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為什麼手機在靠近電腦時,會發出尖銳的噪音?

"聽起來像是電磁干擾現象,或稱做EMI(electromagnetic interference),也就是某個電子儀器發出的電磁波,對另一個設備產生不良的影響。 "


翻譯/周坤毅

 

  美國紐約大學物理系系主任葛瑞(David Grier)針對這個謎團提供可能的解答: 
 

  聽起來像是電磁干擾現象,或稱做EMI(electromagnetic interference),也就是某個電子儀器發出的電磁波,對另一個設備產生不良的影響。幾乎所有仰賴電力的設備,不論其功能為何,都可以視為無線電波發射源。流經這些電子儀器的電流發生變化時,自然會輻射出電磁波。這個輻射是我們利用電力作功時,無可避免的副產物,就像是傳統機械設備運轉時,必然發出乒叮乓噹的噪音一樣。電腦是一個特別「吵」的設備,因為它使用快速變換的電流做為時脈訊號,以便協調各種運算的執行。

 

  另一個可能的解釋是你的電腦恰好發出頻率近似於手機通訊頻段的電磁波,通常為800百萬赫茲(MHz)。如果電腦發出的訊號夠強,儘管無法讀取,手機還是可能將其誤認為發自基地台的傳輸訊號。

 

  還有一個可能則更複雜地牽涉到這兩個電子裝置間的交互作用。正如同電流變化會產生無線電波一樣,無線電波也會在導體上產生感應電流,這也是為什麼收音機能利用金屬天線來接收廣播電台發送的訊號。電腦發出的電磁波,可能會在手機的喇叭內產生感應電流,因此發出隨機的吱吱嘎嘎聲。1975年電腦先鋒東皮爾(Steve Dompier)很聰明地利用這個現象來產生悅耳的音調。他在一部MITS的阿爾泰(Altair 8800)電腦上編寫程式,使其產生的電磁干擾,能夠在旁邊的調頻收音機上播放披頭四的「山丘上的傻瓜」這首歌。

 

  想禁止電子儀器發出無線電波是不可能的,但是將擾人的電磁波源加上外殼包覆,則可以有效減低電磁干擾。大部份電子裝置都具有金屬或是鍍上導體的機殼,能夠將電磁波限制在裡面。然而外殼上的開孔或導體塗層比較薄的部份,仍會容許部份電磁波逸出。通常這些逸散的電磁波很微弱,只有非常接近的設備才會受影響,這因此你的手機只有擺在電腦旁邊時才會發出噪音。

 

花蓮的謝至中問: 
  電腦和手機如何在關機的情況下正確計算時間?

 

前華寶通訊高級工程師,專職軟硬體整合的黃敬群(網路暱稱jserv)提供回答如下: 
  個人電腦上有一些韌體(firmware)同時具備軟體和硬體的性質,其記錄的資料是軟體,但本身設計是硬體。這類韌體植於主機板,資料儲存於內部的互補金氧半導體(CMOS)媒介上,特稱BIOS CMOS,只需少量的電力就可維持資料儲存,包括系統日期與時間的欄位。

 

  大部份的主機板嵌有一小塊鋰電池,以提供BIOS CMOS所需的電力,而CMOS保存資料的記憶體稱為CMOS RAM,一般僅有64位元組(byte),因為它有透過電池持續資料記錄的能力,所以也被稱為NVRAM,NV是non-volatile(非依電性)的意思。但是光有特別的記憶體不夠,系統還需要「即時時鐘」(real time clock, RTC)來取得時間,這是個小型的電子元件,類似電子時鐘,使系統時間得以持續運作,電力同樣來自主機板上的電池。爾後,CMOS RAM與RTC就整合到中央處理器裡的南橋晶片中,允許我們做些特別的動作,例如指定在某個特定的時間,讓原本關機的電腦自動啟動。

 

  手機的狀況類似個人電腦,也有RTC,RTC元件的電力來源除了手機電池外,也來自內建的備用電池,這讓使用者在更換電池的時候,系統時間也可以持續運作,但也非每支手機都有如此設計。此外,手機也可透過全球行動通訊系統(GSM)基地台來校正時間。

 

【本文轉載自《科學人雜誌》2008年6月號】