¿Por qué los teléfonos celulares a veces interfieren con los amplificadores?

Tengo un viejo amplificador Sony (TA-F117R) al lado de mi escritorio donde guardo mi celular. A veces lo pongo encima del amplificador, porque está perfectamente alineado con la superficie.

Cuando colgué una llamada y coloco el teléfono cerca del amplificador, los fuertes pitidos comenzaron a salir de los parlantes, algo así como las "llamadas de módem" en la era antigua de la conexión a Internet de acceso telefónico.

Sospecho que la negociación entre el teléfono y el transmisor es responsable de eso. Las ondas de radio transmitidas desde el teléfono celular son lo suficientemente fuertes como para inducir corrientes parásitas en los circuitos amplificadores que generan el ruido.

Lo que me hace preguntarme es que este ruido se genera solo cuando cuelgo la llamada y coloco el teléfono cerca del amplificador. Puedo enviar/recibir SMS, correos electrónicos y navegar por Internet usando el teléfono. Tengo bluetooth, NFC, GPS y Wi-Fi encendidos todo el tiempo.

Tengo un Sony Xperia L ahora, pero pude observar la interferencia con todos los teléfonos que tenía (Philips Fisio, SonyEricsson K770i, Samsung Galaxy-Y,...) y amplificadores (estéreo antiguo, parlantes de PC).

Qué causa exactamente tales interferencias y por qué los SMS y otros se transmiten sin tales interferencias.

La respuesta aquí culpa al protocolo GSM y al hecho de que la señal de 800 - 900 MHz interfiere con las estructuras del amplificador. Sin embargo, no aborda por qué los SMS y la transferencia de datos no causan tal interferencia.

Respuestas (3)

El problema habitual con la interferencia de los teléfonos celulares GSM es causado por la rectificación de la fuerte señal de RF en las uniones de semiconductores en la entrada del amplificador.

GSM utiliza acceso de multiplexación en el dominio del tiempo (TDMA) para compartir la frecuencia de RF con otros usuarios: solo enciende la señal de RF durante un breve período de tiempo a una velocidad de 217 Hz sincronizada con otros usuarios y la estación base utilizando el tiempo restante.

Esta RF corta de potencia relativamente alta se puede rectificar mediante cualquier unión de semiconductores para provocar un ligero cambio en el nivel de polarización del amplificador durante la duración del pulso de RF (~0,5 ms). Este es un zumbido a 217 Hz que luego puede ser amplificado por el amplificador para aparecer en los altavoces.

No es necesario que el amplificador tenga ninguna respuesta en la frecuencia de RF que puede ser de hasta unos 2 GHz.

La cura es proporcionar filtrado para evitar que la señal de RF llegue a la primera etapa del amplificador. El filtrado puede ser tan simple como un pequeño condensador de alta frecuencia en las entradas, un estrangulador de RF en serie o un filtro más complejo.

Los transistores de unión bipolar son más sensibles a este efecto que los extremos frontales FET, por lo que se verá afectado por los dispositivos que se utilicen.

No es obvio por qué los SMS y las transferencias de datos no causan ruido también: usan el mismo mecanismo para transferir datos.

Los protocolos de telefonía celular más recientes utilizados en redes celulares 4G y 5G no usan TDMA sino OFDMA en su lugar. Los transmisores de los teléfonos celulares están encendidos constantemente en lugar de ser interrumpidos, por lo que la demodulación de amplitud que ocurre accidentalmente con GSM no daría como resultado un tono de audio. Puede dar lugar a otros efectos al afectar la polarización y es posible que se produzcan clics, chasquidos o silbidos.

Exactamente, ¡las otras respuestas que no mencionan el término "rectificación" no entienden el punto! Este es su opamp de variedad de jardín (como 5532) haciendo detección de RF... y son bastante buenos en eso.
+1, para agregar: la rectificación también ocurriría en cualquier unión entre diferentes aleaciones metálicas, como en los enchufes de audio, etc.
También hay interferencia con la transferencia de datos, tan pronto como lo apago, se detiene.
@KevinWhite Estaba leyendo esta respuesta en el momento en que decidiste editarla cinco años después :) Pensé que era un problema técnico.
@SedatKapanoglu: alguien acababa de votarlo y cuando lo leí pensé que necesitaba una edición aquí y allá para aclararlo.
@KevinWhite sí, ese sería yo. ahora tiene sentido :) gracias por la respuesta. tal vez sería beneficioso agregar por qué no sucede tanto hoy en día.

Aunque los amplificadores de audio normalmente no procesan ninguna señal por encima de los 40 kHz de manera utilizable, es posible que las primeras etapas de dichos amplificadores no las filtren por completo. Si las señales de alta frecuencia son lo suficientemente fuertes, pueden saturar la etapa del amplificador y causar distorsión. La aplicación de distorsión armónica a una señal que contiene múltiples frecuencias puede generar un nuevo contenido espectral en cualquier frecuencia que se puede formar sumando o restando cualquier múltiplo entero de cualquier frecuencia presente en el original.

Algunos protocolos inalámbricos utilizan una variedad de frecuencias que se distribuyen de forma algo aleatoria. Si tales transmisiones son captadas por un amplificador de audio, los tonos de suma y diferencia se distribuirán en una amplia gama de frecuencias y el resultado será simplemente un ligero aumento en el nivel de ruido de fondo.

El problema con GSM es que su contenido espectral se distribuye de una manera que hace que muchas de las frecuencias de suma y diferencia coincidan, concentrando así su energía en unas pocas frecuencias de audio discretas. Si los diseñadores de GSM hubieran previsto hasta qué punto causaría estragos en el audio, podrían haber ajustado ligeramente el diseño fácilmente para evitar tales concentraciones de frecuencia. Desafortunadamente, cuando se descubrió el problema, no habría sido práctico ajustar el diseño.

Los chirridos que escuchas de las bobinas o amplificadores de parlantes inactivos son la demodulación AM de los tonos de sincronización de transmisión de los teléfonos celulares que excitan las bobinas.

Esta sincronización de ráfaga de portadora con las torres más cercanas se modula de manera bastante diferente de los esquemas de salto de frecuencia de amplitud constante utilizados.

Incluso algunos parlantes de automóviles cercanos hacen que las bobinas rocen los imanes debido a las fuerzas laterales de la energía de microondas en las resonancias parásitas que inclinan la bobina mientras se mueve, lo que agrega algunos tonos más agudos al patrón de "dit-da-da-dit" repetido varias veces.