为什么手机有时会干扰功放

电器工程 放大器 声音的 GSM 手机 干涉
2022-01-31 00:13:12

我的办公桌旁边有一个旧的索尼放大器(TA-F117R),我放手机的地方。有时我把它放在放大器的顶部,因为它与表面完全对齐。

当我挂断一些电话并将电话靠近放大器时,扬声器开始发出响亮的哔哔声,就像旧时代拨号互联网连接中的“调制解调器呼叫”一样。

我怀疑电话-发射机协商对此负责。从手机发射的辐射波强到足以在放大器电路中感应出寄生电流,从而导致噪声。

让我感到奇怪的是,只有当我挂断电话并将手机关闭放大器时才会产生这种噪音。我可以使用手机发送/接收短信、电子邮件和浏览互联网。我一直都有蓝牙、NFC、GPS 和 Wi-Fi。

我现在有 Sony Xperia L,但我可以观察到对我以前拥有的所有手机(Philips Fisio、SonyEricsson K770i、Samsung Galaxy-Y...)和放大器(旧立体声、PC 扬声器)的干扰。

究竟是什么导致了这种干扰以及为什么在没有这种干扰的情况下传输 SMS 和其他内容。

这里的答案归咎于 GSM 协议,而 800 - 900 MHz 信号会干扰放大器的结构。然而,它没有说明为什么 SMS 和数据传输不会造成这种干扰。

3个回答

GSM 手机干扰的常见问题是由放大器输入端的半导体结处的强射频信号整流引起的。

GSM 使用时域多路复用接入 (TDMA) 与其他用户共享 RF 频率 - 它仅以 217Hz 的速率将 RF 信号打开一小段时间,与其他用户和基站使用剩余时间同步。

这种较短的相对高功率的射频可以通过任何半导体结进行整流,从而在射频脉冲持续时间(~0.5ms)内导致放大器的偏置电平发生轻微变化。这是 217Hz 的嗡嗡声,然后可以被放大器放大以出现在扬声器上。

放大器不需要在高达约 2GHz 的 RF 频率下做出任何响应。

解决方法是提供滤波以避免射频信号到达放大器的第一级。滤波可以像输入端的小型高频电容器、串联的射频扼流圈或更复杂的滤波器一样简单。

双极结型晶体管比 FET 前端对这种效应更敏感,因此它会受到使用的器件的影响。

为什么 SMS 和数据传输也不会产生噪音并不明显——它们使用相同的机制来传输数据。

4G 和 5G 蜂窝网络中使用的最新手机协议不使用 TDMA,而是使用 OFDMA。手机发射器一直处于开启状态,而不是被中断,因此 GSM 意外发生的幅度解调不会产生音频。它可能会通过影响偏置而导致其他影响,并且可以想象可能会产生咔嗒声、爆裂声或嘶嘶声。

尽管音频放大器通常不会以可用的方式处理任何高于 40kHz 左右的信号,但此类放大器的早期阶段可能无法将它们完全过滤掉。如果高频信号足够强,它们可能会过度驱动放大器级,从而导致失真。将谐波失真应用于包含多个频率的信号可能会在任何频率处产生新的频谱内容,该频谱内容可以通过添加或减去原始中存在的任何频率的任何整数倍来形成。

一些无线协议使用以某种随机方式分布的各种频率。如果这样的传输被音频放大器拾取,则和音和差音将分布在很宽的频率范围内,结果只会稍微增加背景噪声的水平。

GSM 的问题在于其频谱内容的分布方式会导致许多和频和差频重合,从而将它们的能量集中在几个离散的音频频率上。如果 GSM 的设计者预见到它会对音频造成严重破坏的程度,他们可以轻松地稍微调整设计以避免这种频率集中。不幸的是,当问题被发现时,调整设计已经不切实际了。

您从非活动扬声器线圈或放大器中听到的啁啾声是来自激发线圈的手机广播同步音调的 AM 解调。

这种与最近塔的载波突发同步的调制方式与使用的恒定幅度跳频方案完全不同。

甚至附近的一些汽车扬声器也会使线圈在移动时因寄生共振而产生的微波能量横向力在磁铁上摩擦,从而使线圈在移动时倾斜,从而为重复多次的“dit-da-da-dit”模式增加了一些更尖锐的音调。