Почему GSM вызывает гудение динамиков?

29

Основанный на многочисленных интернет-ресурсах, провод громкоговорителя действует как антенна, которая улавливает передаваемый сигнал соседних мобильных телефонов и вызывает гудение громкоговорителей. Но я на самом деле не покупаю это ...

Кабель динамика 3,5 мм рассчитан на напряжение 1 В. Я видел старые установки, в которых динамики ПК питались напрямую от гнезда 3,5 мм (и я тестировал воспроизведение звука без усиления непосредственно с ПК через гнездо, хотя громкость в моя установка была не очень высокой вообще). Как крошечный электромагнитный импульс, излучаемый радиостанцией мобильного телефона, может привести к тому, что акустическая система, рассчитанная на работу с колеблющимся сигналом 1 В, будет производить такой громкий жужжащий шум? Я не мог себе представить, что электромагнитный луч генерирует больше, чем несколько микровольт в приемной антенне. Я ошибся?

Спасибо.

Обновлено - исправлено напряжение линии до 1 В (см. Комментарии)

Обновление Я посмотрел его, и да, кажется, что GSM передает на 2 Вт. Я хотел бы сделать проверку работоспособности с этой цифрой, чтобы проверить некоторые ответы, которые утверждают, что передаваемая мощность является значительной. Моя физика довольно ржавая, но я попробую ...

Мы знаем, что интенсивность электромагнитного излучения вокруг источника составляет:

I = \frac{P}{4 π r^{2}}

$I = \frac{P}{4\pi r^2}$

Допустим, у нас есть провод длиной 2 м и шириной 0,2 мм (я надеюсь, что это правильное приближение для провода), который находится примерно в 2 м от передающего модуля GSM.

Тогда для $P = 2 W, I = 39 \frac{mW}{m^{2}}$

Умножьте это на площадь поверхности провода (0,2 мм * 2 м)

Общие ЭМ мощность вдоль провода затем 16 . $\mu W$

Как я уже сказал, я довольно ржавый, но разве это не правильно? Действительно ли это достаточно важно, чтобы производить звук без какого-либо усиления? Возможно, сигнал резонирует? Или мешает напрямую со звуковыми картами?

noise speakers gsm

— JSideris
источник

1

Первый стандартный линейный выход - 1 V RMS. Далее нет tiny bit of EM. Когда телефон устанавливает соединение, излучение довольно сильное.

— AndrejaKo

1

@AndrejaKo Да, я могу ошибаться насчет 5 В ... - теперь, когда вы упомянули, что 1 В звучит правильно. Я все еще хотел бы знать, какое напряжение индуцирует GSM, поскольку я не мог представить, что оно сопоставимо даже с напряжением 1 В. Мне интересно, усиливается ли сигнал GSM каким-либо образом внутри самого динамика.

— JSideris

Длина обмоток катушки на динамике может быть немного больше, чем 2 метра. Уравнение воздушного сердечника трансформатора может дать более близкое приближение к передаваемой энергии, если телефон GSM ориентирован надлежащим образом.

— hotpaw2

1

См. Gsmhistory.com/chapter/chapter-22-unintended-conseptions, связанный с electronics.stackexchange.com/a/39133/142

— эндолит

Могу ли я загрузить здесь звуковые файлы (wma, amr, mp3) и т. Д.?

— Всегда смущен

20

Гудит AM обнаруженный сигнал.

Причина, по которой звуковые усилители подвергаются воздействию GSM-сигнала, заключается в том, что современные аудио-полупроводниковые компоненты действительно очень функциональны вплоть до диапазона высоких частот ГГц. Для диапазона GSM-800-900 МГц любая 80-миллиметровая медная трасса работает как 1/4 волновая антенна или полосовой резонатор. Сигнал AM обнаруживается на любой нелинейности (транзисторы или диодные структуры в микросхемах) в нескольких точках усилителя одновременно, включая микросхемы регулятора мощности и так далее.

Он переводится в звуковой диапазон как крошечные, но очень резкие и периодические провалы или всплески усредненной проводимости нелинейных частей (обнаружение АМ), которые питаются постоянным током.

Подумайте о низкоскоростном осциллографе, показывающем прямую линию с бусинками вспышек УВЧ. Простые резкие пики потребляемого постоянного тока станут слышны с усилителем.

3

Это на самом деле связано с недооцененным фактом, что даже если выходной сигнал усилителя будет в конечном итоге отфильтрован до звуковых частот (в конце концов, типичный динамик не будет вибрировать заметно на частотах более 1 МГц), наличие более высоких или более низких частот на вход может вызвать очень слышимые искажения. Амплитудно-модулированный сигнал с частотой 869,0000 МГц на частоте 500 Гц будет содержать компоненты на частотах 868,9995 МГц и 869 0005 МГц, ни один из которых не слышен, но искажение может привести к частотным компонентам при любой сумме или разнице любых кратных значений исходных частот.

— суперкат

1

Простой способ представить проблему - представить себе усилитель, который обрезает сигналы перед любой фильтрацией при напряжении 1,2 вольт на высокой стороне и -1,1 вольт на нижней стороне. Сильный сигнал 868 МГц (например, +/- 2 В или выше) будет эффективно заставлять входной каскад усилителя видеть 0,05 В, когда он присутствует; если такого сигнала нет, а на входе ничего не слышно, он будет видеть 0,00 вольт. Таким образом, сильный 868 МГц сигнал, который появляется и исчезает со скоростью звука, вызовет кажущуюся пиковую звуковую волну 0,05 В на входе.

— суперкат

почему эффект происходит только когда рядом телефон? Передает ли телефон, когда ему звонят, и тогда принимается только передача?

— Nate

1

@Nate: Сила сигнала уменьшается примерно на квадрат расстояния, поэтому вы получите сигнал примерно в 100 раз больше от телефона на расстоянии 10 футов, чем от 100 футов. Этот эффект немного уменьшается на меньших расстояниях (с телефона на 144 дюйма не поступит больше сигнала в 144 раза, чем на расстоянии одного фута), но передача, достаточно сильная для приема на расстоянии мили, составит около миллиона раз сильным на расстоянии 5 футов.

— Суперкат

6

В своей работе над слуховыми имплантатами я обнаружил, что жужжание вызвано магнитным излучением от проводов аккумулятора в телефоне, которые пропускают импульсы, возможно, 2А. Это магнитное поле является относительно интенсивным и может соединяться в низкочастотную восприимчивую к электромагнитным помехам схему соседних устройств. Шум в моем случае был не от ВЧ и антенны вообще. Вот почему РЧ-экранирование может не работать.

— Тони Ричардсон
источник

5

Прежде всего, это сила, которая имеет значение в этой ситуации. Любые маленькие колонки будут только на несколько ватт, если не на потери.

Выходная мощность телефона в сотовых приложениях может достигать 33 дБм (или 2 Вт). Это касается как UMTS, так и GSM; однако для GSM существуют всплески с частотой около 217 Гц (что находится в диапазоне слышимости). Эти 2 ватта могут быть очень сильными по сравнению с аудиосигналами. В UMTS протокол изменился и был специально разработан, чтобы избежать посылок, которые будут в слышимом диапазоне.

— Kellenjb
источник

Kellenjb, я проверил работоспособность и обновил результаты до моего вопроса. Не могли бы вы взглянуть и сказать мне, если я ошибаюсь?

— JSideris

3

Да. Проект протокола GSM был мертвым, и его последствия не были обнаружены, пока не стало слишком поздно. Они знали, что должно было случиться, но все заинтересованные стороны вложили достаточно денег, чтобы позволить им обойти надзорные органы. Любая компания, у которой была такая проблема, обычно никогда не получала одобрения типа. GSM был гориллой за 6000 фунтов (это в 10 раз больше, чем обычно 600 фунтов). Помехи - это случайная субгармоника, связанная с тем, как строятся сигнальные кадры.

— Рассел МакМэхон

5

Как крошечный электромагнитный импульс, излучаемый радиостанцией мобильного телефона, может привести к тому, что акустическая система, рассчитанная на работу с колеблющимся сигналом 1 В, будет производить такой громкий жужжащий шум?

Помехи не приводят в движение колонки напрямую; он находит свой путь обратно в электронику, через какой-то путь, где он в конечном итоге усиливается.

Вот один из способов. Динамик фактически подключен к выходу усилителя, который стабилизирован глобальной линией отрицательной обратной связи. Эта отрицательная обратная связь возвращается к чувствительному входу относительно высокого импеданса ранее в усилителе.

— Kaz
источник

Провода улавливают микроволновую печь и могут резонировать с сопротивлением катушки 1/4 Вт. Похоже, что создается радиальная сила, а не осевая, поэтому динамик гудит, ударяя магнит.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

и как бы вы предотвратили помехи или отфильтровали этот сигнал от глобальной линии отрицательной обратной связи усилителя мощности?

— эндолит

1

Гудение, которое вы слышите, - это помехи. Поместите ферритные бусинки на свой кабель, чтобы избавиться от него. Вот как. Как отметил AndrejaKo, излучение является значительным, поскольку оно может достигать пика примерно в 2 Вт (для наушников).

— Суха
источник

2

Привет, Суха, я понимаю, что такое звук и как от него избавиться. Однако я не понимаю, как это возможно, что 2 Вт индуктируется в кабель, когда устройство GSM находится рядом. Можете ли вы увидеть мои изменения в вопросе и сообщить мне, если вы обнаружите какие-либо ошибки с моими расчетами?

— JSideris

Один за аккуратные формулы :).

— JSideris

1

@Bizorke Я не понимаю, они не ответили на твой вопрос, но ты дал им голос за аккуратные формулы? Я даже не вижу формул. Что мне не хватает?

— Келленжб

@ Bizorke, 2 Вт - это пиковая мощность на антенне, а не на самом кабеле. Феррит не собирается поглощать 2 Вт. Он становится громким, потому что он соединяется с сигнальными линиями, предшествующими усилению.

— Кортук

1

@Bizorke, голосование должно быть за качество ответов, редактирование ответа пользователя на низких уровнях ответа без необходимости голосовать за вопрос.

— Кортук

0

Если ваши громкоговорители гудят каждые несколько минут, когда радио выключено, то причиной является автоматическая синхронизация с ближайшей вышкой сотовой связи. Этот взрыв гарантирует, что вы будете оставаться на связи с самой сильной башней для приема звонков.

Если вышеприведенное верно, то решение состоит в том, чтобы добавить небольшую крышку РЧ, керамика на 100 пФ может хорошо работать, проверьте ESR и выберите значение, которое дает самый низкий импеданс на 850 МГц.

Причина: из-за катушки динамика получается хорошая антенна, а магнетизм действует нелинейно с выпрямлением вихревых токов, что вызывает электромагнитное воздействие на катушку. Обычно расстояние> 3 м не должно быть обнаружено. Протокол для автономной синхронизации использует сигналы основной полосы частот, когда AM обнаруживается катушкой динамика. но предлагает лучшее SNR и надежное соединение. ADSL имеет ту же проблему, и полосовой сплиттер предназначен для ее устранения. В противном случае вы услышите протокол подключения с использованием автобода на широкополосной скорости. Проблема GSM не очевидна с онлайн-соединениями, так как модуляция избегает контента основной полосы частот с непрерывной несущей.

Я не знаю Q вашей катушки динамика, но если вы слышите ее в пассивном режиме, она работает довольно хорошо.

Если мое предположение неверно, то это могут быть и другие источники, упомянутые выше.

Как я уже сказал, TDMA - это AM, обнаруженная резонансной катушкой и нелинейными свойствами магнита на этих частотах. Можете ли вы ответить на мой вопрос? Длина катушки не так важна, как радиус.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75
источник

Bizorke <GSM Edge 2G получает эти помехи от своего протокола соединения TDMA. Принимая во внимание, что пакеты CDMA, используемые Verizon, не делают. Я полагаю, что вы слышите частоту всплеска в ритме "dit-ditty-dit-ditty ..." в течение нескольких секунд. Частота кадров TDMA во время «снятой трубки» составляет 216,7 Гц, частота кадров - это пакет «dit», когда он отправляет сообщение «Вы меня слышите?» 1/4 волны несущей GSM (@ 850 МГц) составляет 89 мм или 3,5 ", что ставит катушки громкоговорителей в диапазон приема. Не могли бы вы подтвердить мои предположения о ваших условиях тестирования при отключенном звуке ? резонанс.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

@Bizorke и др., Ключ к точности моего ответа - звук гудения, который может быть довольно громким и раздражающим по сравнению с чистым тоном 200 Гц. Это доказывает, что катушка не просто движется в осевом направлении, как если бы она двигалась электроникой, но и радиально трутся о магнит и вызывает гудение пружины. Вот почему я спросил, гудит ли он при выключенном питании и отключенном динамике.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

1

Я не наблюдал этого с выключенными или отключенными динамиками. Одна из моих гипотез состояла в том, что GSM как-то мешал напрямую звуковым картам. У меня также нет технических характеристик для моего динамика, но я согласен с тем, что сама катушка динамика будет вносить значительный вклад в общую энергию, поглощаемую системой.

— JSideris

0

Это действительно просто. ВЧ усилитель мощности в телефоне нуждается в большом токе и нуждается в нем быстро. Это создает высокий D / DT в следах, ведущих к усилителю мощности. Результат, получаемый с помощью аудиокабелирования (через магнитную связь), представляет собой серию импульсов с фундаментальной частотой 2xx Гц (стандарт отсутствует).

Этот сигнал содержит много энергии в диапазонах звуковых частот, которые усиливаются и отправляются через динамики. В сравнении с этим влияние радиочастотных компонентов незначительно, вы не услышите их при гораздо более громком жужжании.

— профессиональный электронный спорщик
источник