飞机火车上,手机一充电触摸屏就异常,不是手机坏了

知乎日报 梁治沪;陈俊直 186℃ 评论

飞机火车上,手机一充电触摸屏就异常,不是手机坏了

图片:Yutaka Tsutano / CC BY

为什么 iPhone 等电容触摸屏手机在飞机、火车上充电会导致触摸屏工作异常?

梁治沪,电子,工程师,旅游

现在大多数触屏手机都是电容式触摸屏,依靠检测屏幕上某个或些点的微小电容值变化来进行判断触点。手机充电器是两个脚的,也就是说是没有真正的地线,和大地是不共地的!这就导致充电器的共模噪声(这种噪声是正极、负极往同一个方向波动,差值是相等的)影响了电容值的检测,触摸屏的控制芯片分辨不出到底是噪声还是人的操作。

所以你的问题:

1. 虽然没有和大地共地,但是电器的工作只要保证差模电压正常就像,共模电压即使漂到了几千伏也是不影响的(实际上也可能漂这么多!)正常工作的,除了一些要求误差很小,对共模噪声抑制较差的电路,如电容式触摸会有影响。电阻式的就会好得多。

2. 用好的充电器,另外是电容式触摸屏抗噪声能力的提升,目前也有公司在着手解决这些问题。

3. 手机里头所有芯片的地都是共在一起的。

陈俊直,苦比的电子工程师

@梁治沪 解释得不够清楚,确实是共模噪声对手机电路的电源系统造成干扰,而且 iPhone 的手机充电器(很多手机充电器都是)是没有接地线的。但手机充电器在普通的市电插座上就没问题。

补充一下:

首先,高铁上的的电源并不像我们普通接设备上的 AC220V,是发电厂出来后通过升压、电缆传输、降压、到家里的电源插座。整套流程下来这个交流电都是 50Hz 的交流电(频率从未改变)。而高铁上插座电源来自车载电池(一个很大的电池,我所接触过的列车是 110V 的)。车顶上的受电弓获取的电网上的高压电,一部分存入电池(大部分作为动力电源)。电池提供给如空调系统等用车载用电设备

要把电池里的直流电转变成交流 220v,则需要逆变器。而逆变器自身产生的高频脉冲(高频噪声 / 高次谐波)会干扰到其输出的 220V 交流电。一般的手机充电器等对高次谐波等干扰没有太好的过滤功能。这种干扰会通过充电线直接作用到手机内部电路系统。正如梁治沪说的,iPhone 是电容屏,在电容屏的供电系统受到干扰后,其工作也就不正常了。

还有,不排除高铁上的逆变器,牵引电机等大功率设备对对手机产生的电磁干扰。

飞机上是否也是使用逆变器的,我没完全了解过,我也没在飞机上充过手机电池,请问题主,那个航空公司的飞机上允许你充电而且还允许你开着手机呢?

而改善方面:

其实手机充电器加根线接大地理论上没啥问题,但高铁上的插座是否真的接大地我就不清楚了,因为两条承载车轮的轨道是通电的(两条铁轨是属于信号系统中轨道电路中的部分电路的,所以车轮下面的两条轨道它们不是真正接大地)。

而我建议就是使用磁环,磁环是降低 EMI 的元器件。在 220V 电源输入端加上这个可以过滤掉大部分电源源头上产生的高频干扰。

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