当我将IR遥控器放在任何AM收音机附近并按遥控器上的任何按钮时,我可以听到收音机扬声器发出的声音(如蜂鸣声)。这种现象对我来说很奇怪,因为收音机内部没有红外接收器。
另一方面,AM无线电的频率大于530 kHz,但IR遥控器的频率通常仅为30至38 kHz。
此外,人耳无法感知高于20 kHz的频率,但红外遥控器的频率超过30 kHz。
因此,我想知道AM收音机为什么会对IR遥控器做出反应?
当我将IR遥控器放在任何AM收音机附近并按遥控器上的任何按钮时,我可以听到收音机扬声器发出的声音(如蜂鸣声)。这种现象对我来说很奇怪,因为收音机内部没有红外接收器。
另一方面,AM无线电的频率大于530 kHz,但IR遥控器的频率通常仅为30至38 kHz。
此外,人耳无法感知高于20 kHz的频率,但红外遥控器的频率超过30 kHz。
因此,我想知道AM收音机为什么会对IR遥控器做出反应?
Answers:
AM无线电确实忽略了此IR信号。但是,AM收音机对电波非常敏感(是的,DUH!;-))
当红外遥控器操作(按一下按钮)时,遥控器中的芯片将打开时钟谐振器电路,该电路需要产生红外信号。我已经看到大多数红外遥控器使用455 kHz谐振器。因为便宜,所以仅使用它。
IR远程芯片具有一个电路,可以将该频率分频以获得所需的38 kHz。除以12的因子将得到455 kHz / 12 = 37.9 kHz。是的,“足够接近”,因为红外接收器不够精确,它们无法区分38 kHz和37.9 kHz。同样,这不是必需的,38 kHz只是一个“载波”,它不包含信息。
因此,我们现在有了38 kHz,这是一个从IR远程芯片出来的方波信号。这是因为这很简单(逻辑电路适用于方波信号),并且IR LED需要打开或关闭。因此,不需要“介于”两个级别。
现在,方波信号的一个特性是它不仅包含单个频率(例如38 kHz),而且还包含该频率的许多倍(主要是不均匀的谐波):2 x 38 kHz = 76 kHz,3 x 38 kHz = 114 kHz,... 14 x 38 kHz = 532 kHz。到了,14次谐波已经在AM收音机可以接收的频率上!
永远不要低估开关和方波信号的谐波含量。我曾经在一个产品上工作过,该产品运行在600 kHz的DCDC转换器的238次谐波干扰了工作在142.8 MHz的接收器!
很可能是您的无线电正在从遥控器的电路中接收到意外的EM辐射。您提到它的工作频率在30至38KHz之间,但是IR可能使用方波调制,因此您仍然会拾取谐波。当然,除了驱动器被拾起以外,可能还有其他信号。
一旦您的信号或谐波接近收音机的频率,收音机就会将其外差到音频频段。尝试使用计算器,如果您有一个嘈杂的计算器,那可能会更有趣。
您在遥控器内部有2纳秒的边缘。
2纳秒的边缘是如此之快,它们可作为大多数电路的精细脉冲。
因此,AM无线电电路被微小的雷电击中并鸣响,您会听到。
“可以肯定地说,它们不会对任何EMI产生影响”,尽管显然脉冲确实会产生影响,因为可以听到这种活动。具有10KHz带宽(双边带)的AM无线电的本底噪声为-174dBm / rootHz +前端晶体管的10dB噪声系数+噪声功率与带宽成正比,使本底噪声提高40dB,= -174 + 50 == 124 dBm。跨50欧姆的0dBm为0.632伏PP,而-120dBm的电压低100万倍,可检测的下限约为0.6微伏。或0.0000006伏; 现在你要赌5个的MCU逻辑转换不被AM无线电检测,这些接收器是出了名的静态敏感性。
因此,现在有了一些科学,一些实际的数学和物理学知识,可以解释为什么AM RADIO可以检测到IR REMOTE。整洁吧?
现在,有关红外遥控器和AM收音机之间耦合的一些详细信息:
从MCU到LED驱动器晶体管,遥控器将有几厘米的PCB迹线,该晶体管为LED散发出0.1A或0.2A的电流,受限于5欧姆或10欧姆的电阻。进入晶体管的基极将是具有2nanoSecond边缘的10mA。来自集电极的是100mA(SWAG),具有快速下降和缓慢上升的趋势(因为晶体管缓慢退出饱和状态)。这些电流可能会磁耦合到AM收音机内部的任何电路回路中。
但是,让我们考虑一下电容耦合。
AM无线电的大小不为零,我们假设PCB迹线有几厘米的电容耦合到IR遥控器。
因此,让我们对这些PCB走线进行建模:2cm长1mm宽,相距2cm。
C = Eo * Er *面积/距离= 9e-12法拉/米* 1(空气)*(2cm * 1mm)/ 2cm
C = 9e-12 * 1mm = 9e-15 ~~ 1e-14法拉。[这忽略了边缘和对齐]
现在让我们计算IR遥控器和AM收音机之间的位移电流(通过充电和放电,通过改变电场通量产生的电流)。
Q = C * V; 求出dQ / dT = dC / dT * V + C * dV / dT
现在假设常数C(通过空气),则dQ / dT = C * dV / dT = Icurrent
我们注入的(通过改变电场)电流为
I == 1e-14法拉* 3伏特/ 2纳秒
我~~ 1e-14 * 1 / nano == 1e-5安培= 10微安培注入AM收音机
假设节点的阻抗为1,000欧姆。使用欧姆定律,您会得到
10uA * 1Kohm = 10毫伏
而且,通过2纳秒的脉冲,AM调谐电路可能会响铃,或者更高的谐波(根据Bimpelrekkie)可能会通过天线进入。
==================现在用于磁耦合============
2纳秒的边缘足够快,可以在铜平面上产生趋肤效应,从而引起一定程度的磁屏蔽,从而降低感应电压。
我们假定飞机没有衰减,仅计算AM无线电电路中最坏情况下的感应电压。
与埃菲尔德联轴器一样,假定攻击者和受害者之间的距离为2厘米。并假设受害者(AM收音机)有2cm x 2mm的环。并假设最坏情况下对齐。
相关方程式(为便于数学运算,忽略了一些自然对数项)
Vinduce = [MUo * MUr *面积/(2 * pi *距离)] * dI / dT
假设dI / dT = 10毫安/ 2纳秒
使用MUo = 4 * pi * 1e-7 Henry /米和MUr = 1(空气,铜,FR-4等),我们得到
Vinduce = 2e-7 *面积/距离* dI / dT
Vinduce = 2e-7 *(2cm * 2mm)/ 2cm * 0.01amp / 2nanoSecond
Vinduce = 2e-7 * 0.002 * 0.01 / 2纳米
Vinduce = 2e-7 * 2e-3 * 1e-2 * 0.5 * 1e + 9
Vinduce(我不知道这会是大/小,直到完成数学运算为止)
= 4 * 0.5 * 1e(-7-3-2 + 9)= 2e(-12 + 9)= 2e-3 = 2毫伏磁耦合