ทำไม GSM จึงทำให้ลำโพงส่งเสียงบี๊บ?


29

สายลำโพงทำหน้าที่เหมือนเสาอากาศที่รับสัญญาณที่ส่งจากโทรศัพท์มือถือในบริเวณใกล้เคียงจากแหล่งข้อมูลอินเทอร์เน็ตจำนวนมากและทำให้ลำโพงส่งเสียงดัง แต่ฉันไม่ได้ซื้อมันจริงๆ ...

สายลำโพง 3.5 มม. ได้รับการออกแบบให้พก 1 โวลต์ฉันเคยเห็นการตั้งค่าแบบเก่าที่ลำโพง PC ใช้พลังงานโดยตรงจากแจ็ค 3.5 มม. (และฉันได้ทดสอบการเล่นเสียงที่ไม่ได้รับการขยายโดยตรงจากพีซีผ่านแจ็ค การตั้งค่าของฉันไม่สูงมากเลย) EM ที่ปล่อยออกมาจากวิทยุโทรศัพท์มือถือจะทำให้ระบบลำโพงได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้งานกับสัญญาณที่มีความผันผวน 1 โวลต์ทำให้เกิดเสียงดังมากได้อย่างไร? ฉันนึกภาพออกไม่ได้ว่า EM กำลังสร้างไมโครโวลต์มากกว่าสองสามตัวในเสาอากาศรับสัญญาณ ฉันผิดหรือเปล่า?

ขอบคุณ

อัปเดต - แก้ไขแรงดันไฟฟ้าของสายออกเป็น 1 V (ดูความคิดเห็น)

อัปเดต ฉันค้นหาแล้วและดูเหมือนว่าการส่งสัญญาณ GSM ที่ 2 W. ฉันต้องการตรวจสอบสติด้วยตัวเลขนั้นเพื่อตรวจสอบคำตอบบางส่วนที่ระบุว่ากำลังส่งมีความสำคัญ ฟิสิกส์ของฉันค่อนข้างเป็นสนิม แต่ฉันจะลอง ...

เรารู้ว่าความเข้มข้นของรังสี EM รอบแหล่งคือ:

I=P4πr2

สมมติว่าเรามีสายยาว 2 ม. และกว้าง 0.2 มม. (ฉันหวังว่านี่จะเป็นการประมาณที่ถูกต้องสำหรับสาย) ซึ่งอยู่ห่างจากโมดูล GSM ที่ส่งสัญญาณประมาณ 2 ม.

จากนั้นสำหรับP=2W,I=39mWm2

คูณด้วยพื้นที่ผิวของเส้นลวด (0.2 มม. * 2 ม.)

พลังเอ็มรวมพร้อมสายแล้ว 16WμW

เช่นฉันบอกว่าฉันค่อนข้างเป็นสนิม แต่นี่ไม่ถูกต้องหรือไม่ นี่เป็นเรื่องที่สำคัญพอที่จะให้เสียงนั้นโดยไม่ถูกขยายออกไปหรือไม่? บางทีสัญญาณดังก้อง? หรือรบกวนโดยตรงกับการ์ดเสียง


1
ช่องสัญญาณออกมาตรฐานแรกคือ 1 V RMS tiny bit of EMถัดไปมีไม่ได้เป็น เมื่อโทรศัพท์กำลังสร้างการเชื่อมต่อรังสีจะค่อนข้างแรง
AndrejaKo

1
@ AndrejaKo ใช่ฉันอาจจะผิดเกี่ยวกับ 5 V ... - ตอนนี้คุณพูดถึง 1 V เสียงถูกต้อง ฉันยังคงต้องการทราบว่าแรงดันไฟฟ้าของ GSM ถูกกระตุ้นเท่าที่ฉันไม่สามารถจินตนาการได้ว่ามันจะเทียบเท่ากับ 1 V. แม้ฉันสงสัยว่าสัญญาณ GSM นั้นถูกขยายภายในลำโพงตัวเองหรือไม่
JSideris

ความยาวของขดลวดของขดลวดบนลำโพงอาจจะค่อนข้างนานกว่า 2 เมตร สมการหม้อแปลงอากาศหลักอาจให้การถ่ายโอนพลังงานใกล้เคียงกันมากขึ้นถ้าโทรศัพท์ GSM นั้นหันไปทางที่เหมาะสม
hotpaw2


ฉันขออัปโหลดไฟล์เสียง (wma, amr, mp3) และอื่น ๆ ได้ไหม?
สับสนอยู่เสมอ

คำตอบ:


20

เสียงหึ่งเป็นสัญญาณที่ตรวจพบ AM

เหตุผลของแอมพลิฟายเออร์เสียงที่ได้รับผลกระทบจากสัญญาณ GSM คือชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์เสียงร่วมสมัยนั้นใช้งานได้จริงมากในช่วง GHz สูง สำหรับช่วง GSM-800-900MHz การติดตามทองแดงขนาด 80 มม. นั้นทำงานเหมือนเสาอากาศ 1/4 คลื่นหรือระบบ resplator resplator สัญญาณจะถูกตรวจจับแบบ AM ในแบบไม่เชิงเส้นใด ๆ (ทรานซิสเตอร์หรือโครงสร้างไดโอดในชิป) ในแอมพลิฟายเออร์หลายจุดพร้อมกันรวมถึงชิปควบคุมพลังงานและอื่น ๆ

มันถูกแปลเป็นช่วงเสียงเป็นจุดเล็ก ๆ แต่คมชัดมากและเป็นระยะหรือมีค่าการนำไฟฟ้าเฉลี่ยของชิ้นส่วนที่ไม่ใช่เชิงเส้น (การตรวจจับแบบ AM) ซึ่งเป็นพลังงาน DC

คิดว่าออสซิลโลสโคปความเร็วต่ำแสดงเส้นตรงด้วยลูกปัดของไฟแฟลช UHF เดือยแหลมที่เรียบง่ายของกระแสไฟ DC ที่ใช้ไปจะได้ยินด้วยแอมพลิฟายเออร์


3
สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความจริงที่ด้อยค่าว่าแม้ว่าผลลัพธ์ของแอมป์จะถูกกรองในความถี่เสียงในที่สุด (ลำโพงทั่วไปจะไม่สั่นสะเทือนอย่างชื่นชมที่ความถี่มากกว่า 1MHz หลังจากทั้งหมด) การมีความถี่สูงหรือต่ำบน อินพุตอาจทำให้เกิดเสียงเพี้ยนมาก 869.0000MHz สัญญาณแอมพลิจูดที่มอดูเลตที่ 500Hz จะประกอบด้วยส่วนประกอบที่ 868.9995MHz และ 869.0005Mhz ซึ่งไม่ใช่เสียง แต่การบิดเบือนอาจสร้างส่วนประกอบความถี่ที่ผลรวมหรือความแตกต่างของทวีคูณใด ๆ ของความถี่เดิม
supercat

1
วิธีง่าย ๆ ในการมองเห็นปัญหาคือการจินตนาการว่าแอมป์ที่ตัดสัญญาณก่อนการกรองใด ๆ ที่ 1.2 โวลต์ที่ด้านสูงและ -1.1 โวลต์ที่ด้านล่าง สัญญาณแรง 868MHz (เช่น +/- 2 โวลต์หรือสูงกว่า) จะบังคับขั้นตอนอินพุตของแอมป์ให้เห็น 0.05 โวลต์เมื่อมีอยู่ หากไม่มีสัญญาณดังกล่าวและอินพุตนั้นเงียบอยู่ก็จะเห็น 0.00 โวลต์ ดังนั้นสัญญาณที่แรง 868MHz ซึ่งปรากฏขึ้นและหายไปในอัตราเสียงจะทำให้เกิดคลื่นความถี่เสียงที่มีความชัดเจนสูงสุดถึง 0.05 โวลต์ในอินพุต
supercat

เหตุใดจึงเกิดผลกระทบเฉพาะเมื่อมีโทรศัพท์อยู่ในบริเวณใกล้เคียง โทรศัพท์กำลังส่งสัญญาณเมื่อมีสายเรียกเข้าหรือไม่และจะมีเฉพาะการรับส่งสัญญาณเท่านั้น
เนท

1
@Nate: ความแรงของสัญญาณลดลงโดยประมาณเป็นระยะทางประมาณหนึ่งดังนั้นหนึ่งจะได้รับสัญญาณจากโทรศัพท์มากประมาณ 100 เท่าห่างจากโทรศัพท์ 10 ฟุตห่างจาก 100 ฟุต เอฟเฟกต์นี้จะลดลงเล็กน้อยในระยะทางที่น้อยกว่า (ใครจะไม่ได้รับสัญญาณมากถึง 144x จากโทรศัพท์หนึ่งนิ้วห่างจากหนึ่งฟุต) แต่การส่งแรงมากพอที่จะรับได้ในระยะทางหนึ่งไมล์จะอยู่ที่ประมาณล้าน คูณด้วยแรงที่ระยะ 5 ฟุต
supercat

6

ในงานของฉันเกี่ยวกับการปลูกถ่ายการได้ยินฉันพบว่าการหึ่งเกิดจากการแผ่รังสีแม่เหล็กจากสายแบตเตอรี่ในโทรศัพท์ซึ่งมีพัลส์ 2A สนามแม่เหล็กนี้ค่อนข้างรุนแรงและสามารถจับคู่กับวงจรคลื่นความถี่ต่ำ EMI ที่ไวต่อสัญญาณของอุปกรณ์ใกล้เคียง เสียงในกรณีของฉันไม่ได้มาจาก RF และเสาอากาศเลย นี่คือเหตุผลที่ RF shielding อาจไม่ทำงาน


5

ประการแรกคือพลังที่สำคัญในสถานการณ์นี้ ลำโพงขนาดเล็กจะมีกำลังวัตต์เพียงเล็กน้อยหากไม่สูญเสีย

กำลังไฟจากโทรศัพท์มือถือในแอปพลิเคชันมือถืออาจมีขนาดใหญ่ถึง 33dBm (หรือ 2 วัตต์) นี่เป็นกรณีสำหรับทั้ง UMTS และ GSM อย่างไรก็ตามสำหรับ GSM มีระเบิดที่ประมาณ 217 เฮิร์ตซ์ (ซึ่งอยู่ในช่วงเสียง) 2 วัตต์พลังงานนี้จะแข็งแกร่งมากเมื่อเทียบกับสัญญาณเสียง ใน UMTS โปรโตคอลเปลี่ยนและถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อหลีกเลี่ยงการระเบิดที่จะอยู่ในช่วงเสียง


สวัสดี, ฉันได้ทำการตรวจสอบสติและปรับปรุงผลลัพธ์สำหรับคำถามของฉัน. คุณช่วยลองดูและบอกฉันว่าฉันมีข้อผิดพลาดหรือไม่?
JSideris

3
ใช่. การออกแบบโพรโทคอลของ Thje GSM นั้นสมองตายและผลกระทบไม่ได้ถูกพบจนกระทั่งสายเกินไป พวกเขารู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น แต่มีเงินลงทุนมากพอสำหรับทุกคนที่เกี่ยวข้องเพื่อให้พวกเขาขี่ม้าไปยังหน่วยงานกำกับดูแล บริษัท ใด บริษัท หนึ่งที่มีปัญหาประเภทนี้มักจะไม่ได้รับการอนุมัติประเภทที่ผ่านมา GSM เป็นลิงกอริลลา 6,000 ปอนด์ (นั่นคือ 10 เท่าโดยปกติจะหนัก 600 ปอนด์) สัญญาณรบกวนนั้นเป็นสัญญาณรบกวนแบบไม่ได้ตั้งใจซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีการสร้างเฟรมสัญญาณ
รัสเซลแม็คมาฮอน

5

EM ที่ปล่อยออกมาจากวิทยุโทรศัพท์มือถือจะทำให้ระบบลำโพงได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้งานกับสัญญาณที่มีความผันผวน 1 โวลต์ทำให้เกิดเสียงดังมากได้อย่างไร?

สัญญาณรบกวนไม่ได้ขับลำโพงโดยตรง มันกำลังหาทางกลับเข้าไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผ่านเส้นทางที่มันขยายออกมา

นี่คือวิธีหนึ่ง ลำโพงเชื่อมต่อกับเอาท์พุทของแอมพลิฟายเออร์ซึ่งมีความเสถียรโดยสายตอบรับเชิงลบระดับโลก ความคิดเห็นเชิงลบนั้นกลับไปที่ความต้านทานค่อนข้างสูงอินพุตที่มีความละเอียดอ่อนก่อนหน้านี้ในแอมพลิฟายเออร์


สายไฟรับไมโครเวฟและอาจสะท้อนความต้านทานขดลวด 1/4 W ดูเหมือนว่าจะสร้างแรงรัศมีมากกว่าแนวแกนดังนั้นลำโพงจึงส่งเสียงดังโดยการกดปุ่มแม่เหล็ก
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

และคุณจะป้องกันการรบกวนด้วยหรือกรองสัญญาณนี้จากสายตอบรับเชิงลบระดับโลกของเพาเวอร์แอมป์ได้อย่างไร
endolith

1

เสียงพึมพำที่คุณได้ยินคือสัญญาณรบกวน ใส่เฟอร์ริตบีดลงบนสายเคเบิลเพื่อกำจัดมัน นี่คือวิธี ตามที่ AndrejaKo ชี้ให้เห็นการแผ่รังสีมีความสำคัญเนื่องจากสามารถสูงสุดที่ประมาณ 2 วัตต์ (สำหรับชุดหูฟัง)


2
สวัสดี Suha ฉันเข้าใจว่าเสียงนี้เป็นอย่างไรและจะกำจัดได้อย่างไร อย่างไรก็ตามฉันไม่เข้าใจว่าเป็นไปได้หรือไม่ที่ 2 W จะถูกเหนี่ยวนำเข้าไปในสายเคเบิลเมื่ออุปกรณ์ GSM ใกล้เข้ามา คุณเห็นการแก้ไขคำถามของฉันและแจ้งให้เราทราบหากคุณเห็นข้อผิดพลาดในการคำนวณของฉันหรือไม่
JSideris

หนึ่งสูตรสำหรับสูตรเรียบร้อย :)
JSideris

1
@Bizorke ฉันไม่เข้าใจพวกเขาไม่ได้ตอบคำถามของคุณ แต่คุณได้ให้พวกเขา upvote สำหรับสูตรเรียบร้อย? ฉันไม่เห็นแม้แต่สูตรใด ๆ ฉันพลาดอะไรไป
Kellenjb

@Bizorke, 2 วัตต์เป็นพลังไฟฟ้าสูงสุดในเสาอากาศ, ไม่ใช่บนสายเคเบิลนั้นเอง เฟอร์ไรต์จะไม่ดูดซับ 2 วัตต์ มันดังขึ้นเพราะมันเข้าคู่กับสายสัญญาณก่อนหน้าการขยายสัญญาณ
Kortuk

1
@Bizorke การลงคะแนนควรเป็นเพื่อคุณภาพของคำตอบแก้ไขหูของตัวแทนผู้ใช้ในระดับตัวแทนต่ำโดยที่คุณไม่จำเป็นต้องโหวตคำถาม
Kortuk

0

หากลำโพงของคุณส่งเสียงพึมพำทุกสองสามนาทีเมื่อวิทยุปิดอยู่นั่นจะเป็นการซิงค์อัตโนมัติไปยังหอเซลล์ที่ใกล้ที่สุดซึ่งเป็นสาเหตุ การระเบิดครั้งนี้เพื่อให้แน่ใจว่าคุณเชื่อมต่อกับหอคอยที่แข็งแกร่งที่สุดเพื่อรับสาย

หากข้างต้นเป็นจริงการแก้ปัญหาคือการเพิ่มฝา RF ขนาดเล็กเซรามิก 100 pF อาจทำงานได้ดีตรวจสอบ ESR และเลือกค่าที่ให้ความต้านทานต่ำสุดที่ 850MHz

เหตุผล: ขดลวดของลำโพงเกิดขึ้นเพื่อสร้างเสาอากาศที่ดีและแม่เหล็กทำหน้าที่ในลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นโดยมีกระแสวนที่ถูกแก้ไขและทำให้เกิดแรง EM บนขดลวดที่จะได้ยิน ปกติไม่ควรตรวจจับระยะทาง 3 ม. โปรโตคอลสำหรับการซิงค์ออฟไลน์ใช้สัญญาณเบสแบนด์เมื่อตรวจพบ AM โดยขดลวดลำโพง แต่ข้อเสนอ SNR ที่ดีกว่าและการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ ADSL มีปัญหาเดียวกันและตัวแยกแบนด์ถูกออกแบบมาเพื่อกรองออก มิฉะนั้นคุณจะได้ยินโปรโตคอลในการเชื่อมต่อโดยใช้ autobaud ที่ความเร็วบรอดแบนด์ ปัญหา GSM ไม่ชัดเจนในการเชื่อมต่อออนไลน์เนื่องจากการหลีกเลี่ยงเนื้อหาเบสแบนด์กับผู้ให้บริการอย่างต่อเนื่อง

ฉันไม่รู้จัก Q ของขดลวดลำโพงของคุณ แต่ถ้าคุณได้ยินในโหมดแฝงมันทำงานได้ดี

หากการสันนิษฐานของฉันผิดก็อาจเป็นแหล่งอื่นตามที่กล่าวไว้ข้างต้น


อย่างที่ฉันบอกว่า TDMA นั้นถูกตรวจจับโดย AM โดยขดลวดเรโซแนนและคุณสมบัติที่ไม่ใช่เชิงเส้นของแม่เหล็กที่ความถี่เหล่านั้น คุณสามารถตอบคำถามของฉันได้ไหม ความยาวคอยล์ไม่สำคัญเท่ากับรัศมี


Bizorke <GSM Edge 2G ได้รับสัญญาณรบกวนนี้จากโปรโตคอลการเชื่อมต่อ TDMA ในขณะที่การระเบิดของ CDMA ที่ Verizon ใช้ไม่ได้ ฉันเชื่อว่าคุณได้ยินอัตราการระเบิดในจังหวะของ "dit-ditty-dit-dit ... " เป็นเวลาสองสามวินาที อัตราเฟรม TDMA ระหว่าง "off-hook" คือ 216.7 Hz frame rate คือการระเบิด "dit" เมื่อมันส่ง "คุณได้ยินฉันไหม" ผู้ให้บริการคลื่น 1/4 ของ GSM (@ 850MHz) คือ 89 มม. หรือ 3.5 "ซึ่งทำให้คอยล์ของลำโพงอยู่ในช่วงการรับสัญญาณ คุณช่วยยืนยันสมมติฐานของฉันเกี่ยวกับสภาพการทดสอบของคุณด้วยการปิดเครื่องเสียงได้หรือไม่เสียงดังอาจฆ่าเสียงรบกวน เสียงสะท้อน
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@ Bizorke และคนอื่น ๆ เบาะแสของความถูกต้องของคำตอบของฉันคือเสียงของเสียงกระหึ่มซึ่งอาจจะค่อนข้างดังและน่ารำคาญเทียบกับเสียงที่สะอาด 200 Hz สิ่งนี้พิสูจน์ให้เห็นว่าคอยล์ไม่เพียงแค่เคลื่อนที่ตามแนวแกนราวกับว่าถูกขับเคลื่อนด้วยอิเล็กทรอนิกส์ แต่เป็นการถูบนแม่เหล็กและทำให้เกิดเสียงกระหึ่มในฤดูใบไม้ผลิ นั่นคือเหตุผลที่ฉันถามว่ามันมีเสียงพึมพำกับปิดไฟและลำโพงตัดการเชื่อมต่อ
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
ฉันไม่ได้สังเกตสิ่งนี้เมื่อปิดลำโพงหรือตัดการเชื่อมต่อ หนึ่งในสมมติฐานของฉันคือว่า GSM อย่างใดรบกวนโดยตรงกับการ์ดเสียง ฉันยังไม่มีข้อกำหนดเฉพาะสำหรับลำโพงของฉัน แต่ฉันยอมรับว่าคอยล์ของลำโพงนั้นมีส่วนช่วยอย่างมากต่อพลังงานโดยรวมที่ระบบดูดซึม
JSideris

0

อันนี้ง่ายจริงๆ เพาเวอร์แอมป์ RF ในโทรศัพท์ต้องการกระแสไฟจำนวนมากและต้องการมันอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้สร้างไดเรกตอรี / dt สูงในร่องรอยที่นำไปสู่เพาเวอร์แอมป์ ผลลัพธ์ที่ได้รับมาจากการต่อสายสัญญาณเสียง (ผ่านการเชื่อมต่อแบบแม่เหล็ก) เป็นชุดของแรงกระตุ้นที่พื้นฐานของ 2xx hz (ไม่มีมาตรฐานในมือ)

สัญญาณนั้นมีพลังงานจำนวนมากในช่วงความถี่เสียงซึ่งถูกขยายและส่งออกลำโพง ผลกระทบของส่วนประกอบ RF นั้นเล็กมากโดยการเปรียบเทียบคุณจะไม่ได้ยินเสียงพวกเขาในช่วงที่มีเสียงดังมาก

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.