Warum brummt GSM bei Lautsprechern?

29

Lautsprecherkabel basieren auf zahlreichen Internetquellen und wirken wie eine Antenne, die das Sendesignal von Mobiltelefonen in der Nähe aufnimmt und die Lautsprecher zum Brummen bringt. Aber ich kaufe das nicht wirklich ...

Ein 3,5-mm-Lautsprecherkabel ist für 1 V ausgelegt. Ich habe alte Konfigurationen gesehen, bei denen PC-Lautsprecher direkt über die 3,5-mm-Buchse mit Strom versorgt werden (und ich habe getestet, wie unverstärkter Sound direkt von einem PC über die Buchse wiedergegeben wird, obwohl die Lautstärke anliegt Mein Setup war überhaupt nicht sehr hoch. Wie kann ein Lautsprechersystem, das für den Betrieb mit einem schwankenden 1-V-Signal ausgelegt ist, aufgrund der geringen EM-Emission eines Mobilfunkgeräts ein so lautes Summgeräusch erzeugen? Ich konnte mir nicht vorstellen, dass der EM in einer Empfangsantenne mehr als ein paar Mikrovolt erzeugt. Liege ich falsch?

Vielen Dank.

Aktualisiert - korrigierte Spannung des Line-Outs auf 1 V (siehe Kommentare)

Update Ich habe nachgeschlagen, und es scheint, dass GSM mit 2 W sendet. Ich möchte mit dieser Zahl eine Überprüfung der Gesundheit durchführen, um einige der Antworten zu überprüfen, die besagen, dass die übertragene Leistung signifikant ist. Meine Physik ist ziemlich rostig, aber ich werde versuchen ...

Wir wissen, dass die Intensität der EM-Strahlung um eine Quelle herum wie folgt ist:

ich = \frac{P}{4 π r^{2}}

$I = \frac{P}{4\pi r^2}$

Nehmen wir also an, wir haben ein Kabel mit einer Länge von 2 m und einer Breite von 0,2 mm (ich hoffe, dies ist eine gültige Annäherung für das Kabel), das ungefähr 2 m von einem sendenden GSM-Modul entfernt ist.

Dann ist für $P = 2 W, I = 39 \frac{mW}{m^{2}}$

Multiplizieren Sie das mit der Oberfläche des Drahtes (0,2 mm * 2 m)

Die gesamte EM-Leistung entlang des Kabels beträgt dann 16 . $\mu W$

Wie ich schon sagte, ich bin ziemlich verrostet, aber stimmt das nicht? Ist das wirklich signifikant genug, um diesen Sound zu erzeugen, ohne dass er irgendwie verstärkt wird? Vielleicht schwingt das Signal mit? Oder stört direkt Soundkarten?

noise speakers gsm

— JSideris
quelle

1

Der erste Standardausgang ist 1 V RMS. Weiter gibt es keine tiny bit of EM. Wenn das Telefon eine Verbindung herstellt, ist die Strahlung ziemlich stark.

— AndrejaKo

1

@AndrejaKo Ja, ich könnte mich in Bezug auf die 5 V irren ... - jetzt, wo Sie 1 V erwähnen, klingt das richtig. Ich möchte immer noch wissen, wie viel Spannung durch GSM induziert wird, da ich mir nicht vorstellen kann, dass es mit 1 V vergleichbar ist. Ich frage mich, ob das GSM-Signal im Lautsprecher selbst irgendwie verstärkt wird.

— JSideris

Die Länge der Spulenwicklungen auf dem Lautsprecher kann durchaus etwas länger als 2 Meter sein. Eine Luftkerntransformatorgleichung kann eine genauere Annäherung an die übertragene Energie liefern, wenn das GSM-Telefon richtig ausgerichtet ist.

— hotpaw2

1

Siehe gsmhistory.com/chapter/chapter-22-unintended-consequences, verlinkt von electronics.stackexchange.com/a/39133/142

— endolith,

Könnte ich Sounddateien (WMA, AMR, MP3) usw. hier hochladen?

— Immer verwirrt

20

Das Summen ist ein AM-Signal.

Der Grund dafür, dass Audioverstärker vom GSM-Signal getroffen werden, ist, dass moderne Audio-Halbleiterteile bis zu einem hohen GHz-Bereich tatsächlich sehr funktionell sind. Für den GSM-800-900MHz-Bereich funktioniert jede 80-mm-Kupferspur wie eine 1/4-Wellenantenne oder ein Streifenleitungsresonator. Das Signal wird bei Nichtlinearität (Transistoren oder Diodenstrukturen in Chips) an mehreren Punkten des Verstärkers gleichzeitig AM-erfasst, einschließlich Leistungsreglerchips und so weiter.

Es wird in den Audiobereich übersetzt als winzige, aber sehr scharfe und periodische Einbrüche oder Sprünge der gemittelten Leitfähigkeit von nichtlinearen Teilen (AM-Erkennung), die mit Gleichstrom betrieben werden.

Stellen Sie sich eine langsame Oszilloskopspur vor, die eine gerade Linie mit Perlen aus UHF-Blitzen zeigt. Einfache scharfe Spitzen des verbrauchten Gleichstroms werden mit dem Verstärker hörbar.

3

Dies hängt tatsächlich mit der unterschätzten Tatsache zusammen, dass selbst wenn der Ausgang eines Verstärkers letztendlich auf Audiofrequenzen gefiltert wird (ein typischer Lautsprecher vibriert schließlich bei Frequenzen über 1 MHz nicht nennenswert), höhere oder niedrigere Frequenzen anliegen Der Eingang kann hörbare Verzerrungen verursachen. Ein bei 500 Hz amplitudenmoduliertes 869.0000-MHz-Signal enthält Komponenten bei 868.9995 MHz und 869.0005 MHz, von denen keine hörbar ist, aber eine Verzerrung kann Frequenzkomponenten bei jeder Summe oder Differenz eines Vielfachen der ursprünglichen Frequenzen erzeugen.

— Supercat

1

Eine einfache Möglichkeit, sich das Problem vorzustellen, besteht darin, sich einen Verstärker vorzustellen, der die Signale vor jeder Filterung mit 1,2 Volt auf der hohen und -1,1 Volt auf der niedrigen Seite abschneidet. Ein starkes 868-MHz-Signal (z. B. +/- 2 Volt oder mehr) würde die Eingangsstufe des Verstärkers effektiv zwingen, 0,05 Volt zu sehen, wenn sie vorhanden ist. Wenn kein solches Signal vorhanden ist und der Eingang ansonsten stumm ist, werden 0,00 Volt angezeigt. Somit würde ein starkes 868-MHz-Signal, das mit einer Audiorate auftritt und wieder verschwindet, eine scheinbare Spitze-Spitze-Audiofrequenzwelle von 0,05 Volt am Eingang verursachen.

— Supercat

Warum tritt der Effekt nur auf, wenn ein Telefon in der Nähe ist? Sendet das Telefon, wenn ein Anruf eingeht und nur die Übertragung entgegengenommen wird?

— Nate

1

@Nate: Die Signalstärke nimmt mit ungefähr dem Quadrat der Entfernung ab, so dass man von einem Telefon, das 10 Fuß entfernt ist, ungefähr 100-mal so viel Signal empfängt wie von 100 Fuß entfernt. Dieser Effekt wird bei kleineren Entfernungen geringfügig reduziert (ein Telefon, das einen Zentimeter entfernt ist, sendet nicht das 144-fache Signal), aber eine Übertragung, die in einer Entfernung von einer Meile empfangen werden kann, ist ungefähr eine Million mal so stark in einem Abstand von 5 Fuß.

— Supercat

6

Bei meiner Arbeit mit Hörimplantaten habe ich festgestellt, dass das Brummen durch magnetische Strahlung von den Batteriekabeln im Telefon verursacht wird, die Impulse von möglicherweise 2A übertragen. Dieses Magnetfeld ist relativ stark und kann in niederfrequente EMI-empfindliche Schaltkreise benachbarter Geräte eingekoppelt werden. Das Rauschen in meinem Fall war überhaupt nicht von der RF und der Antenne. Aus diesem Grund funktioniert die HF-Abschirmung möglicherweise nicht.

— Tony Richardson
quelle

5

Zuallererst ist es die Macht, die in dieser Situation zählt. Alle kleinen Lautsprecher werden nur ein paar Watt sein, wenn nicht sogar Verlust.

In Mobilfunkanwendungen kann der Stromverbrauch des Mobilteils bis zu 33 dBm (oder 2 Watt) betragen. Dies gilt sowohl für UMTS als auch für GSM. Für GSM gibt es jedoch Bursts mit etwa 217 Hz (was im hörbaren Bereich liegt). Diese 2 Watt Leistung können im Vergleich zu Audiosignalen sehr stark sein. In UMTS wurde das Protokoll geändert und speziell entwickelt, um Bursts zu vermeiden, die im hörbaren Bereich liegen würden.

— Kellenjb
quelle

Kellenjb, ich habe einen Gesundheitscheck durchgeführt und die Ergebnisse auf meine Frage aktualisiert. Könnten Sie bitte einen Blick darauf werfen und mir sagen, ob ich mich irre?

— JSideris

3

Ja. Das Design des GSM-Protokolls war hirntot und die Auswirkungen wurden erst zu spät erkannt. Sie wussten, was passieren würde, aber es gab genug Geld, das von allen Beteiligten investiert wurde, um es ihnen zu ermöglichen, über die Aufsichtsbehörden hinweg zu fahren. Jedes Unternehmen, das solche Probleme hatte, würde normalerweise niemals eine Typgenehmigung erhalten. GSM war ein 6000-Pfund-Gorilla (das ist das 10-fache der normalerweise überwältigenden 600-Pfund-Gorillas). Die Interferenz ist eine zufällige Subharmonie im Zusammenhang mit dem Aufbau von Signalrahmen.

— Russell McMahon

5

Wie kann ein Lautsprechersystem, das für den Betrieb mit einem schwankenden 1-V-Signal ausgelegt ist, aufgrund der geringen EM-Emission eines Mobilfunkgeräts ein so lautes Summgeräusch erzeugen?

Die Störung treibt die Lautsprecher nicht direkt an. es findet seinen Weg zurück in die Elektronik, über einen Weg, auf dem es verstärkt wird.

Hier ist ein Weg. Der Lautsprecher ist tatsächlich mit dem Ausgang eines Verstärkers verbunden, der durch eine globale Gegenkopplungsleitung stabilisiert ist. Diese negative Rückkopplung geht auf einen relativ hochohmigen, empfindlichen Eingang im Verstärker zurück.

— Kaz
quelle

Die Drähte nehmen die Mikrowelle auf und können eine Impedanz von 1/4 W der Spule in Resonanz bringen. Es scheint eher eine Radialkraft als eine Axialkraft zu erzeugen, sodass der Lautsprecher summt, wenn er auf den Magneten trifft.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

und wie würden Sie verhindern, dass dieses Signal von der globalen Gegenkopplungsleitung der Endstufe gestört oder herausgefiltert wird?

— Endolith

1

Das Summen, das Sie hören, ist Störung. Legen Sie Ferritperlen auf Ihr Kabel, um es loszuwerden. Hier ist, wie. Wie AndrejaKo betonte, ist die Strahlung erheblich, da sie bei etwa 2 Watt (für Headsets) ihren Höhepunkt erreichen kann.

— suha
quelle

2

Hallo Suha, ich verstehe, was der Sound ist und wie man ihn los wird. Ich verstehe jedoch nicht, wie es möglich ist, dass 2 W in das Kabel eingespeist werden, wenn sich ein GSM-Gerät in der Nähe befindet. Können Sie meine Änderungen an der Frage sehen und mich benachrichtigen, wenn bei meiner Berechnung Fehler auftreten?

— JSideris

Eins für die ordentlichen Formeln :).

— JSideris

1

@ Bizorke Ich verstehe nicht, sie haben Ihre Frage nicht beantwortet, aber Sie haben ihnen eine positive Bewertung für saubere Formeln gegeben? Ich sehe nicht einmal Formeln. Was vermisse ich?

— Kellenjb

@ Bizorke, die 2 Watt sind Spitzenleistung an Antenne, nicht am Kabel selbst. Ein Ferrit nimmt keine 2 Watt auf. Es wird laut, weil es vor der Verstärkung in die Signalleitungen eingekoppelt wird.

— Kortuk,

1

@Bizorke, die Stimmen sollten für die Qualität der Antworten sein, sie sollten den Benutzerrepräsentanten bei niedrigen Repräsentantenstufen bearbeiten, ohne dass Sie die Frage abstimmen müssen.

— Kortuk

0

Wenn Ihre Lautsprecher bei ausgeschaltetem Radio alle paar Minuten summen, ist die automatische Synchronisierung mit dem nächsten Mobilfunkmast die Ursache. Dieser Burst soll sicherstellen, dass Sie mit dem stärksten Tower verbunden bleiben, um Anrufe entgegenzunehmen.

Wenn das oben Gesagte zutrifft, besteht die Lösung darin, eine kleine HF-Kappe hinzuzufügen. 100 pF Keramik funktionieren möglicherweise einwandfrei. Überprüfen Sie den ESR und wählen Sie den Wert, der bei 850 MHz die niedrigste Impedanz ergibt.

Grund: Die Lautsprecherspule macht eine schöne Antenne und die Magnete wirken nichtlinear, wobei Wirbelströme gleichgerichtet werden und eine EM-Kraft auf die Spule zu hören ist. Normalerweise sollte ein Abstand von> 3 m nicht erkannt werden. Das Protokoll für die Offline-Synchronisation verwendet Basisbandsignale, wenn AM von der Lautsprecherspule erkannt wird. bietet aber ein besseres SNR und eine zuverlässige Verbindung. ADSL hat das gleiche Problem, und der Bandsplitter filtert dies heraus. Andernfalls würden Sie das Protokoll hören, um eine Verbindung über Autobaud mit Breitbandgeschwindigkeit herzustellen. Das GSM-Problem ist bei Online-Verbindungen nicht offensichtlich, da durch die Modulation der Basisbandinhalt bei einem kontinuierlichen Träger vermieden wird.

Ich kenne das Q Ihrer Lautsprecherspule nicht, aber wenn Sie es in einem passiven Modus hören können, funktioniert es ziemlich gut.

Wenn meine Annahme falsch ist, kann es sich um die anderen oben genannten Quellen handeln.

Wie ich bereits sagte, wird der TDMA AM durch die Resonanzspule und die nichtlinearen Eigenschaften des Magneten bei diesen Frequenzen erfasst. Können Sie auf meine Frage antworten? Die Spulenlänge ist nicht so wichtig wie der Radius.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
quelle

Bizorke <GSM Edge 2G erhält diese Störung von seinem TDMA-Verbindungsprotokoll. CDMA-Bursts, die von Verizon verwendet werden, hingegen nicht. Ich glaube, Sie hören die Burst-Rate im Takt von "dit-ditty-dit-ditty ..." für ein paar Sekunden. Die TDMA-Bildrate beim "Abheben" beträgt 216,7 Hz. Die Bildrate ist der "dit" -Burst, wenn "Kannst du mich hören?" Gesendet wird. Die 1/4 Welle von GSM (@ 850MHz) Träger ist 89 mm oder 3.5" , die Puts Lautsprecher Spulen im Bereich des Empfangs an . Können Sie bitte meine Annahme auf Ihren Testbedingungen mit Audio-Gerät aus? Bestätigen Laut Audio kann das Geräusch töten , indem sie zu stören die Resonanz

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@ Bizorke et al., Der Anhaltspunkt für die Richtigkeit meiner Antwort ist das Summen, das bei einem sauberen 200-Hz-Ton ziemlich laut und nervig sein kann. Dies beweist, dass sich die Spule nicht nur axial bewegt, als würde sie von der Elektronik angetrieben, sondern radial am Magneten reibt und eine Feder summt. Aus diesem Grund habe ich gefragt, ob es bei ausgeschaltetem und nicht angeschlossenem Lautsprecher summt.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1

Ich habe dies bei ausgeschalteten oder nicht angeschlossenen Lautsprechern nicht beobachtet. Eine meiner Hypothesen war, dass GSM Soundkarten direkt störte. Ich habe auch keine technischen Daten für meinen Lautsprecher, aber ich bin damit einverstanden, dass die Lautsprecherspule selbst erheblich zur Gesamtenergie beiträgt, die vom System absorbiert wird.

— JSideris

0

Dieser ist wirklich einfach. Der HF-Leistungsverstärker im Telefon verbraucht viel Strom und das schnell. Dies erzeugt ein hohes di / dt in den Spuren, die zu dem Leistungsverstärker führen. Das Ergebnis der Audioverkabelung (durch magnetische Kopplung) ist eine Reihe von Impulsen mit einer Grundfrequenz von 2xx Hz (ohne den Standard).

Dieses Signal enthält eine Menge Leistung in den Audiofrequenzbereichen, die verstärkt und über die Lautsprecher ausgegeben werden. Die Wirkung der HF-Komponenten ist im Vergleich winzig, Sie werden sie über das viel lautere Summen nicht hören.

— professioneller elektronen wrangler
quelle