Усилитель колонки рассчитан на сигнал от плеера или компьютера и не должен реагировать на радиоволны. Однако в действительности недорогая колонка трещит рядом с телефоном еще за секунды до мелодии вызова, и этот звук знаком всем, кто пользовался кнопочным мобильным. Рассказываем, откуда он берется.
Ритм, который слышно
Если коротко, колонки трещат перед звонком из-за коротких радиоимпульсов телефона с частотой 217 Гц. Сети стандарта GSM, на которых работали телефоны второго поколения, делят время на кадры по 4,615 миллисекунды. В каждом кадре восемь временных интервалов (таймслотов), примерно по 577 микросекунд. На время разговора телефону достается один из таких таймслотов. Он выдает короткий всплеск сигнала и молчит остальные семь восьмых кадра, то есть около 87,5 % времени.
Кадры идут один за другим, поэтому всплески повторяются примерно 217 раз в секунду (1000 делим на 4,615). Это низкое гудение, по высоте почти равное ноте ля малой октавы (220 Гц). Мощность при этом немалая. Как пишет журнал EDN, оно достигает 33 дБм, то есть около 2 Вт, а ток передатчика в импульсе может превышать 1 ампер. У GSM ритм этих всплесков попадает прямо в звуковой диапазон.
Как усилитель превращает радио в звук
Всплески беззвучны: слух не воспринимает радиоволну на частоте 900 или 1800 МГц, а звук возникает из-за ритма — мощность сигнала 217 раз в секунду то появляется, то пропадает. Провода колонки и дорожки на ее плате работают как антенна и ловят этот сигнал.
Дальше срабатывает свойство полупроводников. Переход внутри транзистора пропускает ток в основном в одну сторону, поэтому «срезает» половину быстрых колебаний и оставляет только их огибающую — контур, по которому нарастает и спадает мощность, то есть те самые 217 пульсаций в секунду.
Так же устроен простейший детекторный радиоприемник. Усилитель принимает эту огибающую за обычный звуковой сигнал, усиливает ее и отправляет в динамик. По данным EDN, для слышимого треска хватает сигнала слабее 1 микроватта, который попал на полупроводниковый переход.
Резкие фронты коротких импульсов добавляют к основному тону обертоны, и вместо чистого гудения слышен жужжащий треск.
Почему треск раньше мелодии
Телефон передает всплески не только в разговоре, поэтому колонка трещит еще до него: пока никто не звонит, телефону передавать почти нечего, он в основном слушает сеть. Когда звонят, сеть посылает ему сообщение о вызове, а в ответ он передает запрос на канал связи, получает выделенный канал и посылает подтверждение. Согласно спецификации GSM, все это происходит раньше, чем телефон начинает звонить.
Первые серии всплесков уходят в эфир, когда динамик телефона еще молчит. Колонка превращает их в треск, и слушатель получает предупреждение о звонке за секунду или две до самой мелодии.
Почему трещат не все колонки
Каждое звено цепочки (провода-антенна, полупроводниковый переход, усилитель) зависит от конструкции, поэтому эффект сильнее у дешевых колонок и компьютерной акустики с длинными неэкранированными кабелями. Как отмечает ScienceABC, колонки с экранированными кабелями почти не реагируют.
Длинный провод работает как более длинная антенна и ловит больше. Расстояние тоже влияет: если отодвинуть телефон вдвое дальше, мощность излучения в этой точке падает примерно в 4 раза.
В телефонах 4G и 5G огибающая более ровная, поэтому классического жужжания здесь почти нет. Но эффект все равно может появиться там, где телефон выходит на связь по стандарту GSM.
Ранее мы сообщали, что в России почти нет смартфонов с поддержкой отечественного 5G.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
