Чому GSM викликає гучність динаміків?


29

Спираючись на численні ресурси в Інтернеті, провідник виступає як антена, яка приймає переданий сигнал сусідніх мобільних телефонів і викликає гучномовців. Але я не дуже купую це ...

Кабель динаміка розміром 3,5 мм розрахований на 1 В. Я бачив старі настройки, коли динаміки ПК живляться безпосередньо від 3,5 мм роз'єму (і я перевіряв відтворення неекспресованого звуку безпосередньо з ПК через гніздо, хоча гучність в моя настройка була зовсім не дуже високою). Як може крихітний шматочок ЕМ, що випромінюється радіо стільникового телефону, викликати акустичну систему, розроблену для вимкнення коливаючого сигналу 1 В, видавати такий гучний гудечий шум? Я не міг уявити, що ЕМ генерує більше декількох мікровольт в приймальній антені. Я помиляюся?

Спасибі.

Оновлено - відкоригована напруга лінії на 1 В (див. Коментарі)

Оновлення Я подивився на це, і так, здається, GSM передає на 2 Вт. Я хотів би зробити перевірку обґрунтованості за допомогою цієї цифри, щоб перевірити деякі відповіді, які стверджують, що передана потужність є значною. Моя фізика досить іржава, але я спробую ...

Ми знаємо, що інтенсивність випромінювання ЕМ навколо джерела:

I=P4πr2

Тож скажімо, у нас є дріт завдовжки 2 м і шириною 0,2 мм (я сподіваюся, що це дійсне наближення для дроту), який знаходиться приблизно в 2 м від передавального модуля GSM.

Тоді для P=2W,I=39mWm2

Помножте на площу поверхні дроту (0,2 мм * 2 м)

Загальні ЕМ потужність уздовж дроту потім 16 .μW

Як я вже сказав, я досить іржавий, але це не правильно? Це справді достатньо важливо, щоб видавати цей звук, не посилюючись якось? Можливо, сигнал резонує? Або втручається безпосередньо в звукові карти?


1
Перша стандартна лінія - 1 В RMS. Далі, немає tiny bit of EM. Коли телефон встановлює зв'язок, випромінювання досить сильне.
AndrejaKo

1
@AndrejaKo Так, я можу помилитися з приводу 5 В ... - тепер, коли ви згадуєте, 1 В звучить правильно. Я все ще хотів би дізнатися, скільки напруги отримує GSM, тому що я не можу уявити, що вона порівнянна навіть з 1 В. Мені цікаво, чи посилюється сигнал GSM якось усередині самого динаміка.
JSideris

Довжина обмоток котушки на динаміку цілком може бути довше 2 метрів. Рівняння трансформатора повітряного ядра може дати більш наближене до переданої енергії, якщо телефон GSM орієнтований належним чином.
hotpaw2


Чи можу я завантажити тут звукові файли (wma, amr, mp3) тощо?
Завжди плутати

Відповіді:


20

Звучить сигнал AM, виявлений.

Причина аудіопідсилювачів, що потрапила в сигнал GSM, полягає в тому, що сучасні аудіо напівпровідникові частини насправді є дуже функціональними до високого діапазону ГГц. Для діапазону GSM-800-900 МГц будь-який 80-мм мідний слід працює як 1/4 хвильова антена, або смуговий резонатор. Сигнал AM виявляється на будь-якій нелінійності (транзистори або діодні структури в мікросхемах) на декількох точках підсилювача одночасно, включаючи мікросхеми регулятора потужності тощо.

Це перекладається на звуковий діапазон як крихітні, але дуже гострі та періодичні занурення чи сплески середньої провідності нелінійних частин (детектування АМ), що працюють на постійному струмі.

Подумайте про низький швидкості осцилоскопа, що показує пряму лінію з намистинами УВЧ спалахів. Прості різкі сплески споживаного постійного струму стануть чути за допомогою підсилювача.


3
Це насправді пов'язане з недооціненим фактом, що навіть якщо вихід підсилювача в кінцевому підсумку буде відфільтрований до звукових частот (типовий динамік не буде помітно вібрувати на частотах понад 1 МГц), наявність більш високих або нижчих частот на вхід може спричинити дуже чутні спотворення. Амплітудно-модульована амплітуда сигналу 869.0000 МГц на 500 Гц міститиме компоненти в 868.9995 МГц і 869.0005 МГц, жоден з яких не чутний, але спотворення може створювати частотні компоненти в будь-якій сумі або різниці будь-яких кратних вихідних частот.
supercat

1
Простий спосіб уявити проблему - уявити собі підсилювач, який відсікає сигнали перед будь-яким фільтруванням, на рівні 1,2 вольт на високій стороні та на -1,1 вольта на низькій стороні. Сильний сигнал 868 МГц (наприклад, +/- 2 вольта або більше) ефективно примушує вхідний етап підсилювача бачити 0,05 вольт при його наявності; якщо такого сигналу немає, а вхід інакше беззвучний, він би бачив 0,00 вольт. Таким чином, сильний сигнал 868 МГц, який з’являється і зникає зі швидкістю звуку, спричинить видиму звукочастотну хвилю пік-пік 0,05 вольт на вході.
supercat

чому ефект відбувається лише тоді, коли телефон знаходиться поруч? Чи передає телефон, коли він отримує дзвінок, і тоді приймається тільки передача?
Нейт

1
@Nate: Сила сигналу падає приблизно з квадратом відстані, тож телефон отримає приблизно 100 разів більше сигналу від телефону за 10 футів, ніж за 100 футів. Цей ефект дещо зменшується на менших відстанях (ніхто не отримає 144-кратну кількість сигналу від телефону на дюйм, ніж на відстань однієї фути), але передача, достатньо сильна, щоб отримати на відстані милі, буде близько мільйона разів сильніший на відстані 5 футів.
supercat

6

У своїй роботі зі слухових імплантатів я виявив, що гудіння викликане магнітним випромінюванням від проводів акумулятора в телефоні, які проводять імпульси, можливо, 2А. Це магнітне поле є відносно інтенсивним і може з'єднуватися з низькою частотою, сприйнятливою до EMI сусідніх пристроїв. Шум у моєму випадку взагалі не був від радіочастотного зв'язку та антени. Ось чому РЧ екранування може не працювати.


5

Перш за все, в цій ситуації має значення сила. Будь-які невеликі динаміки будуть мати лише кілька ваттів, якщо не втрата.

Потужність, що виводиться з телефону в мобільних додатках, може досягати 33 дБм (або 2 Вт). Це стосується як UMTS, так і GSM; однак, для GSM є вибухи, які становлять близько 217 Гц (що знаходиться в чутному діапазоні). Цей 2 Вт потужність може бути дуже сильним порівняно з аудіосигналами. У UMTS протокол змінився і був спеціально розроблений, щоб уникнути сплеску, який би був у чутному діапазоні.


Kellenjb, я зробив санітарну перевірку та оновив результати свого запитання. Не могли б ви подивіться і скажіть, чи я помиляюся?
JSideris

3
Так. Дизайн протоколу GSM був загиблим у головному мозку, і його наслідки не були помічені до занадто пізнього процесу. Вони знали, що відбуватиметься, але всі зацікавлені кошти вклали достатньо доларів, щоб вони могли проїхати грубий контроль над контролюючими органами. Будь-яка компанія, у якої виникли подібні проблеми, зазвичай ніколи не отримає попереднє затвердження типу. GSM був горилою 6000 фунтів (це 10 х звичайних переважних 600 фунтів). Інтерференція - це випадкова субгармонія, пов'язана з побудовою кадрів сигналізації.
Рассел Макмахон

5

Як може крихітний шматочок ЕМ, що випромінюється радіо стільникового телефону, викликати акустичну систему, розроблену для вимкнення коливаючого сигналу 1 В, видавати такий гучний гудечий шум?

Перешкода не веде динаміків безпосередньо; він знаходить свій шлях назад в електроніку, через якийсь шлях, де він підсилюється.

Ось один із способів. Динамік насправді підключений до виходу підсилювача, який стабілізується глобальною лінією негативного зворотного зв'язку. Цей негативний зворотний зв'язок повертається до відносно високого опору, чутливого входу раніше в підсилювач.


Провід забирає мікрохвильову піч і може резонувати котушку 1/4 Вт імпедансу. Схоже, це створює радіальну силу, а не осьову, тому динамік гуде, натискаючи на магніт.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

і як би ви запобігли втручанню або фільтрували цей сигнал із глобальної лінії негативного зворотного зв’язку підсилювача?
ендоліт

1

Гудіння, яке ви чуєте, - це перешкоди. Покладіть феритові намистини на свій кабель, щоб позбутися від нього. Ось як. Як зазначив AndrejaKo, випромінювання є значним, оскільки може досягати піку приблизно 2 Вт (для гарнітури).


2
Привіт Суха, я розумію, що таке звук і як його позбутися. Однак я не розумію, як можливо, що 2 Вт вводиться в кабель, коли пристрій GSM знаходиться поруч. Чи можете ви побачити мої зміни до питання та повідомити мене, якщо ви бачите помилки з моїм розрахунком?
JSideris

Один для акуратних формул :).
JSideris

1
@Bizorke Я не розумію, вони не відповіли на ваше запитання, але ви дали їм нагороду за акуратні формули? Я навіть не бачу жодної формули. Що я пропускаю?
Kellenjb

@Bizorke, 2 Вт - це пікова потужність на антені, а не на самому кабелі. Ферит не збирається поглинати 2 Вт. Він стає гучним, оскільки з'єднується з сигнальними лініями, що передували посиленню.
Кортук

1
@Bizorke, голоси повинні бути за якість відповідей, редагує слух користувачів на низьких рівнях повторень, не потрібно проголосувати питання.
Кортук

0

Якщо ваші динаміки лунають кожні кілька хвилин, коли радіо вимкнено, то причиною є автоматичне синхронізація до найближчої стільникової вежі. Цей вибух повинен забезпечити вам зв’язок із найсильнішою вежею для прийому дзвінків.

Якщо вищезазначене вірно, тоді рішенням слід додати невелику радіочастотну кришку, кераміка 100 пФ може добре працювати, перевірити ШОЕ та вибрати значення, яке дає найнижчий опір при 850 МГц.

Причина: котушка динаміка робить приємну антену, а магнітики діють нелінійно, при цьому випрямлені струми випрямлюються і викликають випромінювання сили котушки на котушці. Зазвичай> відстань 3 м не слід виявляти. Протокол для синхронізації в режимі офлайн використовує сигнали базової смуги, коли AM виявляється котушкою динаміка. але пропонує кращий SNR та надійне з'єднання. ADSL має ту саму проблему, і смуга розбиття призначена для фільтрації цього. В іншому випадку ви б почули протокол підключення за допомогою автоматичного передавання даних на широкосмуговій швидкості. Проблема GSM не очевидна при підключеннях до мережі, оскільки модуляція дозволяє уникнути вмісту базової смуги з безперервним носієм.

Я не знаю Q вашого котушки динаміка, але якщо ви можете почути його в пасивному режимі, він працює досить добре.

Якщо моє припущення помилкове, то це можуть бути й інші джерела, про які було сказано вище.


Як я вже говорив, TDMA AM виявляється за резонансною котушкою та нелінійними властивостями магніту на цих частотах. Чи можете ви відповісти на мій Q? Довжина котушки не так важлива, як радіус.


Bizorke <GSM Edge 2G отримує цю перешкоду через протокол з'єднання TDMA. Тоді як розриви CDMA, використовувані Verizon, не роблять. Я вважаю, ви чуєте швидкість вибуху в такт "dit-ditty-dit-ditty ..." за кілька секунд. Частота кадрів TDMA під час "відключення" становить 216,7 Гц, частота кадрів - це "dit", коли він надсилає "Ви чуєте мене?" 1/4 хвилі носія GSM (@ 850 МГц) - 89 мм або 3,5 ", що ставить котушки динаміків у діапазон прийому. Чи можете ви підтвердити моє припущення щодо ваших тестових умов із вимкненим звуковим звуком ? Гучний звук може вбити шум, турбуючи резонанс
Тоні Стюарт Сунніскігуй EE75

@Bizorke та ін., Підказка в точності моєї відповіді - це звук гудіння, який може бути досить гучним і дратівливим проти чистого тону 200 Гц. Це доводить, що котушка не просто рухається осьово, як ніби приводиться в дію електронікою, але радіально натирається магнітом і робить пружинне гудіння. Ось чому я запитав, чи гуде він, коли вимкнено живлення та відключений динамік.
Тоні Стюарт Сунніскігуй EE75

1
Я не спостерігав цього за вимкненими або відключеними динаміками. Однією з моїх гіпотез було те, що GSM якось втручався безпосередньо у звукові карти. У мене також немає доступних технічних характеристик для мого динаміка, але я погоджуюся, що сама спіральна котушка значно сприятиме загальній енергії, яка поглинається системою.
JSideris

0

Цей дійсно простий. Підсилювач радіочастотного випромінювання в телефоні потребує великої кількості струму і потребує цього швидко. Це створює високий ді / дт у слідах, що ведуть до підсилювача потужності. Результат, отриманий аудіокабелем (через магнітне з’єднання), - це серія імпульсів на фундаментальному рівні 2xx Гц (не мають стандарту під рукою).

Цей сигнал містить велику потужність у діапазонах частот звуку, які підсилюються та розсилаються динаміками. Ефект радіочастотних компонентів порівняно незначний, їх ви не почуєте над голоснішим гудінням.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.