为什么IR遥控器会影响AM收音机?


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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?


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伙计,您应该尝试将收音机放在计算器或计算机旁边!我从小就一直这样做。
MooseBoys

您可以通过运行经过精心编程的代码序列来将音乐从计算机传输到几乎AM的收音机,这些代码旨在生成调制的电磁干扰。 retrocomputing.stackexchange.com/questions/9634/...
比尔盖子

Answers:


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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!


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另外,调制到38kHz的实际数据以相当低的可听频率陷
太空猫理查德

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红外信号的容差为10%。我使用过通用遥控器,因此可以调整载波频率,使其落在不同品牌的承受范围之内,并且可以对两个设备使用相同的遥控器。
尼尔森

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也可能只是红外发射器中的455kHz振荡器在AM rx的(可能是455kHz)IF级中被拾取。
peeebeee

方波不包含14次谐波。
richard1941

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@ richard1941一个纯50%占空比的方波确实不包含第14次谐波,但是49.99%占空比的方波呢?我向您挑战,要找到一种设备/电路,它会产生如此纯净的方波,以至于不存在14次谐波。在我看来,这种设备/电路仅在理论上存在。实际上,总会有14次谐波。但是,如果您能证明我做错了,请:-)
Bimpelrekkie,

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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。


回到个人计算机的早期,我们将AM收音机放在它们旁边,并使用类似的过程生成(generated脚的)音乐。
Barmar

@Barmar:您对此有任何链接吗?它有名字吗?
stib

@stib我能找到的唯一的事情是retrocomputing.se随机评论:retrocomputing.stackexchange.com/questions/9634/...
Barmar

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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


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我没有投票,但是在ns开关时间中所涉及的电流是如此之低,并且走线的大小如此微不足道,可以肯定地说它们不会产生任何EMI。
有关的公民

微控制器将在2纳秒内切换0.1安培。脉冲检测器是一台收音机。没有什么比被脉冲撞击的窄带无线电更敏感的了。
Analogsystemsrf
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