手機(jī)電磁輻射演示裝置的制作實(shí)驗(yàn)

在顯示驅(qū)動(dòng)電路最后一級(jí)非門(mén)，連接了一個(gè)綠色發(fā)光二極管;它的作用是電源開(kāi)關(guān)指示燈。當(dāng)沒(méi)有接到手機(jī)電磁輻射信號(hào)的時(shí)候，只有這個(gè)綠色燈亮;當(dāng)接到手機(jī)電磁輻射信號(hào)的時(shí)候，綠色燈滅，紅色燈亮。

制作與實(shí)驗(yàn)

1.采用面包板組裝

采用面包板要注意面包板質(zhì)量對(duì)作品的影響。建議采用質(zhì)地優(yōu)良地面包板，它的效果要好于采用廉價(jià)的面包板;主要優(yōu)點(diǎn)是插接金屬簧片彈性好，插接很方便;還有就是塑料板的高頻性能好。我們知道，面包板之間的電極存在著分布電容，這個(gè)電容的Q值關(guān)系的高頻電路的性能。

2.天線

900MHz的波長(zhǎng)為33cm，四分之一波長(zhǎng)為8.2cm;電路采用0.6mm硬芯銅導(dǎo)線做天線，天線長(zhǎng)度在6～8cm之間。天線可以直接耦合，也可以通過(guò)一個(gè)電容耦合。如果通過(guò)電容，這個(gè)電容約為10pF。

3.實(shí)驗(yàn)與調(diào)試

接通電源，電路的綠色燈亮;紅色燈不亮，蜂鳴器也不響;表示電路工作正常。把一款GSM手機(jī)放到旁邊，撥一個(gè)電話號(hào)碼(可以撥自己手機(jī)的號(hào)碼)，這時(shí)電路就會(huì)發(fā)出短促的嗚叫，同時(shí)燈光也會(huì)發(fā)出閃光。

接通電源后，如果紅燈亮，同時(shí)蜂鳴器也嗚叫，則電路工作不正常。這時(shí)應(yīng)首先檢查檢波電路中三極管V2的集電極電壓。在電源電壓6V的情況下，該點(diǎn)電壓一般應(yīng)在3.2V左右：這個(gè)電壓應(yīng)大干二分之一的電源電壓。如果等于3V或者小于3V，則不正常，電路也無(wú)法工作。這時(shí)應(yīng)檢查V2電路的情況?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整基極電阻R4或者調(diào)整集電極負(fù)載電阻R5的阻值，使集電極電壓達(dá)到正常范圍。檢波輸出電壓是整形電路的輸入電壓;由于整形電路的4069非門(mén)的轉(zhuǎn)折電壓為電源電壓的二分之一處，所以這個(gè)電壓要高于3V.電路才能正常工作。這個(gè)電壓越接近3V，整個(gè)電路越靈敏;但同時(shí)穩(wěn)定性則變差。所以為了保持電路的穩(wěn)定性，電壓不宜低于3.2V(指6V電源電壓的情況下)。

4.靈敏度與抗干擾性的關(guān)系

本機(jī)的靈敏度是可以偵測(cè)到1米范圍以內(nèi)的GSM手機(jī)通訊時(shí)發(fā)出的電磁輻射信號(hào)。在家庭使用主要的干擾源來(lái)自其它家用電器、市電線路。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，本機(jī)可以完全抗拒市電線路的干擾。對(duì)于各種電器，以節(jié)能燈的干擾最大，一般在距離節(jié)能燈50cm以外，本電路可免受干擾。本電路中，耦合電容C1采用12pF，這個(gè)電容過(guò)大電路工作會(huì)不穩(wěn)定。

5.手機(jī)電磁輻射演示實(shí)驗(yàn)

如果組裝成功，我們可以進(jìn)行幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。首先是手機(jī)撥打電話實(shí)驗(yàn)。我們播出一個(gè)電話后，可以逐漸增加或減小手機(jī)與天線的距離，最后得到本電路的靈敏度的一個(gè)判斷。一般地，這個(gè)電路可以偵測(cè)到手機(jī)的范圍為1～2米之內(nèi)。

當(dāng)然，這與撥打電話所在地的基站信號(hào)強(qiáng)度有關(guān);如果信號(hào)比較強(qiáng)，則手機(jī)發(fā)射功率就會(huì)降低;反之則會(huì)增強(qiáng)。這會(huì)直接影響到對(duì)本機(jī)靈敏度的判斷。

另一方面，我們可以判斷一下手機(jī)在通訊的各個(gè)階段，其發(fā)射電磁波脈沖的大概情況。從燈光和聲音顯示可以判斷，在手機(jī)撥打電話的時(shí)候，發(fā)射的是幾束比較短促的電波。而當(dāng)通話時(shí)，則發(fā)射出比較連貫的電波。

還有，我們把手機(jī)發(fā)在打開(kāi)的電路旁邊，放置幾個(gè)小時(shí)，會(huì)觀察到一些過(guò)去我們不知道的一些現(xiàn)象。比如電路會(huì)偶爾發(fā)出幾聲嗚叫和閃動(dòng)幾下燈光。

在絕大多數(shù)情況下，這不是其它電磁干擾，而是手機(jī)在與基站進(jìn)行信息交換。

有興趣的讀者不妨自己進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)，找出一些有規(guī)律的現(xiàn)象。

此外還要說(shuō)明的是，電路發(fā)出的鳴叫和燈光顯示狀態(tài)只是大致反映了手機(jī)電磁輻射的“輪廓”，而不是真實(shí)情況。這是為什么呢?因?yàn)殡娐凡捎昧苏髡坞娐?，把其原?lái)的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成了脈沖的包絡(luò)信號(hào)。有興趣的讀者可以把接收到的信號(hào)通過(guò)錄音機(jī)保存到電腦里面，觀察它的波形。

6.不同制式手機(jī)的實(shí)驗(yàn)

對(duì)于小靈通以及CDMA手機(jī)，我們也可以進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴我們，比起全球通手機(jī)，小靈通手機(jī)電磁輻射微乎其微。只有將小靈通的天線與電路中的天線靠在一起，才可引起電路發(fā)出顯示信號(hào)。