전화선은 어떻게 한 번에 여러 주파수를 가질 수 있습니까?

전화선은 어떻게 여러 주파수를 가질 수 있습니까?
DSL 대 전화 접속에 대한 내 네트워크 교과서에는 다음과 같이 나와 있습니다.

가정용 전화선은 데이터와 기존의 전화 신호를 동시에 전달하며 서로 다른 주파수로 인코딩됩니다.

• 50kHz ~ 1MHz 대역의 고속 다운 스트림 채널

• 4kHz ~ 50kHz 대역의 중속 업스트림 채널

• 0 ~ 4 kHz 대역의 일반 양방향 전화 채널

물리에 대한 기본 지식에서 와이어의 주파수는 극성을 반대로하는 속도입니다. 와이어 가 하나 인 경우 어떻게 전자가 동시에 4,000 회 / 초 (전화 통화)와 50,000 회 / 초 (DSL 사용)를 동시에 바꿀 수 있습니까?

귀하의 질문에있는 기본 가정-측정되는 주파수가 전자가 극성을 반대로하는 속도-라는 것은 틀립니다. 송신기, 수신기 또는 물리적 인 사이의 신호 주파수는 전압의 주기적 도달에 해당합니다.

예를 들어, 진폭 변조 (간단 성을 위해 온-오프 키잉이라고 가정)를 사용하는 디지털 애플리케이션에서는 단위 시간당 감지하는 '온'펄스 수로 주파수를 측정 할 수 있습니다. RF 통신에서 이는 논리 고전압에 해당하거나 광 통신에서 많은 수의 광자가 도달 한 것에 해당 할 수 있습니다. 이상적인 경우, 로직 로우 또는 오프 상태는 제로의 전압 또는 광자의 도착에 해당하지만 암전류와 변조기의 결함으로 인해 거의 그렇지 않습니다.

구현 측면에서 단일 매체 (구리선)에서 두 개의 개별 RF 주파수를 전송하는 간단하고 간단한 구현은 두 개의 완전한 전송기 체인을 사용하여 두 개의 개별 반송파 주파수에서 데이터를 인코딩하는 것입니다. 송신기의 두 출력을 단일 구리선으로 가져 오기 위해 RF 결합기를 사용합니다. 수신기는 여러 가지 방법으로 구현 될 수 있지만 간단한 방법은 RF 전력 분배기를 사용하여 두 개의 신호 복사본을 생성 한 다음 하나의 고역 통과 필터를 사용하고 다른 하나의 저역 통과 필터를 사용하는 것입니다. 그런 다음 일반 수신기 체인을 계속할 수 있습니다.

다른 사람들이 말했듯이, 여러 주파수가 한 와이어에 동시에 존재할 수 있습니다. 다중 주파수의 순간적인 존재는 다중 전압을 나타내지 않습니다. 전압은 해당 지점과 공통 기준 (일반적으로 접지) 사이에 정의되어있는 한 와이어의 특정 지점에 단일 전압이 있어야합니다. 그러나 일정 기간 동안 샘플링을 통해 신호를 생성 할 수 있습니다. 중첩의 원리로 인해 여러 주파수가 존재하는 경우이 신호는 정상적인 사인파처럼 보이지 않습니다. 두 개의 반송파 주파수를 선택합니다 (5 kHz 및 5 MHz). 데이터를 둘 다 변조 한 다음 결과로 변조 된 신호를 합하면 시간 영역에서 매우 독특한 신호가 표시 될 수 있습니다.

'하나의 와이어'에서는 해당 와이어의 특정 지점에서 한 번에 하나의 전압 만 존재할 수 있습니다. 따라서 사인파 두 개를 더하면 합은 더 이상 사인파가 아니라 다른 것입니다. 전자도 같은 복잡한 방식으로 움직입니다. 애니메이션 소스를 관찰하십시오 .

더 많은 주파수를 추가하면 신호가 더 복잡해집니다. ADSL / VDSL의 경우와 같은 특정 수의 주파수에서 결합 된 신호는 스펙트럼 분석기 또는 오실로스코프에서 잡음으로 나타나고 인간의 뇌에는 이해할 수 없게됩니다.

음악을 구성하는 다수의 주파수를 어떻게 시끄러운 스피커로 성공적으로 전송하고 오류없이 크게 재생할 수 있습니까?

스피커는 전선으로 연결되어 있으며 마이크도 마찬가지입니다. 원칙적으로 전혀 차이가 없습니다. 전화선은 훨씬 더 높은 주파수를 전달하지만 원리는 동일합니다.

단일 주파수를 전달하는 모든 매체는 일반적으로 여러 주파수를 전달할 수 있습니다. 예를 들어 공기-이웃과 대화 할 수 있으며 생성하는 음성 패턴은 끊임없이 변화하는 수많은 주파수입니다.

무선 송신기는 모두 동일한 매체를 공유하므로 98.4MHz에서 하나의 전송과 99MHz에서 다른 전송을 구별하는 데 아무런 문제가 없습니다.

중첩 및 선형 시스템을 살펴 봐야합니다. 와이어에서 여러 주파수의 한 예로 사각 파에는 많은 고조파가 있습니다.

귀하의 질문에 다른 답변에서 지적한 것보다 훨씬 더 근본적인 문제가 있습니다.

"동시"는 시간 영역 개념입니다. 주파수는 주파수 영역 개념입니다.
이들은 서로 푸리에 변환이므로 직교 개념이 아니라 "이중" 개념입니다.

두 개의 주파수를 가진 신호를 가질 수 있습니다. 서로 다른 주파수의 두 코사인을 더하면됩니다. "동시"신호에는 두 개의 주파수가 있습니다.

그러나 "동시"신호가 두 개의 주파수를 갖는다 고 말하는 것은 "동시"는 단일 시점을 의미하기 때문에 자신을 단일 시점으로 제한하면 현재 존재하는 다양한 주파수에 대해 아무것도 알 수 없습니다.
(이는 시간-주파수 불확실성 원리로, Heisenberg 불확실성 원리를 상기시켜야합니다.)

가능한 모든 주파수를 살펴보기 시작하면 시간 개념은 의미가 없습니다.

단 한 번의 전화 대화 안에는 많은 주파수가 있습니다 (다른 것이 없으면 음성 피치에 따라 변함)! 서로 다른 주파수의 파형이 중첩되어 결과 파형이 생성됩니다. 이것이 효과가 없다면, 당신이들을 수있는 유일한 소리는 다양한 음정의 사인파입니다.

와이어는 공기가 여러 개의 사운드를 전달할 수있는 것처럼 여러 개의 전기 신호를 전달할 수 있습니다.

조용한 방에 있는데 바이올린이 음표를 연주하기 시작한다고 상상해보십시오. 공중의 진동을 통해 듣는 단일 주파수.

그런 다음 첼로로 합류합니다. 이제 하나의 매체를 통해 고막까지 두 개의 주파수가 이동합니다. 당신은 그들이 다르다는 것을들을 수 있고 훈련을 통해 각 연주하는 음표를 알 수 있습니다.

그것은 공기 분자가 아닌 전자와 함께 와이어에서 정확히 동일하게 작동합니다.

소스에서 변조 및 전송 후 와이어의 최종 신호는 단일 신호입니다. 케이블 TV 제공 업체를 TV에 직접 연결하고 모든 채널을 시청할 수있는 케이블의 디지털 시대로 돌아가십시오.

그리고 두 대의 TV를 가지고 있다면 같은 회선에있는 두 개의 다른 채널을 동시에 볼 수 있습니다. 채널을보기 위해 케이블 회사의 상자가 필요하지 않은 옛날 이야기를 들었습니다.

이제 전선의 단일 신호로 돌아갑니다. 항상 단일 신호입니다. 마술은받는 쪽에서 일어난다. 동일한 단일 신호를 다른 수신기에 공급할 수 있습니다. 성공적이고 명확한 수신 및 처리를 위해서는 원하는 주파수로 조정하기위한 회로가 필요합니다. 이것을 대역 통과 필터라고합니다. 이 회로는 단일 복합 신호를 처리하지만 입력 신호의 특정 타이밍 특성에만 응답합니다. 이 타이밍으로 확인되지 않은 것은 삭제됩니다 (적절한 용어가 감쇠 됨). 타이밍에 해당하는 신호 부분은 신호 강도를 유지할 수 있습니다. 이 회로의 출력은 이제 장치가 처리하고자하는 신호일뿐입니다.

동일한 단일 신호가 다른 주파수로 조정 된 다른 장치로 공급 될 수 있습니다. 그러면 출력이 조정 된 두 번째 주파수가됩니다.

첫 번째 출력과 두 번째 출력 모두 다른 신호가 없습니다. 이 출력을 다른 장치에 공급하고 다른 주파수를 조정하려고하면 아무 것도 얻지 못합니다.

자세한 설명을 보려면 LC (RC도) 회로의 작동 방식을 Google에 이해하고 이해해야합니다. LC 구성 요소의 결합 된 충전 및 방전 특성이 튜닝 주파수를 결정하는 것입니다.

밴드 스톱 필터라고하는 다른 튜닝 방법도 있습니다.

트랜스미터가 어떻게 하나의 와이어에 결합 된 많은 신호를 완전히 분리 할 수 ​​있는가?