¿Por qué el GSM causa zumbidos en los altavoces?

El zumbido es una señal detectada por AM.

La razón por la que los amplificadores de audio se ven afectados por la señal GSM es que las partes semiconductoras de audio contemporáneas son en realidad muy funcionales hasta un rango alto de GHz. Para el rango GSM-800-900MHz, cualquier rastro de 80 mm de cobre funciona como una antena de 1/4 de onda, o un resonador de línea de banda. La señal es AM detectada en cualquier no linealidad (transistores o estructuras de diodo en chips) en múltiples puntos del amplificador simultáneamente, también se incluyen los chips reguladores de potencia, etc.

Se traduce en el rango de audio como pequeñas pero muy nítidas y periódicas caídas o saltos de conductividad promediada de partes no lineales (detección de AM), que funcionan con CC.

Piense en la traza del osciloscopio de baja velocidad que muestra una línea recta con cuentas de destellos UHF. Los picos agudos simples de la corriente DC consumida serán audibles con el amplificador.

En mi trabajo sobre implantes auditivos, descubrí que el zumbido se debe a la radiación magnética de los cables de la batería en el teléfono, que puede contener pulsos de 2A. Este campo magnético es relativamente intenso y puede acoplarse a circuitos susceptibles a EMI de baja frecuencia de dispositivos cercanos. El ruido en mi caso no era del RF ni de la antena. Es por eso que el blindaje de RF puede no funcionar.

En primer lugar, es el poder lo que importa en esta situación. Cualquier altavoz pequeño tendrá solo unos pocos vatios, si no se pierde.

El poder de salida del teléfono en aplicaciones celulares puede ser tan grande como 33dBm (o 2 vatios). Este es el caso de UMTS y GSM; sin embargo, para GSM hay ráfagas que están alrededor de 217 Hz (que están en el rango audible). Esta potencia de 2 vatios puede ser muy fuerte en comparación con las señales de audio. En UMTS, el protocolo cambió y fue diseñado específicamente para evitar ráfagas que podrían estar en el rango audible.

  

¿Cómo puede el pequeño bit de EM emitido por un radio de teléfono celular causar que un sistema de altavoces, diseñado para funcionar con una señal fluctuante de 1 v, produzca un ruido tan fuerte?

La interferencia no está impulsando los altavoces directamente; está encontrando su camino de regreso a la electrónica, a través de algún camino donde termina amplificado.

Aquí hay una manera. El altavoz está realmente conectado a la salida de un amplificador, que está estabilizado por una línea de retroalimentación negativa global. Esa retroalimentación negativa se remonta a una entrada sensible de impedancia relativamente alta anteriormente en el amplificador.

El zumbido que escuchas es una interferencia. Ponga cuentas de ferrit en su cable para deshacerse de él. Aquí se explica cómo. Como señaló AndrejaKo, la radiación es significativa, ya que puede alcanzar un máximo de aproximadamente 2 vatios (para auriculares).

Si sus altavoces suenan cada pocos minutos cuando la radio está apagada, entonces la causa es la sincronización automática a la torre celular más cercana. Esta ráfaga es para garantizar que te mantengas conectado a la torre más fuerte para recibir llamadas.

Si lo anterior es cierto, entonces la solución es agregar una pequeña tapa de RF, la cerámica de 100 pF puede funcionar bien, verifique la ESR y elija el valor que ofrezca la impedancia más baja a 850MHz.

Motivo: La bobina del parlante produce una buena antena y el magnetismo actúa de forma no lineal, con las corrientes de Foucault rectificadas y hace que se escuche la fuerza EM en la bobina. Normalmente, la distancia de > 3m no debe ser detectada. El protocolo para la sincronización fuera de línea utiliza señales de banda base cuando la bobina del altavoz detecta AM. Pero ofrece mejor SNR y conexión confiable. ADSL tiene el mismo problema y el separador de bandas está diseñado para filtrarlo. De lo contrario, escucharía el protocolo para conectarse utilizando autobaud a velocidades de banda ancha. El problema de GSM no es evidente con las conexiones en línea, ya que la modulación evita el contenido de banda base con un operador continuo.

No sé la Q de la bobina de tu altavoz, pero si puedes escucharla en modo pasivo, funciona bastante bien.

Si mi suposición es incorrecta, entonces pueden ser las otras fuentes como se mencionó anteriormente.

Como dije, la TDMA es AM detectada por la bobina resonante y las propiedades no lineales del imán a esas frecuencias. ¿Puedes responder a mi Q? La longitud de la bobina no es tan importante como el radio.

Este es realmente simple. El amplificador de potencia de RF en el teléfono necesita mucha corriente y lo necesita rápidamente. Esto crea un alto di / dt en las trazas que conducen al amplificador de potencia. El resultado recogido por el cableado de audio (a través del acoplamiento magnético) es una serie de impulsos a un nivel fundamental de 2xx hz (no tiene el estándar a la mano).

Esa señal contiene mucha potencia en los rangos de frecuencia de audio, que se amplifican y envían a los altavoces. El efecto de los componentes de RF es minúsculo en comparación, no los oirás a través del zumbido mucho más fuerte.