Когда я помещаю свой ИК-пульт дистанционного управления рядом с любым AM-радио и нажимаю любую кнопку на пульте, я слышу звук из динамика (например, звуковой сигнал). Это явление очень странное для меня, потому что в радио нет ИК-приемника внутри.
С другой стороны, частота AM-радиостанции составляет более 530 кГц, но частота инфракрасного пульта обычно составляет всего 30–38 кГц.
Кроме того, человеческое ухо не может воспринимать частоты выше 20 кГц, но частота инфракрасного пульта составляет более 30 кГц.
Итак, мне интересно, почему AM-радио реагирует на ИК-пульты?
Ответы:
Этот ИК-сигнал действительно игнорируется радиостанцией AM. Тем не менее, AM-радио очень чувствительно к радиоволнам (да, ОУ! ;-))
Когда ИК-пульт дистанционного управления работает (вы нажимаете кнопку), микросхема в пульте дистанционного управления включит цепь синхроимпульса, которая необходима для генерации ИК-сигналов. Я видел большинство ИК-пультов, использующих резонатор 455 кГц. Это просто используется, потому что это дешево.
ИК-микросхема дистанционного управления имеет схему деления этой частоты для получения необходимых 38 кГц. Деление на коэффициент 12 составит 455 кГц / 12 = 37,9 кГц. Да, это «достаточно близко», поскольку ИК-приемники не настолько точны, они не могут различить 38 кГц и 37,9 кГц. Кроме того, в этом нет необходимости, 38 кГц - это просто «несущая», в которой нет информации.
Таким образом, теперь у нас есть 38 кГц, который является сигналом прямоугольной формы, когда он выходит из ИК-чипа. Это потому, что это просто (логическая схема работает с прямоугольными сигналами), и ИК-светодиод должен быть включен или выключен. Таким образом, нет необходимости в промежуточных уровнях.
Теперь свойство прямоугольного сигнала состоит в том, что он не только содержит одну частоту (например, 38 кГц), но также содержит множество кратных (в основном неравномерных гармоник) этой частоты, а именно: 2 x 38 кГц = 76 кГц, 3 x 38 кГц = 114 кГц, ... 14 x 38 кГц = 532 кГц . Итак, 14-я гармоника уже на частоте, которую может принимать AM-радио!
Никогда не стоит недооценивать гармоническое содержание сигналов переключения и прямоугольных сигналов. Однажды я работал над продуктом, в котором 238-я гармоника преобразователя DCDC, работающего на частоте 600 кГц, мешала приемнику, который работал на частоте 142,8 МГц!
источник
Скорее всего, ваше радио улавливает непреднамеренное электромагнитное излучение от схемы пульта дистанционного управления. Вы упомянули, что он работает в диапазоне 30–38 кГц, но в ИК-диапазоне, вероятно, используется модуляция прямоугольной волны, поэтому вы все равно будете брать гармоники. Конечно, это может быть какой-то другой сигнал, кроме того, что загорается светодиодный накопитель.
Как только у вас будет сигнал или гармоника вблизи частоты, на которую настроено ваше радио, радио будет гетеродинировать его в звуковую полосу. Попробуйте с калькулятором, это может быть еще более забавным, если у вас есть шумный.
источник
у вас есть 2 наносекундных края внутри пульта.
2-наносекундные фронты настолько быстры, что служат ТОЧНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ для большинства цепей.
Таким образом, радиопередатчики AM попадают в крошечные молнии и звонят, и вы слышите это.
«Можно с уверенностью сказать, что они не способствуют никаким EMI», хотя импульсы действительно вносят свой вклад, потому что деятельность может быть услышана. Радиоприемник AM с полосой пропускания 10 кГц (двойной боковой полосой) имеет минимальный уровень шума -174 дБм / корневая частота + 10 дБ. Коэффициент шума в транзисторах с фронтальным интерфейсом + 40 дБ минимального уровня шума при мощности шума, пропорциональной ширине полосы, = -174 + 50 == 124 дБм. При напряжении 0 дБм на 50 Ом, равном 0,632 вольт ПП, и напряжении -120 дБм, которое в 1 миллион раз ниже, минимальный уровень обнаружения составляет около 0,6 микровольт. Или 0,0000006 вольт; Теперь вы хотите сделать ставку на 5-вольтовые логические переходы MCU, которые НЕ обнаруживаются радиоприемником AM, и эти приемники печально известны своей статической восприимчивостью.
Итак, теперь у нас есть некоторая наука, немного математики и физики, которые объясняют, почему ИК-ДИСТАНЦИЯ может быть обнаружена AM RADIO. Аккуратно, а?
Теперь о некоторых деталях связи между ИК-пультом и AM-радио:
Пульт ДУ будет иметь несколько сантиметров трассировки печатной платы от MCU до транзистора драйвера светодиода, который излучает токи 0,1 А или 0,2 А для светодиода, ограниченный резистором 5 Ом или 10 Ом. В базу транзистора будет 10 мА с 2 нано-секундными фронтами. От коллектора будет 100 мА (SWAG) с быстрым падением и медленным нарастанием (так как транзистор медленно выходит из насыщения). Эти токи могут магнитно соединяться с ЛЮБОЙ петлей цепи внутри АМ-радио.
Однако давайте просто подумаем о емкостной связи.
Радиоприемник АМ имеет ненулевой размер, и мы предположим, что несколько сантиметров следа печатной платы емкостно связаны с ИК-пультом.
Итак, давайте смоделируем эти следы печатной платы: 2 см длиной, 1 мм шириной, 2 см друг от друга.
C = Eo * Er * Площадь / Расстояние = 9e-12 Фарад / метр * 1 (воздух) * (2 см * 1 мм) / 2 см
C = 9e-12 * 1 мм = 9e-15 ~ ~ 1e-14 фарад. [это игнорирует окантовку и выравнивание]
Теперь давайте вычислим ток смещения (ток, генерируемый зарядкой и разрядкой путем изменения потока электрического поля) между ИК-пультом и АМ-радио.
Q = C * V; и мы дифференцируем, чтобы получить dQ / dT = dC / dT * V + C * dV / dT
теперь предположим постоянную C (через воздух), и мы имеем dQ / dT = C * dV / dT = Icurrent
Наш вводимый (путем изменения электрического поля) ток
I == 1e-14 Фарад * 3 вольт / 2 наносекунды
I ~~ 1e-14 * 1 / nano == 1e-5 ампер = 10 мкА, введенный в AM-радио
Предположим, что полное сопротивление узла составляет 1000 Ом. Используйте закон Ома, и вы получите
10 мкА * 1 кОм = 10 милливольт.
И либо настроенные AM-схемы могут звонить с этим импульсом в 2 наносекунды, либо через антенну может поступать более высокая гармоника (по Bimpelrekkie).
================== Теперь для магнитной связи ===========
Крайние 2 наносекунды достаточно быстрые, чтобы скин-эффект в медных плоскостях вызывал некоторое магнитное экранирование и, следовательно, ослабление индуцированного напряжения.
Мы будем предполагать, что самолётами НЕТ затухания, и просто вычислим индуцированное наихудшее напряжение в цепях AM-радио.
Как и в случае соединения Efield, предположим, что расстояние между агрессором и жертвой составляет 2 сантиметра. И предположим, что жертва (радио AM) имеет петлю 2 см на 2 мм. И предположить выравнивание в худшем случае.
Соответствующее уравнение (игнорируя некоторые натуральные логарифмические выражения для легкой математики)
Vinduce = [MUo * MUr * Площадь / (2 * pi * Расстояние)] * dI / dT
где мы предположим, что dI / dT = 10 миллиампер / 2 нс
Используя MUo = 4 * pi * 1e-7 Генри / метр и MUr = 1 (воздух, медь, FR-4 и т. Д.), Мы имеем
Vinduce = 2e-7 * Площадь / Расстояние * dI / dT
Vinduce = 2e-7 * (2 см * 2 мм) / 2 см * 0,01 ампер / 2 наносекунды
Vinduce = 2e-7 * 0,002 * 0,01 / 2nano
Vinduce = 2e-7 * 2e-3 * 1e-2 * 0,5 * 1e + 9
Vinduce (я понятия не имею, насколько большим / маленьким это будет, пока не будет выполнена математика)
= 4 * 0,5 * 1e (-7-3-2 + 9) = 2e (-12 + 9) = 2e-3 = 2 милливольт Магнитная связь
источник