갑작스럽게 켜지거나 꺼지는 짧은 전류 버스트를 보내면 왜 수신기가 평활화 전류를 수신합니까?


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정보 이론 입문 : 기호, 신호 및 노이즈 ( John R. Pierce)는 다음과 같이 말합니다.

모르스가 지중선에서 겪었던 어려움은 여전히 ​​중요한 문제였습니다. 일정한 전류를 똑같이 잘 전달하는 다른 회로가 반드시 전기 통신에 똑같이 적합하지는 않습니다. 지하 또는 해저 회로를 통해 점과 대시를 너무 빨리 보내면 수신단에서 함께 연결됩니다. 그림 II-1에서 알 수 있듯이, 갑자기 켜지고 꺼지는 짧은 전류 버스트를 보내면 회로의 끝에서 더 길고 매끄럽게 증가하는 전류의 상승 및 하강이 수신됩니다. 이러한 더 긴 전류 흐름은 예를 들어 전류가없는 것으로 전송 된 다른 심볼의 전류와 겹칠 수 있습니다. 따라서, 그림 II-2에 도시 된 바와 같이, 명확하고 뚜렷한 신호가 전송 될 때, 해석하기 어려운 모호한 방황하는 전류의 상승 및 하강으로 수신 될 수있다.

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물론 점, 공백 및 대시를 충분히 길게 만들면 파 엔드의 전류가 송신단의 전류를 더 잘 따르지만 전송 속도가 느려집니다. 주어진 전송 회로와 관련하여 점과 공간에 대한 전송 속도가 제한되어 있음이 분명합니다. 해저 케이블의 경우이 속도는 전신 기사에게 문제가 될 정도로 느립니다. 극의 전선의 경우 전신 기사를 방해하지 않는 것만 큼 빠릅니다. 초기 전신 인들은이 한계를 알고 있었고, 또한 의사 소통 이론의 핵심에 있습니다.

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전기 공학 배경이없는 사람으로서 나는 설명 된 현상이 당황하다는 것을 알았습니다. 갑작스럽게 켜지거나 꺼지는 짧은 전류 버스트를 보내는 경우 회로 유형에 따라 수신기가 전송 된 불연속 전류가 아닌 평활화 전류를 수신 할 수있는 이유는 무엇입니까? 순진하게도 수신 된 신호가 전송 된 신호와 동일 할 것이라고 예상 할 수 있습니까?

사람들이 전기 공학 배경이없는 사람이 이해할 수있는 언어를 사용 하여이 답변에 시간을 할애 할 수 있다면 대단히 감사하겠습니다.


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RC 저역 통과 필터 효과.
공황 발작

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@panicattack 나는 그것이 무엇을 의미하는지 이해하지 못합니까?
포인터

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@panicattack 질문자의 마지막 단락에 따라 기술적 인 설명이 덜 필요할 것입니다.
pjc50

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그리고 코멘트에 답변을 쓰지 마십시오 ...
아스날

3
@ EllliotAlderson jusaca의 대답은 내가 찾고있는 설명 유형입니다. “저역 통과 필터”가 무엇인지 모르지만 제공된 설명은 진행 상황을 명확히하기에 충분했습니다.
포인터

답변:


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케이블은 저역 통과 필터처럼 작동하므로 고주파가 감쇠됩니다. 케이블이 길수록이 효과가 강해집니다.

충동은 빠른 상승과 하강으로 인해 매우 빠른 주파수 성분을 가지고 있습니다. 이러한 고주파가 감쇠되면 시간이 지남에 따라 임펄스가 번지 며 질문에 게시 한 원하는 결과를 얻습니다.


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이것이 내가 찾던 설명 유형입니다. 감사!
포인터

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이것은 케이블을 따라 분배 된 인덕턴스와 커패시턴스에서 비롯됩니다. 한쪽 끝에 전류를 넣을 수 있으며 일부는 케이블로 형성된 커패시터를 충전합니다. 한쪽 끝에서 전류를 멈출 때 인덕턴스는 전류를 흐르게하고 커패시터를 방전시킵니다. 그것이 전자가가는 곳입니다.
로스 Millikan

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나는 플라이휠이 어떻게 자동차 엔진의 회전을 부드럽게하는 것처럼 생각하고 싶습니다. 매 두 번째 스트로크는 작은 폭발 (너무 많은 갑작스러운 삽 또는 펄스)이지만 플라이휠이 무겁기 때문에 순간적으로 펄스에 반응하지 않으며, 무거 우므로 펄스 후에 계속 회전합니다. 신호 케이블에서도 비슷한 일이 발생합니다. 케이블 자체가 먼저 약간 충전 된 후 (특정 시간이 소요됨) 충전이 해제됩니다 (특정 시간이
소요됨

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추가 할 재미있는 :이 실제로 고전압 AC 전력 전송하게 적은 을 통해 효율적으로 거리. 높은 초기 비용과 스위칭 DC 전압의 비효율에도 불구하고, 비용은 매우 긴 고전압 DC 전송에 비해 정당화 됩니다.
Alexander-Reinstate Monica

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아마도 다르게 생각하는 것이 도움이 될 것입니다. 전기를 흘리는 대신 매우 긴 파이프, 약간의 물 (압력) 및 밸브가 있다고 가정하십시오.

파이프의 한쪽 끝에서 밸브를 켜면 파이프를 가압하고 물을 통과시키는 데 일정 시간이 걸립니다. 다른 한편으로, 물은 결국 나오지만 흐름이 느리게 증가하고 천천히 감소합니다.

물을 충분히 빨리 켜고 끄면 다른 쪽과 적당히 흐릅니다.

다른 곳에서 언급했듯이 전기적 측면에서 이는 긴 케이블의 커패시턴스와 인덕턴스 때문입니다. 케이블 / 파이프가 길수록 뚜렷한 스무딩 효과가 커집니다. 이유 (물리)와 수학은 다를 수 있지만 결과는 운이 좋으며 희망적으로 이해하는 데 도움이 될 것입니다.


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권리! 인덕턴스에 의해 느려짐에 따라 전하는 문자 그대로 커패시턴스에서 "파일럿 (pile up)"한 다음 "드리블 아웃 (dibble out)"된다.
AaronD

물의 비유를 늘리려면 지역 수영장으로 걸어 가서 킥보드를 잡고 영화 "10 계명"에 멋진 벽을 만드십시오. 고정 된 수직 벽을 만들 수있을뿐만 아니라 움직이는 날카로운 파면을 만들 수 없습니다.
Ben Voigt

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신호의 끝이 날카로 워진 가장자리는 전송하기 위해 무한한 대역폭이 필요하며 실제 전선으로는 불가능합니다. 충분히 긴 와이어를 사용하면 저주파 만 통과하고 고주파가 감쇠되므로 날카로운 빠른 에지가 느린 물결 모양의 에지로 번져서 더 긴 펄스를 보내서 전압을 서서히 적절한 감지 레벨로 올릴 수 있도록해야합니다. 수신 끝. 구리 와이어의 각 단위 길이가 인덕턴스를 갖는 직렬 저항으로 간주 될 수 있고 주변 환경에 대한 병렬 병렬 커패시턴스 및 누설 저항을 가지므로 신호가 저하됩니다. 그렇지 않으면이 모델을 전송 라인이라고합니다. 병렬 커패시턴스가있는 직렬 저항은 저역 통과 필터입니다. 커패시턴스와 인덕턴스는 전송 라인의 특성 임피던스로 알려진 것을 형성합니다. 그리고 송신 및 수신단이 전송 라인 임피던스와 일치하지 않으면, 전압 펄스는 어느 정도 와이어로 반사되어 와이어가 안정화 될 때까지 와이어에서 핑퐁을한다. 전압 펄스가 빛의 속도의 약 2/3로 와이어를 통과함에 따라 전송 라인을 통해 이동하거나 전송 라인의 끝 사이에서 계속 튀는 신호가 얼마나 빨리 신호를 전송할 수 있는지와 방법을 결정합니다. 멀리 떨어지지 않고 전송할 수 있습니다.


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"충분히 긴 와이어를 사용하면 저주파 만 통과합니다." 라는 질문이 정확히 발생한 이유 라고 생각 합니다. 또한 끝없이 예리한 가장자리조차 아닙니다.
ilkkachu
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