Jest to bardziej ogólne pytanie fizyki, które pomoże mi zrozumieć, jak wybrać sportowe zestawy słuchawkowe w przyszłości, jednak jest zbyt specyficzne dla konkretnego przypadku użycia (zestaw słuchawkowy Bluetooth), aby mógł należeć do Physics StackExchange.
Problem:
3 z moich 4 sportowych zestawów słuchawkowych Bluetooth cierpi z powodu niespokojnej jakości dźwięku (zakłócenia sygnału?) W momencie, gdy wyjdę na zewnątrz. Wydaje się szczególnie źle pod czystym niebem bez względu na porę dnia.
Czwarty i najdroższy zestaw słuchawkowy nie cierpi z tego powodu, ale ma inną (bardziej kompaktową) konstrukcję. Najgorzej działał najtańszy sportowy zestaw słuchawkowy (z serwisu eBay) i nie nadawał się do użytku na zewnątrz.
Obserwacje:
- We wszystkich przypadkach mój telefon znajduje się w kieszeni spodni, ale przesuwanie go bliżej głowy (zestawu słuchawkowego) wydaje się zmniejszać zakłócenia sygnału, ale nie rozwiązuje całkowicie problemu.
- We wszystkich testach zestawy słuchawkowe zostały w pełni naładowane.
- Wydaje się, że szybkość ruchu również odgrywa istotną rolę, ale nie jestem w stanie odtworzyć tego wpływu za każdym razem.
- Mogę powiedzieć, że ubrania nie są czynnikiem, ponieważ ta sama odzież w pomieszczeniu nie powoduje zakłóceń.
Teorie:
- promieniowanie tła EM pochodzące z kosmosu?
- Promieniowanie elektromagnetyczne pochodzące z naszego słońca? Chociaż nie zaobserwowałem, czy księżyc odbijający EM od Słońca odgrywa rolę, czy nie.
Odpowiedzi:
Jak zapewne już zauważyłeś, istnieje dobry powód, dla którego niektóre słuchawki Bluetooth są tanie. Zły design. Wysokiej jakości, dobrze zaprojektowany zestaw słuchawkowy Bluetooth bywa drogi. Również nie wszystkie drogie zestawy słuchawkowe Bluetooth są wysokiej jakości.
Chociaż trudno jest zrootować przyczyny awarii bez fizycznej analizy sprzętu, dam kilka możliwości. Ponieważ urządzenie jest słuchawką, korzysta ono z Bluetooth classic. Tak czy inaczej zrozumienie technologii Bluetooth może się dobrze przydać.
Bluetooth działa w paśmie częstotliwości 2,4 MHz, a dokładniej między częstotliwością 2402 a 2480 MHz. Jeśli uwzględniono dolne pasmo ochronne 2 MHz i górne pasmo 3,5 MHz, całkowita szerokość pasma wynosi 2400–2483,5 MHz. Bluetooth classic wykorzystuje 79 kanałów, z których każdy ma szerokość pasma 1 MHz. Co ważniejsze, Bluetooth wykorzystuje technologię radiową zwaną rozproszonym widmem z przeskokami częstotliwości , a jeśli włączone jest adaptacyjne przeskakiwanie częstotliwości (AFH), zwykle wykonuje 800 przeskoków na sekundę. Bluetooth dzieli dane na pakiety, a każdy pakiet jest przesyłany jednym z 79 kanałów.
Podczas transmisji każdy z danych podlega utracie ścieżki (lub osłabieniu ścieżki). Wtedy propagacja fal elektromagnetycznych podlega zmniejszeniu gęstości mocy. W twoim przypadku na utratę ścieżki wpływ mają czynniki propagacyjne, takie jak suche lub wilgotne powietrze, a także odległość między nadajnikiem a odbiornikiem.
W twojej sytuacji straty propagacji obejmowałyby utratę absorpcji lub penetracji, która a, gdy sygnał przechodzi przez medium nieprzezroczyste dla fal elektromagnetycznych lub straty dyfrakcyjne, to znaczy, gdy sygnał radiowy jest blokowany przez nieprzejrzystą przeszkodę.
Sygnał przesyłany przez twoje urządzenie również przechodzi wieloma ścieżkami przed dotarciem do odbiornika. Sygnał odbierany przez odbiornik może różnić się siłą, czasem propagacji itp.
Dobrze zaprojektowany system uwzględni wszystkie powyższe i wiele innych czynników. W twoim przypadku niedrogi zestaw słuchawkowy może mieć niski poziom sygnału odbioru (RSL) lub może nie uwzględniać marginesów zanikania . Dobry projekt będzie zawierał około 20 do 25 dbm marginesu zanikania. Jeśli więc Twój zestaw słuchawkowy ma RSL 40 dbm, a próg odbioru wynosi około 60 dbm. Projekt ma 20 dbm marginesu zanikania.
Należy również pamiętać, że różne czynniki środowiskowe powodują różne poziomy tłumienia sygnału. Przykład kropla wody może powodować około 5 dbm tłumienia. Nie wszystkie czynniki środowiskowe są obecne przez cały czas. W zależności od projektanta aplikacji wybierz odpowiednie marginesy przenikania.
Mam nadzieję, że dałem ci dobry widok na Bluetooth, częstotliwość radiową i propagację elektromagnetyczną, które pomogą ci podjąć świadomą decyzję techniczną przy następnym zakupie.
Odniesienie:
źródło