Почему только аналоговые сигналы могут проходить через эфир (беспроводной канал)?

9

Я прочитал следующее в книге:

«Когда передаваемый сигнал проходит через воздух с помощью электромагнитных волн, он должен принимать форму непрерывного (аналогового) сигнала».

Почему это так? Почему сигнал не может принимать форму цифрового сигнала?

rf analog antenna radio

— Вишал Шарма
источник

13

Вызов чего-то цифрового сделан для удобства. Цифровой сигнал напряжения все еще может рассматриваться как аналоговый сигнал.

— Энди ака

12

Для изменения шага формы волны требуется бесконечная полоса пропускания.

— Том Карпентер

2

Поскольку автор заявляет, что аналоговый является непрерывным, он должен предполагать, что цифровой является прерывным. Идеальный, прерывистый цифровой сигнал НЕ МОЖЕТ передаваться, потому что ему потребуется бесконечная полоса пропускания, как уже сказал Том Карпентер.

— Клаудио Ави Чами

3

Обратите внимание, что как только вы попадаете под все кодирование, пороги и т. Д., Все сигналы фактически становятся аналоговыми в проводе или в эфире.

— Тодд Уилкокс

1

@ClaudioAviChami, но текст явно дифференцирует передачу через эфир и (предположительно) провод. Идеальный прерывистый цифровой сигнал не может существовать из-за бесконечной ширины полосы (независимо от того, находится ли он на проводе, в воздухе и т. Д.). Таким образом, попытка провести различие между передачей его по проводу и по воздуху, как кажется в тексте, бессмысленна.

— Макьен

18

Добавление к ответу Тома:

Формулировка не очень ясна, но это означает, что цифровые сигналы в действительности не существуют. Все сигналы являются аналоговыми.

Когда мы решаем, что напряжение выше определенного порога равно «1», напряжение ниже определенного порога равно «0», а промежуток между ними «неопределен», то мы интерпретируем аналоговый сигнал как цифровое значение. Тем не менее, это только очень удобное приближение, которое значительно упрощает работу дизайнера.

Цифровой это абстрактная информация. Это значение, которое мы решили присвоить физическим ценностям. Вот почему вы не можете посылать цифровой сигнал по радио в виде радиоволн. Сначала он должен быть преобразован во что-то, что существует вне абстракции, например, в аналоговый сигнал, представляющий передаваемую информацию.

Настоящий сигнал состоит из физических аналоговых значений: напряжения, света, тока, полей, акустического давления и т. Д.

Для вашего приложения радиосвязи вы можете кодировать свои цифровые биты в частоту несущей, или ее фазу, или в любое другое кодирование, которых их много. Теперь у вас есть аналоговый сигнал, который переносит вашу информацию, и вы можете передать ее, затем принять и восстановить свои биты.

— peufeu
источник

Как насчет простой схемы, состоящей из пары проводов, аккумулятора, переключателя и резистора. Теперь, если я беру выход в качестве напряжения резистора через определенные промежутки времени, а на входе я включаю / выключаю ключ. Не получу ли я полностью цифровой сигнал?

— Вишал Шарма

3

Вы получите напряжение, а не биты. Он становится только цифровым битом, когда вы сравниваете его с порогом, который вы определили ...

— peufeu

14

В вашем примере, когда вы нажмете кнопку, вы получите случайный мусор в течение нескольких миллисекунд, когда переключатель отскочит, а затем RC установит напряжение батареи (которое является переменным) плюс шум в зависимости от окружающей среды. Если вам нужен цифровой бит, вам нужно добавить конкретные критерии принятия решений, касающиеся

— устранения

10

@VishalSharma Реальный, физический переключатель не мгновенно меняется с нулевого сопротивления на бесконечное сопротивление. И каждый раз, когда вы его закрываете, вы получаете немного различное сопротивление, поскольку разные части переключателя имеют разные уровни физического контакта. Вы получаете цифровую информацию в реальном мире только путем абстрагирования информации. (Возможно, с некоторыми исключениями из квантовой механики.)

— Дэвид Шварц

2

@VishalSharma Возьмите пример схемы и замените резистор резистором, который светится при прохождении через него тока, как лампочка. Запишите видео этой лампочки с очень высокой частотой кадров. Когда вы нажмете на выключатель, вы увидите на видео, что лампочка не мигает мгновенно. Приток тока и начало ЭДС не являются мгновенными. «Сигнал» от выключателя на лампу не цифровой, а аналоговый. Способ понять, почему все схемы реального мира имеют ненулевое сопротивление, емкость и индуктивность, поэтому ни один сигнал не может измениться мгновенно.

— Тодд Уилкокс

10

Важным моментом является то, что вам нужна непрерывная форма волны, если вы используете электромагнитные волны. Это не означает, что у вас не может быть сигнала, представляющего цифровые данные, просто сам сигнал должен быть непрерывным.

Рассмотрим прямоугольную волну или даже последовательность двоичных напряжений (1 0 1 1 0 и т. Д.). Если вы возьмете БПФ такого сигнала, вы обнаружите, что он имеет спектральное содержание в бесконечной полосе пропускания. Другими словами, чтобы произвести идеальное изменение шага, вам нужен канал с бесконечной пропускной способностью.

Нет такой вещи как канал с бесконечной пропускной способностью. В случае отправки сигналов на основе электромагнитных волн по беспроводной связи мы имеем огромное ограничение на полосу пропускания, которое предотвращает отправку непостоянного сигнала (т. Е. С пошаговыми изменениями).

Однако то, что вы не можете отправить сигнал, который не является непрерывным, не означает, что вы не можете отправить сигнал, который представляет его. Все схемы цифровой модуляции делают именно это. OOK - самый базовый пример - ноль не представлен ни одним сигналом, а ноль представлен простым тоном.

— Том Карпентер
источник

1

Ваше описание OOK также требует бесконечной пропускной способности ...

— R .. GitHub ОСТАНОВИТЬ ПОМОЩЬ ICE

1

Нет, потому что включение и выключение не должно происходить в почти нулевое время. Хорошие передатчики OOK увеличивают и уменьшают мощность передатчика, чтобы минимизировать полосу пропускания. Смотрите, например. ivarc.org.uk/uploads/1/2/3/8/12380834/keyclicks_version_1.pdf

— Джейми Ханрахан,

3

Цифровые сигналы - это абстракция, которую люди используют для описания и понимания вещей, опуская информацию, которая нам не интересна.

Например, рассмотрим следующее: 1001010101000101010

Это цифровой сигнал или аналоговый? Если вы заботитесь только о структуре единиц и нулей, то это цифровой сигнал. Но фактическая физическая вещь, на которую вы смотрите, полностью аналогична, потому что каждая цифра находится в немного другой физической позиции и имеет немного другой уровень яркости и так далее.

Могут быть исключения в квантовой механике, но здесь это не актуально.

— Дэвид Шварц
источник

2

Рассмотрим электромагнитный канал, чтобы вы могли отправлять и принимать, скажем, напряжение в пределах от -5 В до +5 В (проводное, радио с различными модуляциями и т. Д.), Если вы по-разному относитесь ко всем уровням напряжения в этом диапазоне (например, для работы динамик) значит вы в аналоговом режиме. Если вы выбираете два интервала напряжения, скажем, (-4, -2) и (2, 4), и вам важно только, чтобы напряжение попадало в один или другой - один из них может означать «0», а другой - « 1 », иначе это ничего бы не значило - тогда вы находитесь в цифровом режиме.

— Педро СП Мендес
источник

4

Таким образом, во втором случае используемый сигнал все еще является аналоговым, но то, как мы его интерпретируем, является цифровым. Таким образом, аналоговый сигнал может интерпретироваться обоими способами, то есть из него можно извлечь как аналоговые, так и цифровые данные. Эту часть я могу понять. Что меня сейчас смущает, так это то, что действительно существует абсолютно цифровая форма волны, потому что, как упоминал Том, для этого потребуется бесконечная полоса пропускания.

— Вишал Шарма

Любой электромагнитный канал открыт для (случайного) шума, помех. Таким образом, выход не может быть точно определен на основе ввода. Следовательно, какая бы форма волны вы ни указали на входе, она никогда не будет одинаковой на выходе. Теперь, в рамках квантовой физики, возможно, можно передавать (чистую) двоичную кодированную информацию, но не как в классическом электромагнетизме, через электромагнитные волны. (Я не могу добавить к этому.)

— Педро СП Мендес

3

@VishalSharma ответ - нет, в электронике реального мира не может быть идеальной цифровой формы волны, поскольку бесконечная полоса пропускания невозможна, поскольку нулевое сопротивление, емкость и индуктивность невозможны. Цифровая сигнализация работает, потому что вам нужно только сделать фактический сигнал близким к цифровому для того, чтобы приемник сигнала мог интерпретировать его как дискретные значения, но основная форма сигнала все равно будет непрерывной и аналоговой.

— Тодд Уилкокс

2

Что я собираюсь отвлечь от всего обсуждения, так это: все сигналы в этом мире являются аналоговыми сигналами. Мы не можем произвести идеально цифровой сигнал. Мы можем генерировать только более близкие приближения цифрового сигнала. Поэтому независимо от того, является ли среда проводной или беспроводной, это не имеет значения. Форма сигнала передаваемого сигнала всегда будет аналоговой.

— Вишал Шарма

0

Электромагнитные волны или сигналы, которые проходят через пространство или воздух, существуют благодаря обмену энергией между электрической волной и магнитной волной.

Этот обмен энергией происходит с фиксированной частотой или цветом для световых волн. Частота определяется источником, излучающим энергию.

Волны разных частот могут быть смешанными, но они существуют как отдельные, coloursкоторые не могут быть изменены, когда они путешествуют в пространстве. Вот почему белый солнечный свет можно разделить на цвета радуги.

— skvery
источник