Born to be wired

 Suppression des interférences GSM dans le circuit audio

Un problème me tarabuste depuis le début du montage du circuit audio. Lorsqu’on se trouve à proximité de la Mamecab avec un téléphone mobile en communication, les parasites générés dans les hauts-parleurs avec un volume insupportable. Il va donc falloir faire le nécessaire pour filtrer tout ça.

Drafts de calculs de filtres

Drafts de calculs de filtres

Le circuit audio est composé de 4 étages :

  • Le PC
  • Le préampli à base de LM386
  • L’ampli de voiture
  • Les baffles

La première étape est de savoir quels sont les éléments perturbateurs. On réalise les tests suivants, avec le mobile en communication à proximité (de préférence pas trop longtemps pour ne pas éclater le forfait).

  • PC connecté à un casque : pas de parasites dans le casque.
  • Ampli déconnecté du préampli : pas de parasites dans les baffles.
  • Ampli connecté au préampli, celui ayant le volume à 0 : un max de parasites dans les baffles.

Résultat : le problème vient clairement du préampli. Pas étonnant, je l’ai constuit comme un empoté en gaspillant une énorme plaque de veroboard pour un montage qui pourrait tenir dans une boite d’allumettes.

Quelques recherches sur la toile montrent que les perturbations électromagnétiques subies par le montage peuvent se réduire grâce à 4 opérations :

  1. Optimisation du montage lui-même en réduisant ses capacités inductives.
  2. Blindage du montage en l’isolant dans une cage de Faraday.
  3. Utilisation de câbles blindés en amont et en aval.
  4. Utilisation de filtres électroniques en bouts de câbles.

Pour le point n°1, pas le choix : je dois refaire le montage. Je mets donc cette tâche dans ma todolist. Pas question de tout racheter, on fera fonctionner la tresse à dessouder. J’en profiterai pour ajouter des borniers pour connecter proprement les câbles audio. Avec l’achat des borniers, je grouperai l’achat de câbles blindés, les prix sont élevés mais compte tenu de la faible longueur à câbler, cela devrait rester abordable et résoudre le problème n°3.

Le point n°2 n’est pas forcément évident. Comment construire une cage de Faraday efficace sans se ruiner ? Je n’ai pas trouvé de tresse métallique suffisamment grande et à prix abordables dans mes recherches. Qu’à cela ne tienne, je me souviens subitement avoir démonté un écran TFT HS il y a quelques temps (merci Ben pour l’écran, finalement je vais lui trouver une utilité). Au dos de la dalle TFT de cet écran, les circuits électroniques sont protégés par une plaque d’aluminium mi-rigide d’environ 200 cm²… Oui, une cage de Faraday. Il me suffira d’en découper une partie assez grande pour envelopper mon montage.

Reste le point n°4 : le filtrage. Attention, ça devient un poil technique. Les téléphones portables émettant des ondes électromagnétiques dans des fréquences autour de 900 et 1800 MHz, trouvons donc un bon filtre pour atténuer largement ces fréquences tout en conservant intact le signal audio analogique qui lui ne dépasse pas les 24 kHz. Après un paquet de temps passé à griffonner des formules de circuits LC sur des feuilles volantes (cf résultats sur la photo en haut de page), la vérité me frappe brutalement : les fréquences à 900 et 1800 MHz ne sont pas les fréquences qui sont les plus perturbantes, car même si  elles sont induites dans le circuit audio, elles sont inaudibles pour l’oreille humaine. Le coupable est donc ailleurs…

Re-recherche sur le web : je tombe entre autres sur un article décrivant le problème des ELF (Extremely Low Frequency) dans les émissions des antennes relais GSM sur le site de l’association PRIARTEM. On y trouve un très intéressant compte-rendu d’expertise expliquant le fonctionnement des transmissions GSM au niveau des antennes relais, et leurs conséquences sur les émissions d’ondes ELF. En projetant cette expertise au téléphone mobile, on arrive au raisonnement suivant :

On part du principe suivant lequel le GSM utilise une modulation TDMA qui oblige le mobile à fonctionner en mode pulsé. En clair, et en résumé, lorsque le mobile est en communication, il émet pendant 577 μs et n’émet pas pendant 4.04 ms, en boucle. Ce qui donne une période de 4.616 ms, et donc une fréquence de 217 Hz. Quelque chose assez proche du LA octave 2, pour les mélomanes. Et donc ce qu’on entend dans les hauts-parleurs d’une télévision, d’un poste radio ou d’une Mamecab mal isolée lorsqu’un abruti téléphone à côté.

Sympa, j’ai le nom du coupable. Et si j’avais été plus attentif en cours, cela m’aurait sauté aux yeux plus rapidement. Mais je ne peux évidemment pas introduire dans mon montage un filtre axé sur cette fréquence sans dégrader mon signal audio compris dans la plage 20 Hz – 24 kHz. Il faudra donc laisser tomber le point n°4 et faire en sorte que les autres opérations soient assez efficaces. Pas de filtre. Tout ça pour ça…

Voila qui termine mon étude. Je ne manquerai pas de mettre les photos de la réalisation en ligne, dès que je m’y attaquerai.

 3 commentaires pour “Suppression des interférences GSM dans le circuit audio”

  1.  mioux

    Juste un truc con au passage… pour faire une cage de faraday, pourquoi tu ne met pas ton préampli dans ue boite de biscuit métallique ? Théoriquement, les ondes ne devraient pas entrer…

  2.  AlphaK

    Très bonne remarque, je n’y avais pas pensé. Je pense que ça pourrait tout à fait convenir. Et comme je suis en train de me motiver à refaire le montage du préampli, je pourrai facilement le glisser dans une petite boite.
    Merci pour le conseil.

  3.  AlphaK

    J’ai oublié de le préciser dans mon article, mais en fouillant dans mes pièces électroniques de rechange, j’ai retrouvé des gros tores de ferrite, équipant les câbles VGA ou USB. Il est recommander d’enrouler les extrémités des câbles autour de ces tores sur un ou deux tours pour limiter l’impact des interférences extérieures. En principe cela a plus d’efficacité sur des signaux numériques ou hautes fréquences que sur des signaux audio, mais je ferai le test quand même, à tout hasard.

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