Mengapa remote IR mempengaruhi radio AM?

Ketika saya meletakkan remote IR saya di dekat radio AM dan menekan tombol apa saja pada remote, saya bisa mendengar suara dari speaker radio (seperti bip). Fenomena ini sangat aneh bagi saya karena radio tidak memiliki penerima IR di dalamnya.

Di sisi lain, frekuensi radio AM lebih dari 530 kHz tetapi frekuensi remote IR biasanya hanya 30 hingga 38 kHz.

Selain itu, telinga manusia tidak dapat merasakan frekuensi lebih tinggi dari 20 kHz tetapi frekuensi remote IR lebih dari 30 kHz.

Jadi, saya bertanya-tanya mengapa radio AM bereaksi terhadap remote IR?

Sinyal IR ini memang diabaikan oleh radio AM. Namun, radio AM sangat sensitif terhadap gelombang radio (yeah, DUH! ;-))

Ketika IR remote beroperasi (Anda menekan tombol), chip di remote akan menyalakan sirkuit resonator jam yang diperlukan untuk menghasilkan sinyal IR. Saya telah melihat sebagian besar remote IR menggunakan resonator 455 kHz. Ini hanya digunakan karena murah.

Chip jarak jauh IR memiliki sirkuit untuk membagi frekuensi ini untuk mendapatkan 38 kHz yang dibutuhkan. Pembagian dengan faktor 12 akan menjadi 455 kHz / 12 = 37,9 kHz. Ya itu "cukup dekat" karena penerima IR tidak begitu akurat, mereka tidak dapat membedakan antara 38 kHz dan 37,9 kHz. Juga, itu tidak diperlukan, 38 kHz hanyalah "pembawa" itu tidak mengandung informasi.

Jadi kita sekarang memiliki 38 kHz yang merupakan sinyal yang memiliki gelombang persegi bentuk ketika keluar dari chip IR jarak jauh. Ini karena ini sederhana (sirkuit logika berfungsi dengan sinyal gelombang persegi) dan LED IR perlu dihidupkan atau dimatikan. Jadi tidak perlu untuk level "di antara".

Sekarang properti dari sinyal gelombang persegi adalah bahwa ia tidak hanya mengandung frekuensi tunggal (seperti 38 kHz), itu juga mengandung banyak kelipatan (sebagian besar harmonik tidak merata) dari frekuensi itu juga sehingga: 2 x 38 kHz = 76 kHz, 3 x 38 kHz = 114 kHz, ... 14 x 38 kHz = 532 kHz . Ini dia, harmonik ke-14 sudah ada di frekuensi yang bisa diterima radio AM!

Jangan pernah meremehkan konten harmonik dari switching dan sinyal gelombang persegi. Saya pernah bekerja pada suatu produk di mana harmonik ke-238 dari konverter DCDC yang berjalan pada 600 kHz mengganggu receiver yang bekerja pada 142,8 MHz!

Kemungkinan besar, radio Anda menerima radiasi EM yang tidak diinginkan dari sirkuit jarak jauh. Anda menyebutkan bahwa ia beroperasi antara 30 dan 38KHz, tetapi IR mungkin menggunakan modulasi gelombang persegi, jadi Anda masih akan mengambil harmoniknya. Tentu saja, itu bisa menjadi sinyal lain selain drive LED yang diambil.

Setelah Anda memiliki sinyal atau harmonik di dekat frekuensi radio Anda, radio akan heterodyne ke dalam pita audio. Cobalah dengan kalkulator, itu bisa lebih lucu jika Anda memiliki yang berisik.

Anda memiliki 2 tepi nanodetik di dalam Remote.

2nama tepi kedua sangat cepat, mereka berfungsi sebagai HALUS IMPULSES untuk sebagian besar sirkuit.

Dengan demikian sirkuit radio AM dipukul dengan baut petir kecil, dan dering, dan Anda mendengarnya.

"aman untuk mengatakan mereka tidak berkontribusi dengan EMI apa pun" meskipun jelas impuls berkontribusi, karena aktivitas dapat didengar. Radio AM dengan bandwidth 10KHz (double sideband) memiliki lantai derau -174dBm / rootHz + 10dB Noise Figure di transistor frontend + 40dB boost di lantai kebisingan dari daya derau yang sebanding dengan bandwidth, = -174 + 50 == 124 dBm. Dengan 0dBm di 50 ohm menjadi 0,632 volt PP, dan -120dBm menjadi 1 juta kali lebih rendah dalam tegangan, dasar kemampuan terdeteksi sekitar 0,6 mikroVolts. Atau 0,0000006 volt; sekarang Anda ingin bertaruh pada transisi logika 5 volt MCU TIDAK terdeteksi oleh radio AM, penerima ini terkenal karena kerentanan statis.

Jadi sekarang kita memiliki beberapa sains, beberapa matematika dan fisika yang sebenarnya, di belakang mengapa IR REMOTE dapat dideteksi oleh AM RADIO. Rapi, eh?

Sekarang untuk beberapa detail tentang penyambungan antara Remote IR dan radio AM:

Remote akan memiliki beberapa sentimeter jejak PCB dari MCU ke transistor driver LED, yang meludahkan arus 0,1amp atau 0,2 amp untuk LED, dibatasi oleh resistor 5 ohm atau 10 ohm. Ke basis transistor akan 10mA dengan tepi 2nanoSecond. Dari kolektor akan 100mA (SWAG) dengan jatuh cepat dan kenaikan lambat (karena transistor keluar dari saturasi perlahan-lahan). Arus ini dapat secara magnetis berpasangan dengan loop sirkuit APAPUN di dalam radio AM.

Namun, mari kita pikirkan kopling kapasitif.

Radio AM adalah ukuran non-nol dan kami akan mengasumsikan beberapa sentimeter jejak PCB yang digabungkan secara kapasitif ke remote IR.

Jadi mari kita modelkan jejak-jejak PCB ini: 2cm panjang 1mm lebar, 2cm terpisah.

C = Eo * Er * Area / Jarak = 9e-12 Farad / meter * 1 (udara) * (2cm * 1mm) / 2cm

C = 9e-12 * 1mm = 9e-15 ~~ 1e-14 farad. [ini mengabaikan fringing & alignment]

Sekarang mari kita hitung arus perpindahan (arus yang dihasilkan oleh pengisian dan pemakaian, dengan mengubah fluks medan listrik), antara jarak jauh IR dan radio AM.

Q = C * V; dan kami berdiferensiasi untuk mendapatkan dQ / dT = dC / dT * V + C * dV / dT

sekarang asumsikan C konstan (melalui udara) dan kita memiliki dQ / dT = C * dV / dT = Icurrent

Arus kami yang disuntikkan (dengan mengubah medan listrik)

I == 1e-14 Farad * 3 volt / 2 nanodetik

I ~~ 1e-14 * 1 / nano == 1e-5 amp = 10 microAmps disuntikkan ke radio AM

Asumsikan impedansi node adalah 1.000 ohm. Gunakan Hukum Ohm, dan Anda dapatkan

10uA * 1Kohm = 10 miliVolts.

Dan baik sirkuit yang disetel AM dapat berdering, dengan impuls 2 nanodetik ini, atau harmonik yang lebih tinggi (per Bimpelrekkie) dapat masuk melalui antena.

================== Sekarang untuk kopling magnetik ===========

2 tepi nanosecond jauh lebih cepat untuk efek kulit pada bidang tembaga menyebabkan beberapa pelindung magnetik dan dengan demikian mengurangi tegangan yang diinduksi.

Kami akan berasumsi bahwa TIDAK ada pelemahan oleh pesawat, dan hanya menghitung tegangan induksi kasus terburuk di sirkuit radio AM.

Seperti kopling Efield, asumsikan jarak 2 sentimeter antara agresor dan korban. Dan anggap korban (radio AM) memiliki 2cm oleh 2mm loop. Dan asumsikan keterpaduan kasus terburuk.

Persamaan yang relevan (mengabaikan beberapa istilah log-natural untuk matematika mudah) adalah

Vinduce = [MUo * MUr * Area / (2 * pi * Jarak)] * dI / dT

di mana kita akan menganggap dI / dT = 10 milliAmps / 2 nanoSeconds

Menggunakan MUo = 4 * pi * 1e-7 Henry / meter dan MUr = 1 (udara, tembaga, FR-4, dll) kami memiliki

Vinduce = 2e-7 * Area / Jarak * dI / dT

Vinduce = 2e-7 * (2cm * 2mm) / 2cm * 0.01amp / 2nanoSecond

Vinduce = 2e-7 * 0,002 * 0,01 / 2nano

Vinduce = 2e-7 * 2e-3 * 1e-2 * 0,5 * 1e + 9

Vinduce (Saya tidak memiliki petunjuk seberapa besar / kecil ini akan, sampai matematika selesai)

= 4 * 0,5 * 1e (-7-3-2 + 9) = 2e (-12 + 9) = 2e-3 = 2 miliVolts kopling magnetik