왜 아날로그 신호 만 공기 (무선 채널)를 통과 할 수 있습니까?


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나는 책에서 다음을 읽었습니다.

"전송 된 신호가 전자기파를 사용하여 공기를 통과 할 때 연속 (아날로그) 파형 의 형태를 가져야합니다 ."

왜 그렇습니까? 신호가 디지털 파형의 형태를 취할 수없는 이유는 무엇입니까?


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편의를 위해 디지털로 전화하는 것이 이루어집니다. 디지털 전압 신호는 여전히 아날로그 신호로 완벽하게 취급 될 수 있습니다.
Andy 일명

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파형의 단계 변경에는 무한 대역폭이 필요합니다.
Tom Carpenter

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저자는 아날로그가 연속적이라고 말했기 때문에 디지털이 불 연속적이라고 가정해야합니다. 이상적이고 불연속적인 디지털 신호는 Tom Carpenter가 이미 말했듯이 무한한 대역폭이 필요하기 때문에 전송할 수 없습니다.
Claudio Avi Chami

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모든 코딩 및 임계 값 등 아래에 도달하면 모든 신호가 실제로 와이어 또는 공중에서 아날로그입니다.
Todd Wilcox

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@ClaudioAviChami, 그러나 텍스트는 공기를 통한 전송과 (아마도) 전선을 분명히 구분합니다. 무한한 대역폭을 요구하기 때문에 (무선 등의 무선 통신에 관계없이) 이상적인 불연속 디지털 신호는 존재할 수 없습니다 . 따라서, 텍스트가 보이는 것처럼, 와이어를 통한 전송과 공기를 통한 전송을 구별하는 것은 무의미합니다.
Makyen

답변:


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Tom의 답변에 추가 :

문구는 명확하지 않지만 이것이 의미하는 것은 실제로 디지털 신호가 실제로 존재하지 않는다는 것입니다. 모든 신호는 아날로그입니다.

특정 임계 값 이상의 전압이 "1", 특정 임계 값 미만의 전압이 "0"이고 그 사이의 간격이 "정의되지 않은"것으로 결정되면 아날로그 신호를 디지털 값으로 해석합니다. 그러나 디자이너의 작업을 크게 단순화하는 것은 매우 편리한 근사치입니다.

디지털은 추상적 정보입니다. 그것은 우리가 물리적 가치에 할당하기로 선택한 의미입니다. 이것이 무선으로 전파를 통해 디지털 신호를 전송할 수없는 이유입니다. 먼저 전송할 정보를 나타내는 아날로그 신호와 같이 추상화 외부에 존재하는 것으로 변환해야합니다.

실제 신호는 전압, 빛, 전류, 전계, 음압 등 물리적 아날로그 값으로 구성됩니다.

라디오 응용 프로그램의 경우 디지털 비트를 반송파 주파수 또는 위상 또는 그 밖의 많은 인코딩으로 인코딩 할 수 있습니다. 이제, 당신은 당신의 정보를 전달하는 아날로그 신호를 가지고 있으며, 당신은 그것을 전송 한 다음 그것을 수신하고 비트를 복구 할 수 있습니다.


한 쌍의 전선, 배터리, 스위치 및 저항기로 구성된 간단한 회로를 사용하는 것은 어떻습니까? 이제 주기적으로 저항의 전압으로 출력을 취하고 입력에서 키를 켜거나 끕니다. 완벽하게 디지털 신호를 얻지 못합니까?
Vishal Sharma

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비트가 아닌 전압을 얻습니다. 결정한 임계 값과 비교할 때만 디지털 비트가됩니다.
peufeu

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예를 들어, 버튼을 누르면 스위치가 튀어 오르면서 몇 밀리 초 동안 임의의 쓰레기가 발생합니다. 그런 다음 RC는 배터리 전압 (가변)에 환경에 따라 노이즈를 더한 값으로 설정됩니다. 디지털 비트를 원한다면 디 바운싱, 필터링, 전압 임계 값 등에 관한 특정 결정 기준을 추가해야합니다.
peufeu

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@VishalSharma 실제 물리적 스위치는 제로 저항에서 무한 저항으로 즉시 변경되지 않습니다. 스위치를 닫을 때마다 스위치의 각기 다른 부분이 다른 수준의 물리적 접촉을하므로 약간 다른 저항을 얻게됩니다. 정보를 추상화하여 현실 세계에서만 디지털 정보를 얻을 수 있습니다. (아마도 양자 역학의 예외가있을 수 있습니다.)
David Schwartz

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@VishalSharma 회로를 예로 들어 전구와 같이 전류가 흐르면 빛을내는 저항기로 저항기를 교체하십시오. 매우 높은 프레임 속도로 해당 전구의 비디오를 녹화하십시오. 스위치를 작동하면 비디오에서 전구가 즉시 꺼 지거나 완전히 켜지지 않는 것을 볼 수 있습니다. 전류의 유입과 EMF의 시작은 즉각적이지 않습니다. 스위치에서 전구로의 "신호"는 디지털이 아니며 아날로그입니다. 모든 실제 회로가 왜 제로가 아닌 저항, 커패시턴스 및 인덕턴스를 갖는지 이해하는 방법으로 신호가 즉시 변경되지 않습니다.
Todd Wilcox

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중요한 테이크 아웃 포인트는 전자파를 사용하는 경우 연속 파형이 필요하다는 것입니다. 즉, 디지털 데이터를 나타내는 신호를 가질 수 없으며 신호 자체가 연속적이어야한다는 것입니다.

구형파 또는 일련의 이진 전압 (1011 10 등)을 고려하십시오. 그러한 신호의 FFT를 취하면 무한 대역폭을 통해 스펙트럼 내용이 있음을 알 수 있습니다. 다시 말해 완벽한 단계 변경을 위해서는 무한 대역폭의 채널이 필요합니다.

대역폭이 무한한 채널은 없습니다. 전자기파 기반 신호를 무선으로 전송하는 경우 비 연속 파형 (예 : 단계 변경이있는 파형)이 전송되는 것을 방지하는 대역폭에 대한 막대한 제한이 있습니다.

그러나 비 연속적인 신호를 보낼 수 없다고해서 신호를 나타내는 신호를 보낼 수는 없습니다. 모든 디지털 변조 방식은 바로 그렇게합니다. OOK가 가장 기본적인 예입니다. 0은 신호가없고 1은 단순한 톤으로 나타냅니다.


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OOK 귀하의 설명은 ... 무한 대역폭을 필요로
R .. GitHub의 STOP 돕기 ICE

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거의 0에 가까운 시간에 스위치를 켜고 끌 필요가 없기 때문입니다. 양호 OOK의 송신기는 송신기 전력을 증가 또는 감소시켜 대역폭을 최소화합니다. 예를 참조하십시오. ivarc.org.uk/uploads/1/2/3/8/12380834/keyclicks_version_1.pdf
Jamie Hanrahan

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디지털 신호는 인간이 우리가 관심이없는 정보를 생략함으로써 사물을 설명하고 이해하는 데 사용하는 추상화입니다.

예를 들어, 다음을 고려하십시오. 1001010101000101010

디지털 신호입니까 아니면 아날로그 신호입니까? 1과 0의 패턴 만 신경 쓰면 디지털 신호입니다. 그러나 실제 물리적 인 것은 각 숫자가 약간 다른 물리적 위치에 있고 약간 다른 밝기 수준을 가지기 때문에 완전히 아날로그입니다.

양자 역학에는 예외가있을 수 있지만 여기서는 관련이 없습니다.


2

-5V 및 + 5V 내의 전압 (와이어, 변조가 다른 무선 장치 등)을 송수신 할 수있는 전자기 채널을 고려하십시오.이 범위 내의 모든 전압 레벨에 다른 관련성을 제공하는 경우 (예 : 작동) 당신은 아날로그 체제에 있습니다. 두 개의 전압 간격 (예 : (-4, -2) 및 (2, 4))을 선택하고 전압이 서로간에 떨어지는 경우에만주의하십시오. 하나는 "0"을 의미하고 다른 하나는 "0"을 의미 할 수 있습니다. 1”, 그렇지 않으면 아무 의미가 없습니다. 그러면 디지털 체제에있는 것입니다.


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두 번째 경우, 사용되는 신호는 여전히 아날로그이지만 해석하는 방식은 디지털입니다. 따라서 아날로그 신호는 두 가지 방식으로 해석 될 수 있습니다. 즉, 아날로그 및 디지털 데이터를 추출 할 수 있습니다. 이 부분은 이해할 수 있습니다. Tom이 언급했듯이 무한한 대역폭이 필요하기 때문에 완벽한 디지털 파형이 실제로 존재한다면 지금 당황 할 것입니다.
Vishal Sharma

모든 전자기 채널은 (무작위) 노이즈, 간섭에 노출되어 있습니다. 따라서 입력에서 출력을 정확하게 결정할 수 없습니다. 따라서 입구에 넣은 파형은 출구에서 동일하지 않습니다. 이제 양자 물리학의 틀 내에서, 어쩌면 EM 전파를 통해 클래식 eletromagnetism에서 (순수) 바이너리 코드 정보,하지만 같은 보낼 수 있습니다. (나는 이것에 추가 할 수 없습니다.)
Pedro JV Mendes

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@VishalSharma 대답은 '아니오'입니다. 제로 저항, 커패시턴스 및 인덕턴스가 모두 불가능하기 때문에 무한대의 대역폭이 불가능하기 때문에 실제 전자 장치에는 완벽한 디지털 파형이 없습니다. 디지털 신호는 신호 의 수신기가 신호를 이산 값으로 해석 할 수 있도록 실제 신호 를 디지털에 가깝게 만들어야하기 때문에 신호의 기본 파형은 계속 연속적이고 아날로그입니다.
Todd Wilcox

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제가 모든 논의에서 벗어나려고하는 것은 이것입니다 :이 세상의 모든 신호는 아날로그 신호입니다. 우리는 완벽한 디지털 신호를 생성 할 수 없습니다. 우리는 디지털 신호의 근사값 만 더 가깝게 생성 할 수 있습니다. 그러므로 매체가 유선이든 무선이든 상관 없습니다. 전송 된 신호의 파형은 항상 아날로그입니다.
Vishal Sharma

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전자파 또는 공간 또는 공기를 통과하는 신호는 전자파와 전자파 사이의 에너지 교환으로 인해 존재합니다.

이 에너지 교환은 고정 주파수 또는 광파의 색으로 발생합니다. 주파수는 에너지를 방출하는 소스에 의해 결정됩니다.

다른 주파수의 웨이브는 믹싱 할 수 있지만 colours공간을 통과 할 때 변경할 수없는 별도의 것으로 존재 합니다. 이것이 바로 흰색 햇빛이 무지개의 색으로 분리 될 수있는 이유입니다.

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