Bir telefon kablosunun aynı anda birden fazla frekansı nasıl olabilir?

Bir telefon kablosunun nasıl birden fazla frekansı olabilir?
DSL vs Dial Up hakkındaki Ağlarım Ders Kitabımda şöyle diyor:

Konut telefon hattı, farklı frekanslarda kodlanan hem veri hem de geleneksel telefon sinyallerini aynı anda taşır:

• 50 kHz - 1 MHz bandında yüksek hızlı bir aşağı akış kanalı

• 4 kHz - 50 kHz bandında orta hızlı yukarı akış kanalı

• 0 ila 4 kHz bandında sıradan iki yönlü telefon kanalı

Temel fizik bilgimden, bir telin frekansı polariteyi tersine çevirme oranıdır. Peki bir teliniz varsa , elektronlar aynı anda polariteyi nasıl saniyede 4.000 kez (telefonda konuşmak için) ve ayrıca 50.000 kez / saniye (DSL kullanmak için) nasıl değiştirebilir?

Sorunuzdaki temel varsayım - ölçülen frekansın, elektronların ters polaritesinin oranıdır - yanlıştır. Verici, alıcı veya aradaki herhangi bir yerde bir sinyalin frekansı, bir voltajın döngüsel gelişine karşılık gelir.

Örneğin, genlik modülasyonu kullanan bir dijital uygulamada (basitlik için açma-kapama anahtarlama olduğunu varsayalım), frekansı birim zaman başına tespit ettiğiniz 'açık' darbelerin sayısı ile ölçebilirsiniz. RF iletişiminde, bu bir mantık yüksek voltajına karşılık gelebilir veya optik iletişimde çok sayıda fotonun gelişine karşılık gelebilir. İdeal durumda, bir mantık düşük veya kapalı durumu sıfır voltajına veya fotonların gelmemesine karşılık gelir, ancak karanlık akımlar ve modülatörlerin kusurları nadiren bunu yapar.

Uygulama açısından, iki ayrı RF frekansının tek bir ortama (bakır tel) iletilmesine basit ve basit bir uygulama, verileri iki farklı taşıyıcı frekansında kodlamak için iki tam verici zincirinin kullanılması ve daha sonra vericilerin iki çıkışını tek bir bakır tel üzerine almak için bir RF birleştiricinin kullanılması. Alıcı birkaç yolla uygulanabilir, ancak basit bir yöntem, sinyalin iki kopyasını oluşturmak için bir RF güç bölücü kullanmak ve daha sonra birinde yüksek geçiş filtresi ve diğerinde düşük geçiş filtresi kullanmak olacaktır. Daha sonra normal alıcı zincirine devam edebilirsiniz.

Diğerlerinin söylediği gibi, bir tel üzerinde aynı anda birden fazla frekans bulunabilir. Birden fazla frekansın anlık varlığı birden fazla gerilimi göstermez; kablo üzerinde herhangi bir noktada tek bir voltaj olması gerekir (voltaj bu nokta ile ortak bir referans, tipik olarak toprak arasında tanımlandığı sürece). Yine de, belirli aralıklarla, düzenli aralıklarla örnekleme yaparak bir sinyal oluşturabilirsiniz. Süperpozisyon ilkesi nedeniyle birden fazla frekans varsa, bu sinyal normal bir sinüzoidal dalga gibi görünmeyecektir. İki taşıyıcı frekansı seçerseniz, diyelim ki 5 kHz ve 5 MHz, her ikisine de verileri modüle edin ve sonra oluşan modüle edilmiş sinyalleri toplayın, size zaman alanında çok tuhaf bir sinyal sunulabilir.

'Bir tel' üzerinde, o telin belirli bir noktasında herhangi bir zamanda sadece bir gerilim bulunabilir. İki sinüs dalgası eklerseniz toplam artık sinüs dalgası değil, başka bir şeydir. Elektronlar da aynı karmaşık şekilde hareket eder. Animasyon kaynağını gözlemleyin .

Ne kadar çok frekans eklerseniz, sinyal o kadar karmaşık hale gelir. ADSL / VDSL için olduğu gibi belirli sayıda frekanstan, birleşik sinyal bir spektrum analizöründe veya osiloskopta gürültü olarak görünür ve insan beyni için anlaşılmaz hale gelir.

Bir müzik parçasını oluşturan çok sayıda frekans nasıl başarılı bir şekilde yüksek bir hoparlöre aktarılabilir ve büyük ölçüde hatasız olarak yeniden üretilebilir?

Hoparlörler kablolarla ve mikrofonlarla bağlanır - prensipte kesinlikle hiçbir fark yoktur. Böylece bir telefon kablosu çok daha yüksek frekanslar taşır, ancak prensip aynıdır.

Tek bir frekans taşıyan herhangi bir ortam genellikle çok sayıda frekans taşıyabilir. Örneğin hava - komşunuzla konuşabilirsiniz ve ürettiğiniz konuşma düzeni sürekli değişen frekanslardır.

Radyo vericilerinin tümü aynı ortamı paylaşır ve 98.4MHz'de bir iletimi ve 99MHz'de bir iletimi ayırt etmekte sorun yoktur.

Süperpozisyon ve doğrusal sistemlere bakmanız gerekir. Bir tel üzerindeki çoklu frekanslara bir örnek olarak, kare bir dalganın birçok harmoniği vardır.

Sorunuzda, diğer cevaplarda belirtilenden daha temel bir sorun var.

"Eşzamanlı olarak" bir zaman alanı konseptidir. Frekans, bir frekans-alan kavramıdır.
Bunlar birbirlerinin Fourier dönüşümleri, bu yüzden dik kavramlar değil , "ikili" kavramlar.

İki frekanslı bir sinyale sahip olmak kesinlikle mümkündür: sadece farklı frekanslarda iki kosinüs ekleyin; "eşzamanlı" sinyalin iki frekansı vardır.

Ancak "eşzamanlı" sinyalin iki frekansı olduğunu söylemek anlamsız olacaktır, çünkü "eşzamanlı" zaman içinde tek bir an anlamına gelir ve eğer kendinizi zaman içinde tek bir an ile kısıtlarsanız, mevcut çeşitli frekanslar hakkında hiçbir şey bilmeniz mümkün değildir.
(Bu size Heisenberg belirsizlik ilkesini hatırlatması gereken zaman frekansı belirsizlik ilkesidir.)

Olası tüm frekanslara bakmaya başladığınızda, zaman kavramı anlamsız hale gelir.

Sadece bir telefon görüşmesi içinde birçok frekans (başka bir şey yoksa ses perdesi ile değişir) vardır! Elde edilen dalga formunu oluşturmak için farklı frekanslardaki dalgalar üst üste bindirilir. Bu işe yaramazsa, duyabileceğiniz tek ses, çeşitli perdelerin sinüs dalgalarıdır.

Bir tel, tıpkı hava birden fazla ses taşıyabildiği gibi, birden fazla elektrik sinyali taşıyabilir.

Sessiz bir odada olduğunuzu ve bir kemanın nota çalmaya başladığını düşünün. Havadaki titreşimler aracılığıyla duyduğunuz tek bir frekans.

Sonra bir çello eşlik ediyor. Artık bir ortamdan kulak zarınıza giden iki frekansınız var. Farklı olduklarını duyabilir ve eğitim ile her birinin hangi notanın çaldığını söyleyebilirsin.

Telde hava molekülleri yerine sadece elektronlarla aynı şekilde çalışır.

Kaynaktan modülasyon ve iletimden sonra, tel üzerindeki son sinyal tek bir sinyaldir. Kablo TV sağlayıcılarınızı doğrudan TV'nize bağladığınız ve herhangi bir kanalı izleyebildiğiniz kablo öncesi dijital çağa geri dönmeye çalışın.

Ve o zamanlar iki TV'niz varsa, aynı telde bulunan iki farklı kanalı aynı anda izleyebilirsiniz. Kanalları görmek için kablo şirketinizden bir kutuya ihtiyaç duymadığınız eski zamanlardan bahsettiğimi unutmayın.

Şimdi teldeki tek sinyale geri dönelim. Her zaman sadece tek bir sinyaldir. Sihir alıcı uçta olur. Aynı tek sinyali farklı alıcılara besleyebilirsiniz. Başarılı ve net alım ve işleme için, seçtiğiniz frekansa TUNE devresi yapmanız gerekir. Bunlara bant geçiren filtreler denir. Bu devreler tek bir karmaşık sinyali işler, ancak yalnızca giriş sinyalinin belirli zamanlama özelliklerine yanıt verirler. Bu zamanlamayı onaylamayan herhangi bir şey bırakılır (uygun terim zayıflatılır). Sinyalin zamanlamaya karşılık gelen kısmının sinyal gücünü korumasına izin verilir. Bu devrenin çıkışı artık sadece cihazın işlemek istediği sinyaldir.

Aynı tek sinyal başka bir frekansa ayarlanmış başka bir cihaza beslenebilir. Daha sonra çıkışı ayarlandığı ikinci frekans olacaktır.

Ne ilk çıkış, ne de ikinci çıkış, şimdi başka sinyallere sahip değildir. Bu çıkışları başka bir cihaza beslemeye ve başka bir frekansa ayarlamaya çalışırsanız, hiçbir şey elde edemezsiniz.

Ayrıntılı açıklama için, google'ı ve LC (RC de) devrelerinin nasıl çalıştığını anlamanız gerekir. Ayarlama frekansını belirleyen LC bileşenlerinin kombine şarj ve deşarj özellikleri.

Bant durdurma filtresi adı verilen başka bir ayar yolu da vardır.

Verici, bir sinyale birleştirilmiş birçok sinyalin tamamen ayrı bir alan olduğunu nasıl elde edebilir?