สายโทรศัพท์จะมีความถี่หลายความถี่ในครั้งเดียวได้อย่างไร?

สายโทรศัพท์จะมีหลายความถี่ได้อย่างไร
ในตำราเครือข่ายของฉันเกี่ยวกับ DSL vs Dial Up มีข้อความระบุไว้ดังต่อไปนี้:

สายโทรศัพท์ที่อยู่อาศัยมีทั้งข้อมูลและสัญญาณโทรศัพท์แบบดั้งเดิมพร้อมกันซึ่งเข้ารหัสด้วยความถี่ที่แตกต่างกัน:

•ช่องทางดาวน์สตรีมความเร็วสูงในย่าน 50 kHz ถึง 1 MHz

•ช่องสัญญาณอัปสตรีมความเร็วปานกลางในช่วง 4 kHz ถึง 50 kHz

•ช่องโทรศัพท์สองทางธรรมดาในช่วงความถี่ 0 ถึง 4 kHz

จากความรู้พื้นฐานทางฟิสิกส์ของฉันความถี่ของเส้นลวดคืออัตราที่ขั้วกลับขั้ว ดังนั้นถ้าคุณมีหนึ่งลวดวิธีอิเล็กตรอนสามารถไปพร้อม ๆ กันการเปลี่ยนขั้ว 4,000 ครั้ง / วินาที (สำหรับการพูดคุยทางโทรศัพท์) และ 50,000 ครั้ง / วินาที (สำหรับการใช้ DSL)?

สมมติฐานพื้นฐานในคำถามของคุณ - ความถี่ที่วัดได้คืออัตราที่อิเล็กตรอนกลับขั้ว - ไม่ถูกต้อง ความถี่ของสัญญาณที่เครื่องส่งสัญญาณเครื่องรับหรือที่ใดก็ตามในระหว่างทางกายภาพสอดคล้องกับวงจรมาถึงของแรงดันไฟฟ้า

ตัวอย่างเช่นในแอปพลิเคชันดิจิตอลที่ใช้การมอดูเลตแอมพลิจูด (สมมติว่าเปิดปิดคีย์เพื่อความง่าย) คุณสามารถวัดความถี่ด้วยจำนวนของพัลส์ที่ 'เปิด' ที่คุณตรวจพบต่อหน่วยเวลา ในการสื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุสิ่งนี้อาจสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าแบบลอจิกสูงหรือในการสื่อสารทางแสงซึ่งอาจสอดคล้องกับการมาถึงของโฟตอนจำนวนมาก ในกรณีอุดมคติสถานะตรรกะต่ำหรือปิดจะสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์หรือการมาถึงของโฟตอนไม่มี แต่กระแสมืดและความไม่สมบูรณ์ของ modulators ไม่ค่อยทำให้กรณี

ในแง่ของการดำเนินการการดำเนินการที่ง่ายและตรงไปตรงมากับการส่งความถี่คลื่นความถี่วิทยุสองเส้นที่แยกจากกันบนตัวกลางเดี่ยว (ลวดทองแดง) คือการใช้โซ่ส่งสัญญาณที่สมบูรณ์สองสายเพื่อเข้ารหัสข้อมูลที่ความถี่พาหะทั้งสองที่แตกต่างกัน ใช้ตัวรวมสัญญาณ RF เพื่อรับเอาต์พุตทั้งสองจากเครื่องส่งสัญญาณไปยังสายทองแดงเส้นเดียว ตัวรับสัญญาณสามารถนำไปใช้ได้หลายวิธี แต่วิธีการแบบง่าย ๆ คือการใช้ตัวแบ่งกำลัง RF เพื่อสร้างสัญญาณสองชุดจากนั้นใช้ตัวกรองความถี่สูงในตัวกรองสัญญาณหนึ่งและตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำของอีกตัวหนึ่ง จากนั้นคุณสามารถดำเนินการต่อด้วยตัวรับสัญญาณปกติ

อย่างที่คนอื่นพูดกันหลายความถี่สามารถปรากฏบนสายในเวลาเดียวกัน การปรากฏตัวของความถี่หลายทันทีไม่ได้ระบุแรงดันไฟฟ้าหลาย ๆ แม้ว่า; จะต้องมีแรงดันไฟฟ้าเดียวที่จุดใดก็ตามที่กำหนดบนลวด (ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดระหว่างจุดนั้นกับการอ้างอิงทั่วไปโดยทั่วไปจะมีกราวด์) ในช่วงเวลาหนึ่งคุณสามารถสร้างสัญญาณได้โดยการสุ่มตัวอย่างตามช่วงเวลาปกติ สัญญาณนั้นจะไม่ดูเหมือนคลื่นไซน์ไซด์ปกติถ้ามีความถี่หลายความถี่เนื่องจากหลักการซ้อนทับ หากคุณเลือกความถี่ของผู้ให้บริการสองรายสมมติว่า 5 kHz และ 5 MHz ปรับข้อมูลลงบนทั้งคู่แล้วรวมสัญญาณมอดูเลตที่ได้ผลลัพธ์คุณอาจได้รับสัญญาณแปลก ๆ ในโดเมนเวลา

ที่ 'หนึ่งสาย' จะมีเพียงแรงดันไฟฟ้าเดียวเท่านั้น ณ เวลาใด ๆ ณ จุดหนึ่งบนเส้นลวดนั้น ดังนั้นถ้าคุณเพิ่มคลื่นไซน์สองอันผลรวมจะไม่ใช่คลื่นไซน์อีกต่อไป แต่อย่างอื่น อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในรูปแบบที่ซับซ้อนเช่นเดียวกัน สังเกตการเคลื่อนไหวแหล่งที่มา

ยิ่งคุณเพิ่มความถี่ที่มีความซับซ้อนของสัญญาณมากขึ้นเท่านั้น จากจำนวนความถี่ที่แน่นอนเช่นในกรณีของ ADSL / VDSL สัญญาณรวมจะปรากฏเป็นสัญญาณรบกวนบนเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมหรือออสซิลโลสโคปและกลายเป็นสมองที่ไม่สามารถเข้าใจได้

ความถี่มากมายที่ประกอบขึ้นเป็นชิ้นส่วนของเพลงสามารถส่งผ่านไปยังลำโพงสำเร็จและทำซ้ำส่วนใหญ่โดยไม่มีข้อผิดพลาดได้อย่างไร

ลำโพงเชื่อมต่อกับสายไฟและไมโครโฟนจึงไม่มีความแตกต่างในหลักการ มันเกิดขึ้นที่สายโทรศัพท์มีความถี่สูงกว่ามาก แต่หลักการก็เหมือนกัน

สื่อใดก็ตามที่มีคลื่นความถี่เดียวมักจะสามารถแบกคลื่นได้หลายความถี่ ยกตัวอย่างเช่นคุณสามารถพูดคุยกับเพื่อนบ้านของคุณและรูปแบบการพูดที่คุณสร้างขึ้นนั้นเป็นความถี่ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

เครื่องส่งสัญญาณวิทยุทั้งหมดใช้สื่อเดียวกันและไม่มีปัญหาในการแยกสัญญาณหนึ่งสัญญาณที่ 98.4MHz และอื่น ๆ ที่ 99MHz

คุณต้องดูที่การวางซ้อนและระบบเชิงเส้น เป็นตัวอย่างหนึ่งของความถี่หลายเส้นลวดคลื่นสี่เหลี่ยมมีฮาร์โมนิคจำนวนมาก

มีปัญหาพื้นฐานในคำถามของคุณมากกว่าที่จะชี้ให้เห็นในคำตอบอื่น ๆ

"พร้อมกัน" เป็นแนวคิดโดเมนเวลา ความถี่เป็นแนวคิดความถี่โดเมน
นี่คือการแปลงฟูริเยร์ของกันและกันดังนั้นพวกเขาจึงเป็นแนวคิด "คู่" ไม่ใช่แนวคิดแนวตั้งฉาก

แน่นอนว่าเป็นไปได้ที่จะมีสัญญาณที่มีสองความถี่: เพียงเพิ่มสองโคไซน์ที่มีความถี่ต่างกันเข้าด้วยกัน สัญญาณ "พร้อมกัน" มีสองความถี่

แต่การบอกว่าสัญญาณ "พร้อมกัน" นั้นมีสองความถี่นั้นจะไม่มีความหมายเพราะ "พร้อมกัน" หมายถึงการโต้ตอบแบบทันทีทันใดและถ้าคุณ จำกัด ตัวเองในช่วงเวลาหนึ่งทันใดนั้นคุณจะไม่สามารถรู้อะไรเกี่ยวกับความถี่ต่างๆ
(นี่คือหลักการความไม่แน่นอนของความถี่เวลาซึ่งควรเตือนคุณถึงหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก)

เมื่อคุณเริ่มดูความถี่ที่เป็นไปได้ทั้งหมดแล้วความคิดเรื่องเวลาจะไร้ความหมาย

ภายในการสนทนาทางโทรศัพท์เพียงครั้งเดียวจะมีความถี่มากมาย (ซึ่งจะเปลี่ยนไปตามระดับเสียงของคุณหากไม่มีอะไรอื่น) คลื่นที่ความถี่ต่างกันจะถูกซ้อนทับเพื่อสร้างรูปคลื่นที่เกิดขึ้น หากสิ่งนี้ไม่ได้ผลเสียงเดียวที่คุณจะได้ยินก็คือคลื่นไซน์ของระดับเสียงต่างๆ

สายไฟสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าได้หลายแบบเช่นเดียวกับอากาศสามารถส่งเสียงได้หลายเสียง

ลองนึกภาพคุณอยู่ในห้องที่เงียบและไวโอลินก็เริ่มเล่นโน้ต ความถี่เดียวที่คุณได้ยินจากการสั่นสะเทือนในอากาศ

จากนั้นก็เข้าร่วมโดยเชลโล ตอนนี้คุณมีความถี่สองความถี่ที่เดินทางผ่านตัวกลางหนึ่งไปยังแก้วหูของคุณ คุณสามารถได้ยินว่าพวกเขาแตกต่างกันและด้วยการฝึกอบรมสามารถบอกได้ว่าโน้ตแต่ละอันกำลังเล่นอยู่

มันทำงานเหมือนกันในสายเฉพาะกับอิเล็กตรอนมากกว่าโมเลกุลของอากาศ

หลังจากการมอดูเลตและการส่งสัญญาณจากแหล่งสัญญาณสัญญาณสุดท้ายบน wire is เป็นสัญญาณเดียว แค่ลองย้อนกลับไปดูยุคของเคเบิลแบบดิจิทัลที่คุณต่อสายเคเบิลทีวีเข้ากับทีวีของคุณโดยตรงและสามารถรับชมช่องใด ๆ ได้

และถ้าคุณมีทีวีสองช่วงเวลานั้นคุณสามารถดูสองช่องที่แตกต่างกันในเวลาเดียวกันที่มีอยู่ในสายเดียวกัน โปรดทราบว่าฉันกำลังพูดถึงเวลาเก่าที่คุณไม่ต้องการกล่องจาก บริษัท เคเบิลของคุณเพื่อดูช่อง

ตอนนี้กลับไปที่สัญญาณเดียวบนลวด มันเป็นเพียงสัญญาณเดียวเสมอ ความมหัศจรรย์เกิดขึ้นเมื่อสิ้นสุดการรับ คุณสามารถป้อนสัญญาณเดียวที่เหมือนกันให้กับผู้รับที่แตกต่างกัน สำหรับการรับและการประมวลผลที่ประสบความสำเร็จและชัดเจนคุณจะต้องใช้วงจร TUNE ตามความถี่ที่คุณเลือก สิ่งเหล่านี้เรียกว่าตัวกรองแบนด์ - พาส วงจรเหล่านี้ประมวลผลสัญญาณที่ซับซ้อนเดียว แต่จะตอบสนองเฉพาะช่วงเวลาที่แน่นอนของสัญญาณอินพุตเท่านั้น สิ่งใดก็ตามที่ไม่ยืนยันเวลานี้จะถูกดร็อป (คำที่เหมาะสมจะถูกลดทอน) ส่วนของสัญญาณที่สอดคล้องกับเวลาได้รับอนุญาตให้รักษาความแรงของสัญญาณ เอาต์พุตของวงจรนี้เป็นเพียงสัญญาณที่อุปกรณ์ต้องการประมวลผล

สัญญาณเดียวเดียวกันสามารถป้อนไปยังอุปกรณ์อื่นที่ปรับไปยังความถี่อื่น จากนั้นเอาต์พุตจะเป็นความถี่ที่สองที่ถูกปรับไป

ทั้งเอาต์พุตแรกหรือเอาต์พุตที่สองไม่ได้มีสัญญาณอื่น ๆ อีก หากคุณพยายามป้อนสัญญาณออกไปยังอุปกรณ์อื่นและปรับหาความถี่อื่นคุณจะไม่ได้อะไรเลย

สำหรับคำอธิบายโดยละเอียดคุณจะต้อง google และเข้าใจว่า LC (RC ยัง) วงจรทำงานอย่างไร คุณสมบัติประจุและคายประจุที่รวมกันของส่วนประกอบ LC คือสิ่งที่กำหนดความถี่ในการปรับ

นอกจากนี้ยังมีวิธีอื่นในการปรับแต่งที่เรียกว่าตัวกรองหยุดวง

ทีนี้วิธีการที่เครื่องส่งสัญญาณสามารถรับสัญญาณจำนวนมากที่รวมเข้ากับสายหนึ่งเส้นเป็นสนามที่แยกกันโดยสิ้นเชิง