手機電磁輻射演示裝置的制作實驗

在顯示驅動電路最后一級非門，連接了一個綠色發(fā)光二極管;它的作用是電源開關指示燈。當沒有接到手機電磁輻射信號的時候，只有這個綠色燈亮;當接到手機電磁輻射信號的時候，綠色燈滅，紅色燈亮。

制作與實驗

1.采用面包板組裝

采用面包板要注意面包板質量對作品的影響。建議采用質地優(yōu)良地面包板，它的效果要好于采用廉價的面包板;主要優(yōu)點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，這個電容的Q值關系的高頻電路的性能。

2.天線

900MHz的波長為33cm，四分之一波長為8.2cm;電路采用0.6mm硬芯銅導線做天線，天線長度在6～8cm之間。天線可以直接耦合，也可以通過一個電容耦合。如果通過電容，這個電容約為10pF。

3.實驗與調試

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手機放到旁邊，撥一個電話號碼(可以撥自己手機的號碼)，這時電路就會發(fā)出短促的嗚叫，同時燈光也會發(fā)出閃光。

接通電源后，如果紅燈亮，同時蜂鳴器也嗚叫，則電路工作不正常。這時應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，該點電壓一般應在3.2V左右：這個電壓應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，電路也無法工作。這時應檢查V2電路的情況。可通過調整基極電阻R4或者調整集電極負載電阻R5的阻值，使集電極電壓達到正常范圍。檢波輸出電壓是整形電路的輸入電壓;由于整形電路的4069非門的轉折電壓為電源電壓的二分之一處，所以這個電壓要高于3V.電路才能正常工作。這個電壓越接近3V，整個電路越靈敏;但同時穩(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系

本機的靈敏度是可以偵測到1米范圍以內的GSM手機通訊時發(fā)出的電磁輻射信號。在家庭使用主要的干擾源來自其它家用電器、市電線路。通過實驗，本機可以完全抗拒市電線路的干擾。對于各種電器，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，這個電容過大電路工作會不穩(wěn)定。

5.手機電磁輻射演示實驗

如果組裝成功，我們可以進行幾個實驗。首先是手機撥打電話實驗。我們播出一個電話后，可以逐漸增加或減小手機與天線的距離，最后得到本電路的靈敏度的一個判斷。一般地，這個電路可以偵測到手機的范圍為1～2米之內。

當然，這與撥打電話所在地的基站信號強度有關;如果信號比較強，則手機發(fā)射功率就會降低;反之則會增強。這會直接影響到對本機靈敏度的判斷。

另一方面，我們可以判斷一下手機在通訊的各個階段，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，在手機撥打電話的時候，發(fā)射的是幾束比較短促的電波。而當通話時，則發(fā)射出比較連貫的電波。

還有，我們把手機發(fā)在打開的電路旁邊，放置幾個小時，會觀察到一些過去我們不知道的一些現(xiàn)象。比如電路會偶爾發(fā)出幾聲嗚叫和閃動幾下燈光。

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

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

此外還要說明的是，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電磁輻射的“輪廓”，而不是真實情況。這是為什么呢?因為電路采用了整流整形電路，把其原來的脈沖信號轉變成了脈沖的包絡信號。有興趣的讀者可以把接收到的信號通過錄音機保存到電腦里面，觀察它的波形。

6.不同制式手機的實驗

對于小靈通以及CDMA手機，我們也可以進行同樣的實驗。實驗結果告訴我們，比起全球通手機，小靈通手機電磁輻射微乎其微。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。