Perché il GSM fa ronzare gli altoparlanti?

Basato su numerose risorse Internet, il cavo dell'altoparlante si comporta come un'antenna che rileva il segnale trasmesso dai cellulari vicini e provoca il ronzio degli altoparlanti. Ma non lo sto davvero comprando ...

Un cavo per altoparlanti da 3,5 mm è progettato per trasportare 1 V. Ho visto vecchie configurazioni in cui gli altoparlanti per PC sono alimentati direttamente dal jack da 3,5 mm (e ho testato la riproduzione di suoni non amplificati direttamente da un PC attraverso il jack, anche se il volume in la mia installazione non era affatto molto alta). In che modo il piccolo bit di EM emesso da una radio cellulare può causare un sistema di altoparlanti, progettato per funzionare al di fuori di un segnale fluttuante da 1 v, produrre un suono così forte? Non potevo immaginare che l'EM generasse più di qualche micro-volt in un'antenna ricevente. Ho sbagliato?

Grazie.

Aggiornato - tensione della linea corretta a 1 V (vedi commenti)

Aggiornamento L' ho cercato, e sì, sembra che il GSM trasmetta a 2 W. Vorrei fare un controllo di integrità con quella cifra per verificare alcune delle risposte che affermano che la potenza trasmessa è significativa. La mia fisica è piuttosto arrugginita, ma proverò ...

Sappiamo che l'intensità della radiazione EM attorno a una sorgente è:

Supponiamo quindi di avere un filo lungo 2 me largo 0,2 mm (spero che si tratti di un'approssimazione valida per il filo) che si trova a circa 2 m da un modulo GSM trasmittente.

Quindi per $P = 2 W, I = 39 \frac{mW}{m^{2}}$

Moltiplicare quello per la superficie del filo (0,2 mm * 2 m)

La potenza totale EM lungo il filo è poi 16 .$\mu W$

Come ho detto, sono abbastanza arrugginito, ma non è corretto? È davvero abbastanza significativo per produrre quel suono senza essere in qualche modo amplificato? Forse il segnale risuona? O interferisce direttamente con le schede audio?

Il ronzio è segnale AM ​​rilevato.

La ragione per cui gli amplificatori audio vengono colpiti dal segnale GSM è che le parti dei semiconduttori audio contemporanei sono in realtà molto funzionali fino alla gamma alta GHz. Per la gamma GSM-800-900MHz qualsiasi traccia di rame da 80mm funziona come un'antenna a 1/4 di onda o risonatore a stripline. Il segnale viene rilevato AM su qualsiasi non linearità (transistor o strutture a diodi in chip) su più punti dell'amplificatore contemporaneamente, inclusi anche i chip del regolatore di potenza e così via.

È tradotto in gamma audio come piccoli ma molto acuti e periodici salti o schiocchi di conducibilità media di parti non lineari (rilevamento AM), che sono alimentati a corrente continua.

Pensa alla traccia dell'oscilloscopio a bassa velocità che mostra una linea retta con perline di lampi UHF. Con l'amplificatore si udiranno picchi acuti e semplici della corrente CC consumata.

Nel mio lavoro sugli impianti acustici ho scoperto che il ronzio è causato dalle radiazioni magnetiche dei fili della batteria del telefono che portano impulsi forse di 2A. Questo campo magnetico è relativamente intenso e può accoppiarsi in circuiti sensibili EMI a bassa frequenza di dispositivi vicini. Il rumore nel mio caso non proveniva affatto dalla RF e dall'antenna. Questo è il motivo per cui la schermatura RF potrebbe non funzionare.

Prima di tutto, è il potere che conta in questa situazione. Qualsiasi piccolo altoparlante avrà solo pochi watt, se non una perdita.

L'alimentazione del portatile nelle applicazioni delle celle può arrivare a 33 dBm (o 2 watt). Questo è il caso sia per UMTS che per GSM; tuttavia, per il GSM ci sono raffiche intorno a 217 Hz (che è nella gamma udibile) Questi 2 watt di potenza possono essere molto forti rispetto ai segnali audio. In UMTS, il protocollo è stato modificato ed è stato specificamente progettato per evitare esplosioni che potrebbero rientrare nell'intervallo udibile.

In che modo il piccolo bit di EM emesso da una radio cellulare può causare un sistema di altoparlanti, progettato per funzionare al di fuori di un segnale fluttuante da 1 v, produrre un suono così forte?

L'interferenza non sta guidando direttamente gli altoparlanti; sta tornando nell'elettronica, attraverso un percorso in cui finisce amplificato.

Ecco un modo. L'altoparlante è in realtà collegato all'uscita di un amplificatore, che è stabilizzato da una linea di feedback negativo globale. Quel feedback negativo risale a un'impedenza relativamente alta, input sensibile prima nell'amplificatore.

Il ronzio che senti è un'interferenza. Metti le perle di ferrit sul cavo per sbarazzartene. Ecco come. Come ha sottolineato AndrejaKo, la radiazione è significativa poiché può raggiungere un picco di circa 2 Watt (per cuffie).

Se gli altoparlanti ronzano ogni pochi minuti quando la radio è spenta, è la sincronizzazione automatica alla torre cellulare più vicina. Questo scoppio è per assicurarti di rimanere in contatto con la torre più forte per ricevere chiamate.

Se quanto sopra è vero, la soluzione è aggiungere un piccolo cappuccio RF, la ceramica 100 pF può funzionare bene, controllare ESR e scegliere il valore che dà l'impedenza più bassa a 850 MHz.

Motivo: la bobina dell'altoparlante produce un'antenna piacevole e la magnetica agisce in modo non lineare con le correnti parassite che vengono rettificate e fa sentire la forza EM sulla bobina. Normalmente> 3 m di distanza non devono essere rilevati. Il protocollo per la sincronizzazione offline utilizza segnali in banda base quando AM viene rilevato dalla bobina del diffusore. ma offre SNR migliore e connessione affidabile. L'ADSL ha lo stesso problema e il bandplitter è progettato per filtrarlo. Altrimenti sentiresti che il protocollo si connetteva usando autobaud a velocità di banda larga. Il problema GSM non è evidente con le connessioni online poiché la modulazione evita il contenuto in banda base con un operatore continuo.

Non conosco la Q della bobina del diffusore, ma se riesci a sentirla in modalità passiva, funziona abbastanza bene.

Se la mia ipotesi è sbagliata, potrebbero essere le altre fonti come menzionato sopra.

Come ho detto, il TDMA è AM rilevato dalla bobina risonante e dalle proprietà non lineari del magnete su quelle frequenze. Puoi rispondere alla mia Q? La lunghezza della bobina non è importante quanto il raggio.

Questo è davvero semplice. L'amplificatore di potenza RF nel telefono ha bisogno di molta corrente e ne ha bisogno rapidamente. Questo crea un alto di / dt nelle tracce che portano all'amplificatore di potenza. Il risultato raccolto dal cablaggio audio (tramite accoppiamento magnetico) è una serie di impulsi a un valore fondamentale di 2xx hz (non hanno lo standard a portata di mano).

Quel segnale contiene molta potenza nelle gamme di frequenza audio, che vengono amplificate e inviate dagli altoparlanti. Gli effetti dei componenti RF sono minuscoli al confronto, non li sentirai al di sopra del ronzio molto più forte.