośnika, ale jeśli słyszysz ją w trybie pasywnym, działa całkiem dobrze.

Jeśli moje założenie jest błędne, mogą to być inne źródła, jak wspomniano powyżej.

Jak powiedziałem, TDMA jest wykrywany przez AM przez cewkę rezonansową i nieliniowe właściwości magnesu przy tych częstotliwościach. Czy potrafisz odpowiedzieć na moje pytanie? Długość cewki nie jest tak ważna jak promień.

Ten jest naprawdę prosty. Wzmacniacz mocy RF w telefonie potrzebuje dużo prądu i potrzebuje go szybko. Stwarza to wysokie di / dt w śladach prowadzących do wzmacniacza mocy. Rezultat wychwycony przez okablowanie audio (poprzez sprzężenie magnetyczne) to seria impulsów o wartości podstawowej 2xx hz (nie ma pod ręką standardu).

Sygnał ten zawiera dużą moc w zakresach częstotliwości audio, które są wzmacniane i wysyłane przez głośniki. W porównaniu z tym efekt komponentów RF jest znikomy, nie słychać ich przy głośniejszym brzęczeniu.