GSM으로 인해 스피커가 윙윙 거리는 이유는 무엇입니까?


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수많은 인터넷 리소스를 기반으로하는 스피커 와이어는 안테나와 같은 역할을하여 주변 핸드폰의 전송 된 신호를 수신하고 스피커가 윙윙 거리게합니다. 그러나 나는 그것을 정말로 사지 않습니다 ...

3.5mm 스피커 케이블은 1V를 전달하도록 설계되었습니다. 3.5mm 잭에서 직접 PC 스피커에 전원을 공급하는 오래된 설정을 보았습니다. 내 설정이 전혀 높지 않았습니다). 휴대폰 라디오에서 방출되는 초소형 EM이 어떻게 1V 신호 변동으로 작동하도록 설계된 스피커 시스템에서 어떻게 큰 소리를 내는가? EM이 수신 안테나에서 몇 마이크로 볼트 이상을 생성한다고 상상할 수 없었습니다. 내가 잘못?

감사.

업데이트-라인 아웃 전압을 1V로 수정했습니다 (주석 참조).

업데이트 나는 그것을 보았고, 그렇습니다 .GSM이 2W로 전송하는 것처럼 보입니다. 전송 된 전력이 중요한 상태인지에 대한 답을 확인하기 위해 그 수치로 위생 검사를하고 싶습니다. 내 물리학은 꽤 녹슬지 만 시도해 볼게요 ...

소스 주변의 EM 방사선 강도는 다음과 같습니다.

I=P4πr2

따라서 2m 길이와 0.2mm 너비의 와이어 (전송 와이어의 유효 근사치라고 생각합니다)가 송신 GSM 모듈에서 약 2m 떨어진 와이어를 가지고 있다고 가정 해 봅시다.

그런 다음P=2W,I=39mWm2

와이어의 표면적 (0.2 mm * 2 m)을 곱하십시오.

와이어를 따라 전체 EM 전력은 16 입니다.μW

내가 말했듯이, 나는 꽤 녹슨 사람이지만 이것이 맞지 않습니까? 어떻게 든 증폭되지 않으면 서 사운드를 생성 할 수있을만큼 중요한가요? 아마도 신호가 공명합니까? 아니면 사운드 카드를 직접 방해합니까?


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첫 번째 표준 라인 출력은 1V RMS입니다. 다음은 없습니다 tiny bit of EM. 전화기가 연결을 설정하면 방사능이 매우 강합니다.
AndrejaKo

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@AndrejaKo 그렇습니다, 나는 5 V에 대해 틀릴 수 있습니다 ...-이제 당신은 1 V의 소리가 정확하다고 언급했습니다. 나는 여전히 1 V와 비교할 수 없다는 것을 상상할 수 없기 때문에 GSM에 의해 얼마나 많은 전압이 유도되는지 알고 싶습니다. GSM 신호가 스피커 자체에서 어떻게 증폭되는지 궁금합니다.
JSideris

스피커의 코일 권선 길이는 2 미터보다 약간 길 수 있습니다. GSM 전화의 방향이 적절하다면 공기 코어 변압기 방정식이 전달 된 에너지에 더 가까운 근사치를 제공 할 수 있습니다.
hotpaw2


소리 파일 (wma, amr, mp3) 등을 여기에 업로드 할 수 있습니까?
항상 혼란스러워

답변:


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신호음은 AM 감지 신호입니다.

GSM 신호에 의해 오디오 증폭기가 타격을받는 이유는 현대 오디오 반도체 부품이 실제로 최대 GHz 범위까지 매우 기능 적이기 때문입니다. GSM-800-900MHz 범위의 경우 80mm 구리 트레이스는 1/4 파장 안테나 또는 스트립 라인 공진기처럼 작동합니다. 전력 레귤레이터 칩 등을 포함하여 증폭기의 여러 지점에서 동시에 비선형 성 (칩의 트랜지스터 또는 다이오드 구조)에서 신호가 AM으로 감지됩니다.

DC 전원을 사용하는 비선형 부품의 평균 전도도 (AM 감지)의 작지만 매우 날카 롭고주기적인 딥 또는 팝으로 오디오 범위로 변환됩니다.

UHF 플래시 비드가 직선으로 나타나는 저속 오실로스코프 트레이스를 생각해보십시오. 소비 된 DC 전류의 간단한 예리한 스파이크는 증폭기로들을 수있게됩니다.


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이것은 실제로 앰프의 출력이 궁극적으로 오디오 주파수 (일반적으로 스피커가 1MHz 이상의 주파수에서 눈에 띄게 진동하지 않을 것임), 더 높거나 낮은 주파수의 존재로 필터링 될지라도 과소 평가 된 사실과 관련이 있습니다. 입력 음이 심하게 들릴 수 있습니다. 500Hz에서 진폭 변조 된 869.0000MHz 신호 진폭에는 868.9995MHz 및 869.0005Mhz의 구성 요소가 포함되며,이 중 어느 것도들을 수 없지만 왜곡은 원래 주파수의 배수의 합 ​​또는 차이에서 주파수 구성 요소를 생성 할 수 있습니다.
supercat

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문제를 파악하는 쉬운 방법은 필터링하기 전에 신호를 하이 측에서 1.2 볼트, 로우 측에서 -1.1 볼트로 클리핑하는 앰프를 상상하는 것입니다. 강한 868MHz 신호 (예 : +/- 2 볼트 이상)는 앰프의 입력단이 존재할 때 0.05 볼트가 보이도록 효과적으로 강제합니다. 그러한 신호가없고 입력이 다른 경우 무음이면 0.00V가 표시됩니다. 따라서, 오디오 속도로 나타나고 사라지는 강한 868MHz 신호는 입력에서 명백한 0.05V 피크 투 피크 오디오 주파수 파동을 야기 할 수 있습니다.
supercat

근처에있는 휴대 전화에서만 효과가 발생하는 이유는 무엇입니까? 전화를 받았을 때 전화가 전송되고 있고 그 다음에 전송 만 수신되고 있습니까?
Nate

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@Nate : 신호 강도가 대략 거리의 제곱으로 떨어지기 때문에 100 피트에서 10 피트 떨어진 곳에서 10 피트 떨어진 곳에서 약 100 배 많은 신호를 수신합니다. 이 효과는 더 작은 거리에서 약간 줄어 듭니다 (한 발은 1 인치 떨어진 곳에서 1 인치 떨어진 곳에서 전화로 144 배 많은 신호를 수신하지 못합니다). 5 피트 거리에서 강한 시간.
supercat

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청각 임플란트 작업에서 나는 윙윙 거리는 소리가 2A의 펄스를 전달하는 전화기의 배터리 와이어에서 나오는 자기 방사에 의해 발생한다는 것을 알았습니다. 이 자기장은 비교적 강렬하며 주변 장치의 저주파 EMI 감수성 회로에 결합 될 수 있습니다. 필자의 경우 소음은 RF와 안테나에서 전혀 발생하지 않았습니다. RF 차폐가 작동하지 않을 수 있습니다.


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우선,이 상황에서 중요한 것은 힘입니다. 작은 스피커는 손실되지 않으면 몇 와트에 불과합니다.

셀 애플리케이션에서 핸드셋의 전원 출력은 최대 33dBm (또는 2W) 일 수 있습니다. UMTS와 GSM의 경우도 마찬가지입니다. 그러나 GSM의 경우 약 217Hz (가청 범위에있는)의 버스트가 있습니다.이 2 와트의 전력은 오디오 신호에 비해 매우 강할 수 있습니다. UMTS에서 프로토콜은 변경되었으며 가청 범위에있는 버스트를 피하도록 특별히 설계되었습니다.


Kellenjb, 나는 위생 검사를하고 결과를 내 질문에 업데이트했습니다. 당신이보고 오류가 있는지 말해 주시겠습니까?
JSideris

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예. 이 GSM 프로토콜 설계는 두뇌가 죽었고 그 과정에서 너무 늦게까지 그 의미를 발견하지 못했습니다. 그들은 무슨 일이 벌어 질지 알았지 만 모든 관련자들이 규제 당국을 대충 타기 위해 충분한 $를 투자했다. 이런 종류의 문제가 발생한 회사는 대개 과거의 형식 승인을받지 못할 것입니다. GSM은 6000 파운드 고릴라 (보통 압도적 인 600 파운드의 10 배)였습니다. 간섭은 시그널링 프레임의 구축 방법과 관련하여 우발적 인 서브 하모닉입니다.
Russell McMahon

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휴대폰 라디오에서 방출되는 초소형 EM이 어떻게 1V 신호 변동으로 작동하도록 설계된 스피커 시스템에서 어떻게 큰 소리를 내는가?

간섭이 스피커를 직접 구동하지 않습니다. 그것은 결국 증폭 된 경로를 통해 전자 기기로 돌아가는 길을 찾고있다.

한 가지 방법이 있습니다. 스피커는 실제로 앰프의 출력에 연결되며 이는 글로벌 네거티브 피드백 라인에 의해 안정화됩니다. 이 네거티브 피드백은 앰프의 초기에 비교적 높은 임피던스의 민감한 입력으로 되돌아갑니다.


전선은 마이크로파를 픽업하여 코일 1/4 W 임피던스를 공진 할 수 있습니다. 축이 아닌 반경 방향 힘을 생성하여 스피커를 자석에 부딪히면 소리가납니다.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

그리고 파워 앰프의 글로벌 네거티브 피드백 라인에서이 신호와의 간섭을 방지하거나 걸러 낼 수 있습니까?
endolith

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윙윙 거리는 소리는 간섭입니다. 케이블에 페라이트 비드를 넣어 제거하십시오. 방법은 다음과 같습니다. AndrejaKo가 지적한 바와 같이, 약 2 와트 (헤드셋의 경우)에서 피크가 될 수 있기 때문에 방사선은 중요합니다.


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안녕하세요 Suha, 나는 소리가 무엇인지 그리고 그것을 제거하는 방법을 이해합니다. 그러나 GSM 장치가 근처에있을 때 2W가 케이블에 유도 될 수있는 방법을 이해하지 못합니다. 질문에 대한 편집 내용을보고 계산에 오류가 있는지 알려주시겠습니까?
JSideris

깔끔한 수식 하나 :).
JSideris 2016 년

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@Bizorke 이해하지 못합니다. 귀하의 질문에 대답하지 못했지만 깔끔한 수식에 대한 공감대를 주었습니까? 나는 심지어 공식을 보지 못했습니다. 내가 무엇을 놓치고 있습니까?
Kellenjb

@Bizorke, 2 와트는 케이블 자체가 아닌 안테나의 최대 전력입니다. 페라이트는 2 와트를 흡수하지 않습니다. 증폭 이전의 신호 라인에 결합되기 때문에 크게 들립니다.
Kortuk

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@Bizorke, 투표는 답변 품질에 대한 것이어야하며, 질문에 투표하지 않고도 낮은 답변 수준에서 사용자 답변을 편집합니다.
Kortuk

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라디오가 꺼져있을 때 스피커가 몇 분마다 윙윙 거리면 가장 가까운 셀 타워와 자동 동기화됩니다. 이 버스트는 가장 강력한 타워에 연결되어 전화를받을 수 있도록하기위한 것입니다.

위의 경우, 해결책은 작은 RF 캡을 추가하는 것입니다. 100 pF 세라믹이 잘 작동하고 ESR을 확인하고 850MHz에서 가장 낮은 임피던스를 제공하는 값을 선택하십시오.

이유 : 스피커 코일이 멋진 안테나를 만들고 자기가 비선형 방식으로 동작하여 와전류가 정류되고 코일의 EM 힘이 들립니다. 일반적으로> 3m 거리는 감지되지 않아야합니다. 오프라인 동기화 프로토콜은 스피커 코일이 AM을 감지 할 때베이스 밴드 신호를 사용합니다. 더 나은 SNR과 안정적인 연결을 제공합니다. ADSL은 동일한 문제를 가지고 있으며 대역 분할기는이를 필터링하도록 설계되었습니다. 그렇지 않으면 광대역 속도로 autobaud를 사용하여 연결하는 프로토콜이 들립니다. 변조가 연속 반송파로 기저 대역 콘텐츠를 피하기 때문에 온라인 연결에서는 GSM 문제가 분명하지 않습니다.

스피커 코일의 Q를 모르지만 패시브 모드에서들을 수 있으면 잘 작동합니다.

내 가정이 잘못되면 위에서 언급 한 다른 출처 일 수 있습니다.


내가 말했듯이 TDMA는 공명 코일과 그 주파수에서 자석의 비선형 특성에 의해 AM 감지됩니다. 내 Q에 응답 할 수 있습니까? 코일 길이는 반경만큼 중요하지 않습니다.


Bizorke <GSM Edge 2G는 TDMA 연결 프로토콜에서이 간섭을받습니다. Verizon이 사용하는 CDMA 버스트는 그렇지 않습니다. "dit-ditty-dit-ditty ..."의 비트에서 몇 초 동안 버스트 속도가 들린다 고 생각합니다. "오프 훅"중 TDMA 프레임 속도는 216.7Hz입니다. "소리가 들립니까?" GSM의 1/4 파장은 (@ 850MHz의) 캐리어는 수신 범위의 풋 스피커 코일을. 89mm 또는 3.5 "입니다 오프? 오디오 전력 테스트 조건에 내 가정을 확인하시기 바랍니다 수 방해하여 소음을 죽일 수 시끄러운 오디오
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@Bizorke et al., 내 대답의 정확성에 대한 단서는 깨끗한 200Hz 톤에 비해 매우 크고 성 가실 수있는 버즈 소리입니다. 이것은 코일이 전자 장치에 의해 구동되는 것처럼 축 방향으로 이동하는 것이 아니라 자석을 방사형으로 문지르고 스프링 버즈를 만드는 것을 나타냅니다. 그렇기 때문에 전원을 끄고 스피커를 분리 한 상태에서 신호음이 울리는 지 묻습니다.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

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스피커가 꺼져 있거나 연결이 끊어진 상태에서 이것을 관찰하지 못했습니다. 내 가설 중 하나는 GSM이 어떻게 든 사운드 카드를 직접 방해한다는 것입니다. 또한 스피커 사양을 사용할 수 없지만 스피커 코일 자체가 시스템이 흡수하는 전체 에너지에 크게 기여한다는 데 동의합니다.
JSideris

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이건 정말 간단합니다. 전화기의 RF 전력 증폭기에는 많은 전류가 필요하며 빠르게 필요합니다. 이로 인해 전력 증폭기로 이어지는 트레이스에 높은 di / dt가 생성됩니다. 오디오 케이블 링 (자기 결합을 통해)에 의해 수집 된 결과는 기본적으로 2xx hz의 기본 임펄스입니다 (표준이 없음).

이 신호에는 오디오 주파수 범위의 많은 전력이 포함되어 있으며 증폭되어 스피커로 보내집니다. RF 구성 요소의 효과는 비교할 때 아주 작습니다. 더 큰 소리로 들리지 않습니다.

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