Почему компьютерные колонки трещали за секунду до звонка мобильного телефона

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Телефон лежит на столе возле компьютера. В колонках неожиданно раздаётся знакомое «ты-ды-дыы, ты-ды-дыы». Через мгновение загорается экран и начинает играть мелодия вызова. Можно заранее потянуться за трубкой: колонки уже предупредили, что кто-то звонит. Особенно хорошо этот звук помнят владельцы кнопочных телефонов. Иногда достаточно было убрать аппарат с компьютерного стола, чтобы треск прекратился. Но почему обычные колонки вообще реагировали на мобильник — и как успевали сделать это раньше его собственного звонка?

Автор: DALL-E Источник: openai.com

Почему телефон ещё молчал, а колонки уже трещали

Для пользователя входящий вызов начинается с мелодии или вибрации. Для самого телефона — с обмена сообщениями с сотовой сетью.

Сначала сеть связывается с аппаратом. Телефон отвечает, выполняются необходимые процедуры установления соединения, и только затем включается оповещение владельца. В спецификации GSM 04.08 подтверждение вызова и начало оповещения описаны как отдельные этапы.

Получалось, что передатчик уже работал, хотя рингтон ещё не звучал. Именно его радиосигнал и создавал помеху в расположенной рядом аудиотехнике. Поэтому колонки могли отреагировать раньше, чем человек замечал вызов на самом аппарате.

Задержка при этом не составляла строго одну секунду. Слова «за секунду до звонка» описывают знакомое впечатление, а не установленный интервал. Кроме того, телефон передавал служебные сообщения и без входящего вызова, поэтому за треском не обязательно следовал звонок.

Nokia 3310
Nokia 3310
Автор: Santeri Viinamäki Источник: commons.wikimedia.org

Откуда бралось знакомое «ты-ды-дыыы»

В сетях GSM несколько телефонов могут использовать одну радиочастоту, передавая каждый в выделенные промежутки времени. Поэтому передатчик аппарата излучает короткие посылки.

В типичном режиме, когда телефону выделен один временной интервал в каждом кадре, посылки повторяются приблизительно через 4,6 миллисекунды. Это около 217 повторений в секунду. Частота 217 Гц и её гармоники связаны с характерным GSM-жужжанием, которое инженеры называют GSM buzz. Такой механизм описан в техническом разборе Texas Instruments.

Сам радиосигнал передаётся на гораздо более высокой частоте: например, около 900 или 1800 МГц. Услышать такую радиоволну человек не может. Но после её преобразования в электронике колонок появляется сигнал звуковой частоты.

При этом 217 Гц не описывают все паузы и группы знакомого треска. Рисунок зависел от того, какие передачи выполнял телефон. Поэтому помеха могла звучать короткими очередями, а не одним ровным тоном.

Синим выделен временной интервал одного пользователя. Ниже показано его содержимое: последовательность двоичных данных и короткие защитные промежутки по краям. Надпись Guard periods (optional) обозначает эти паузы - они помогают избежать наложения соседних передач
Синим выделен временной интервал одного пользователя. Ниже показано его содержимое: последовательность двоичных данных и короткие защитные промежутки по краям. Надпись Guard periods (optional) обозначает эти паузы — они помогают избежать наложения соседних передач
Автор: Mozzerati Источник: commons.wikimedia.org

Как колонки превращались в радиоприёмник

Внутри активной компьютерной колонки находится усилитель. Подведённые к нему провода и дорожки на плате способны принимать радиопомехи, работая как непредусмотренные антенны.

Дальше происходило самое интересное. Полупроводниковые элементы усилителя обладают нелинейными свойствами. Некоторые переходы внутри транзисторов и защитных цепей могут выпрямлять высокочастотный сигнал, выделяя изменения его амплитуды. Этот эффект рассматривается в документации Texas Instruments по электромагнитной совместимости.

Так из принятой радиопомехи возникали более медленные электрические колебания. Они попадали в звуковой тракт, усиливались и воспроизводились динамиком. Подобный принцип намеренно используют в детекторе AM-радиоприёмника, но в компьютерных колонках такой приём был побочным эффектом.

Для этого мобильнику не требовалось подключение к компьютеру. Хватало сильного радиосигнала рядом с чувствительной схемой. При этом колонки не расшифровывали разговор и не узнавали номер звонящего: слышимым становился ритм помехи от передатчика.

Плата усилителя акустической системы Next CD‑380
Плата усилителя акустической системы Next CD‑380
Автор: Raimond Spekking Источник: commons.wikimedia.org

Почему одни колонки реагировали, а другие молчали

Устойчивость к радиопомехам зависит от устройства усилителя, экранирования, фильтров и расположения проводников. Поэтому две пары колонок возле одного телефона могли вести себя совершенно по-разному.

В документации Analog Devices отдельно рассматривается, как входные дорожки усилителя принимают радиосигнал. Инженеры рекомендуют уменьшать их длину, правильно размещать на плате и применять схемы с большей устойчивостью к таким воздействиям.

Хорошее звучание музыки само по себе не гарантировало защиты от мобильника. Аудиосистема могла нормально воспроизводить запись, но трещать при появлении сильного радиополя.

Самое доступное решение не требовало ремонта: телефон убирали подальше от колонок и соединительного кабеля. Если в аудиотракт попадало меньше радиопомехи, неприятный звук ослабевал или исчезал.

Ферритовый фильтр на кабеле, применяемый для подавления высокочастотных помех
Ферритовый фильтр на кабеле, применяемый для подавления высокочастотных помех
Автор: Santeri Viinamäki Источник: commons.wikimedia.org

Почему теперь этот звук слышно реже

Знакомый треск особенно связан с характером передачи GSM. Другие технологии сотовой связи используют иные способы организации радиопередач, поэтому привычный рисунок помехи не обязан повторяться. На связь этого звука с GSM указывают и специалисты Shure.

Имеет значение и сама аудиотехника: усилители с хорошей защитой могут подавлять радиосигнал ещё до того, как он превратится в слышимый шум. При этом современный смартфон тоже способен работать в GSM, а радиопомехи не исчезли из электроники окончательно.

Колонки предупреждали о вызове потому, что телефон уже связывался с сетью. Его передатчик начинал работать до мелодии, а соседний усилитель невольно превращал радиопомеху в звук.

Изображение в превью:
Автор: DALL-E
Источник: openai.com
Другое
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Почта для связи — gorbov.busines@yandex.ru

2 комментария

vladsad
Помню, было дело. Но звук в динамике скорее напоминал некое гудение низкочастотное. Кстати, по нему было понятно, что кто то звонит, даже когда телефон на беззвучном стоял.
l
да это больше от колонок чем от телефона зависит, у меня вон дешманские 20летние гемберды, если им любой телефон поднести на который звонят — гудеть начнут

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему в пустыне Атакама расцвели растения? Разбираем особенности природного явления

Пустыня Атакама считается одной из самых засушливых территорий планеты. Она состоит из скал, каменистых склонов и обширных пространств, где дождей не бывает годами. Однако в 2026 году пейзаж...

Природа изобрела пластик до людей: как пчелы делают биоразлагаемый «целлофан» и чему у них учатся ученые

Около трети всего пластика, который производят в мире — это полиэтилен. Из него делают пакеты, пищевую пленку, контейнеры и упаковку для товаров повседневного спроса. Этот материал стал...

«Феррари» отдала победу Ферстаппену, а Антонелли стал чемпионом: итоги Гран-при Мехико Формулы-1 2026 года

Сезон Формулы-1 2026 года постепенно подходит к своему завершению. Уже на девятнадцатом этапе стало известно имя чемпиона. Как прошёл Гран-при Мехико, как «Феррари» отдала победу Максу Ферстаппену...

Обзор Kiwi Ears AD1: недорогой ЦАП с поддержкой CTIA

Мы много говорим о разнообразных портативных ЦАПах, однако пока ещё не касались предельно компактных, легких и недорогих решений на чипах от не особо именитых компаний. При том, что последние уже...

Создан компьютер из живых бактерий: как деление клеток в микроканалах заменяет работу процессора

В математике и программировании существует большой класс задач, которые легко сформулировать, но крайне трудно решить в большом масштабе. Их называют комбинаторными задачами полного перебора....

Парк Юрского периода ближе, чем кажется? Ученые нашли кровь динозавра возрастом 115 млн лет

Международная группа исследователей опубликовала в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences статью, которая вызвала серьезные споры среди палеонтологов. Авторы работы изучили...