IR 리모컨이 AM 라디오에 영향을주는 이유는 무엇입니까?

IR 라디오를 AM 라디오 근처에두고 리모콘의 아무 버튼이나 누르면 라디오 스피커에서 소리가 들립니다 (예 : 경고음). 라디오에는 내부에 IR 수신기가 없기 때문에이 현상은 매우 이상합니다.

반면 AM 라디오의 주파수는 530 kHz 이상이지만 IR 리모콘의 주파수는 일반적으로 30 ~ 38 kHz입니다.

또한 사람의 귀는 20kHz 이상의 주파수를 감지 할 수 없지만 IR 리모콘의 주파수는 30kHz 이상입니다.

AM 라디오가 IR 리모컨에 반응하는 이유가 궁금합니다.

이 IR 신호는 실제로 AM 라디오에서 무시됩니다. 그러나, AM 라디오는 매우 민감 전파 (예, DUH! ;-))

IR 리모콘이 작동하면 (버튼을 누름) 리모콘의 칩이 IR 신호를 생성해야하는 클록 공진기 회로를 켭니다. 455kHz 공진기를 사용하는 대부분의 IR 리모콘을 보았습니다. 저렴하기 때문에 간단하게 사용됩니다.

IR 리모트 칩에는 필요한 38kHz를 얻기 위해이 주파수를 나누는 회로가 있습니다. 계수 12로 나누면 455 kHz / 12 = 37.9 kHz가됩니다. 그렇습니다. IR 수신기가 정확하지 않기 때문에 "충분히 가까이"있습니다. 38kHz와 37.9kHz를 구별 할 수 없습니다. 또한 필요하지 않은 38 kHz는 정보를 포함하지 않는 "캐리어"일뿐입니다.

이제 우리는 38 kHz를 가지고 있는데, 이것은 IR 리모트 칩에서 나올 때 구형파 형태 의 신호입니다 . 이것은 간단하기 때문에 (논리 회로는 구형파 신호와 함께 작동) IR LED는 켜져 있거나 꺼져 있어야합니다. 따라서 "사이"레벨이 필요하지 않습니다.

이제 구형파 신호의 특성은 단일 주파수 (예 : 38 kHz)를 포함 할뿐만 아니라 해당 주파수의 여러 배수 (주로 고르지 않은 고조파)도 포함한다는 것입니다. 2 x 38 kHz = 76 kHz, 3 x 38 kHz = 114 kHz, ... 14 x 38 kHz = 532 kHz . 당신은 간다. 14 번째 고조파는 이미 AM 라디오가 수신 할 수있는 주파수에있다!

스위칭 및 구형파 신호의 고조파 성분을 과소 평가하지 마십시오. 한때 600kHz에서 실행되는 DCDC 컨버터의 238 번째 고조파가 142.8MHz에서 작동하는 수신기를 방해하는 제품에서 일했습니다!

아마도 귀하의 무전기가 원격 회로에서 의도하지 않은 EM 방사를 포착하고있을 것입니다. 30 ~ 38KHz에서 작동하지만 IR은 구형파 변조를 사용하므로 고조파를 계속 포착합니다. 물론, LED 드라이브가 픽업되는 것과 다른 신호일 수 있습니다.

라디오가 튜닝 된 주파수 근처에 신호 또는 고조파가 생기면 라디오가이를 오디오 대역에 헤테로 다인 드합니다. 계산기로 사용해보십시오. 시끄러운 것이 있으면 더 재미있을 수 있습니다.

리모컨 안에 2 나노초의 가장자리가 있습니다.

2 나노초 에지는 매우 빠르기 때문에 대부분의 회로에 미세한 결함으로 작용합니다.

따라서 AM 라디오 회로가 작은 번개 모양으로 울리고 울리는 소리가 들립니다.

활동이 들릴 수 있기 때문에 충동이 분명히 기여하지만 "EMI에 기여하지 않는다고 말하는 것이 안전합니다". 10KHz 대역폭 (이중 측 대역)을 가진 AM 라디오는 -174dBm / 루트 Hz + 10dB의 잡음 플로어를 갖습니다. 프런트 엔드 트랜지스터의 잡음 지수는 + +에 비례하여 잡음 전력에서 잡음 플로어가 40dB 증가합니다. = -174 + 50 == 124dBm. 50Ω에서 0dBm이 0.632V PP이고 -120dBm이 백만 배 더 낮은 전압으로 감지 범위는 약 0.6microVolts입니다. 또는 0.0000006 볼트; 이제 AM 라디오에서 감지 되지 않는 5V MCU 로직 전환에 베팅하려고합니다 .이 수신기는 정적 민감도로 악명이 높습니다.

이제 우리는 IR REMOTE가 AM RADIO에 의해 감지 될 수있는 이유 뒤에 과학, 실제 수학 및 물리학이 있습니다. 깔끔하지?

IR 리모컨과 AM 라디오의 연결에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.

리모콘에는 MCU에서 LED 드라이버 트랜지스터까지 몇 센티미터의 PCB 트레이스가 있으며, LED에 0.1amp 또는 0.2amp 전류를 내며 5ohm 또는 10ohm 저항으로 제한됩니다. 트랜지스터베이스에는 2nanoSecond 에지에서 10mA가됩니다. 컬렉터는 100mA (SWAG)로 빠르게 떨어지고 느리게 상승합니다 (트랜지스터가 포화 상태를 천천히 빠져 나감). 이 전류는 AM 라디오 내부의 모든 회로 루프에 자기 적으로 연결될 수 있습니다 .

그러나 용량 성 커플 링에 대해 생각해 봅시다.

AM 라디오는 0이 아닌 크기이며 IR 리모콘에 용량 적으로 연결된 몇 센티미터의 PCB 트레이스를 가정합니다.

따라서 2cm 길이, 1mm 너비, 2cm 간격으로 이러한 PCB 트레이스를 모델링 할 수 있습니다.

C = Eo * Er * 면적 / 거리 = 9e-12 패럿 / 미터 * 1 (공기) * (2cm * 1mm) / 2cm

C = 9e-12 * 1mm = 9e-15 ~~ 1e-14 패럿. [이것은 프린지 및 정렬을 무시합니다]

이제 IR 리모트와 AM 라디오 사이의 변위 전류 (충전 및 방전에 의해 생성 된 전류)를 계산할 수 있습니다.

Q = C * V; 우리는 dQ / dT = dC / dT * V + C * dV / dT를 얻기 위해 차별화합니다.

이제 일정한 C (공기 중)를 가정하고 dQ / dT = C * dV / dT = Icurrent

주입 된 (전기장을 변경하여) 전류는

I == 1e-14 패럿 * 3 볼트 / 2 나노초

I ~~ 1e-14 * 1 / nano == 1e-5 amp = 10 마이크로 암페어 AM 라디오에 주입

노드의 임피던스가 1,000 옴이라고 가정하십시오. Ohms Law를 사용하면

10uA * 1Kohm = 10 밀리 볼트

그리고이 2 나노초의 임펄스로 AM 튜닝 회로가 울리거나 안테나를 통해 더 높은 고조파 (Bimpelrekkie 당)가 들어올 수 있습니다.

================== 이제 자기 커플 링의 경우 ===========

2 나노초 에지는 구리 평면의 피부 효과가 자기 차폐를 유발하여 유도 전압의 감쇠를 유발하기에 매우 빠릅니다.

우리는이없는 가정합니다 NO 비행기에 의한 감쇠가, 그냥 최악의 경우에게 AM 라디오 회로에 유도 된 전압을 계산한다.

Efield 커플 링과 마찬가지로 공격자와 희생자 사이의 간격이 2 센티미터라고 가정합니다. 그리고 희생자 (AM 라디오)에 2cm x 2mm 루프가 있다고 가정하십시오. 최악의 경우 정렬을 가정하십시오.

관련 방정식 (쉬운 수학을 위해 일부 자연 로그 용어는 무시)은 다음과 같습니다.

Vinduce = [MUo * MUr * 면적 / (2 * pi * Distance)] * dI / dT

여기서 dI / dT = 10 milliAmps / 2 nanoSeconds라고 가정합니다.

MUo = 4 * pi * 1e-7 Henry / meter 및 MUr = 1 (공기, 구리, FR-4 등) 사용

Vinduce = 2e-7 * 면적 / 거리 * dI / dT

Vinduce = 2e-7 * (2cm * 2mm) / 2cm * 0.01amp / 2nanoSecond

Vinduce = 2e-7 * 0.002 * 0.01 / 2nano

Vinduce = 2e-7 * 2e-3 * 1e-2 * 0.5 * 1e + 9

Vinduce (수학이 끝날 때까지 이것이 얼마나 크거나 작을 지 실마리가 없습니다)

= 4 * 0.5 * 1e (-7-3-2 + 9) = 2e (-12 + 9) = 2e-3 = 2 밀리 볼트 자기 커플 링