題:
電話線如何一次具有多個頻率？
Brad Thiessen
2015-01-16 08:45:43 UTC
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電話線如何具有多個頻率？
在我的有關DSL與撥號網絡的網絡教科書中，它表示以下內容：

住宅電話線既承載數據又承載傳統電話信號同時以不同的頻率進行編碼：

•在50 kHz到1 MHz頻帶中的高速下行信道

•在信道中的中速上行信道4 kHz至50 kHz頻帶

•在0​​至4 kHz頻帶中的普通雙向電話信道

根據我對物理學的基本了解，電線是其極性反轉的速率。因此，如果您有一根導線，電子如何同時同時改變極性4,000次/秒（用於通話）和50,000次/秒（用於使用DSL） ）？

空氣怎麼辦？
如果您沒有在實際的數字計算機發明之前寫的有關傅立葉理論的文字，請訪問可以找到的最古老的二手書商店，直到找到一個。它應該幾乎不花錢，並且值得在黃金中佔有一席之地。如果您在美國，並且能找到一個，那麼在1940年代早期那種怪異的戰時規模將是極好的選擇，因為戰爭部確實在努力確保美國數學家理解這些東西。要了解原因，您可能會發現這很有趣-世界上第一個安全的數字語音通信系統-http://en.wikipedia.org/wiki/SIGSALY
樂團如何一次演奏多個音符？
[這裡]（http://toxicdump.org/stuff/FourierToy.swf）很好地演示了多個頻率如何組合。（請確保右鍵單擊以獲取其他設置。）
電子電荷的極性永遠不會改變。它總是負面的。電流是“電子流”（或電子攜帶的電荷）。*流*可能會改變方向。
八 答案:
Tristan Latchu
2015-01-16 10:30:57 UTC
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您問題中的基本假設-被測頻率是電子反極性的速率-是不正確的。發射器，接收器或兩者之間任意位置的信號頻率實際上對應於電壓的周期性到達。

例如，在使用振幅調製的數字應用中（假設開關鍵為簡單性），您可以通過每單位時間檢測到的“開啟”脈衝數來測量頻率。在RF通信中，這可能對應於邏輯高壓，或者在光學通信中，可能對應於大量光子的到達。在理想情況下，邏輯低或關閉狀態將對應於零電壓或沒有光子的到來，但是暗電流和調製器的缺陷很少使這種情況發生。

實施中，通過使用兩個完整的發射器鏈在兩個不同的載波頻率上對數據進行編碼，然後在單個介質（銅線）上傳輸兩個單獨的RF頻率的簡單明了的實現方式。射頻組合器，將發射機的兩個輸出輸出到一條銅線上。可以用多種方法來實現接收器，但是一種簡單的方法是使用RF功率分配器創建信號的兩個副本，然後在一個上使用高通濾波器，在另一個上使用低通濾波器。然後，您可以繼續使用正常的接收器鏈。

正如其他人所說，電線上可以同時存在多個頻率。瞬時存在多個頻率雖然並不表示多個電壓；導線上任意給定的點必然會有一個電壓（只要該點和公共參考點（通常為地）之間定義了電壓）即可。但是，在一段時間內，您可以通過定期採樣來構造信號。但是，由於存在疊加原理，如果存在多個頻率，該信號將看起來不像正常的正弦波。如果選擇兩個載波頻率（假設為5 kHz和5 MHz），將數據調製到兩個載波上，然後將所得調製信號求和，則在時域中可能會出現非常特殊的信號。但是，如果您應用傅立葉變換並查看頻域中的信號，則會看到5 kHz處的強信號，5 MHz處的強信號，然後在載波頻率周圍存在其他頻率的雜散，以說明調製數據。

現在您已經有足夠的聲譽！
Ambiorix
2015-01-16 09:56:10 UTC
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在“一根電線”上的任何時候，在任何時候在該電線上的某個點只能有一個電壓。因此，如果您添加兩個正弦波，則總和不再是正弦波，而是其他東西。電子也以相同的複雜方式移動。觀察動畫beat acoustics 源。

添加的頻率越多，信號變得越複雜。從一定數量的頻率（如ADSL / VDSL的情況）來看，合併後的信號在頻譜分析儀或示波器上顯示為噪聲，對人腦來說是難以理解的。

哇，真是的
Andy aka
2015-01-16 15:33:52 UTC
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組成樂曲的多種頻率如何成功地傳輸到揚聲器並在沒有錯誤的情況下進行大量複製？

揚聲器和電線都連接在一起，麥克風也一樣-原理上絕對沒有區別。碰巧電話線會承載更高的頻率，但是原理是相同的。

任何承載單個頻率的介質通常都能夠承載多個頻率。例如，空氣-您可以與鄰居交談，並且您產生的語音模式是不斷變化的頻率。另一個是在99MHz的頻率。

George Herold
2015-01-16 08:57:52 UTC
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您需要看一下疊加系統和線性系統。作為電線上多個頻率的一個示例，方波具有很多諧波。

高頻諧波幾乎是一個很好的例子，說明了為什麼您會認為電線不能同時處理多個諧波。為什麼低頻信號中的高次諧波不會干擾高頻率信號？只是說。
@Octopus,是的，被稱為互調失真，當事情變得非線性...混頻器等等時，它肯定會發生。
user541686
2015-01-17 01:59:49 UTC
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您的問題中存在比其他答案中所指出的更為根本的問題。

“同時”是時域概念。頻率是一個頻域概念。
這些是彼此的傅立葉變換，所以它們是“雙重”概念，不是正交的概念。

當然可以具有兩個頻率的信號：只需將兩個不同頻率的餘弦相加；信號“同時”具有兩個頻率。

但是說信號“同時”有兩個頻率是沒有意義的，因為“同時”指的是一個時刻，如果您將自己限制在一個時刻，那麼您可能一無所知
（這是時頻不確定性原理，應該讓您想起海森堡不確定性原理。）

一旦開始查看所有可能的頻率，時間的概念就變成了毫無意義。

謝謝，這可能是我見過的最快的投票。
我在附近：P
這個答案是正確的，但是有一種嚴格的方法來告訴頻域在單個時間點上是什麼樣的：使用狄拉克分佈作為窗口函數。那將給我們一個完全無用的答案，但這仍然是一個答案。
您在爭論語義。也許應該“同時”而不是“同時”使用。
@Octopus:無論哪種方式，您都包含時間概念，這在頻率域中不存在，這同樣沒有意義。
Hrm .. @Mehrdad: *“時間概念，在頻域中不存在” *-頻率是否不定義為隨時間的振盪？你能進一步解釋一下這句話嗎？同樣，即使*是*正確的，在我看來，我們*幾乎總是*考慮時間窗口內的頻率。也就是說，我們對頻譜隨時間的變化感興趣。如果您要回答OP將要遵循的級別的問題，這似乎特別相關。
Lightness Races in Orbit
2015-01-17 02:01:18 UTC
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在一次電話交談中，有很多頻率（如果沒有其他聲音，這些頻率會隨您的音高變化）！疊加不同頻率的波以產生結果波形。如果這不起作用，那麼您唯一會聽到的聲音就是各種音高的正弦波。

Daniel
2015-01-17 04:24:32 UTC
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電線可以承載多種電信號，就像空氣可以承載多種聲音。

想像一下，您在一個安靜的房間裡，小提琴開始演奏音符。通過空氣中的振動聽到的單個頻率。

然後由大提琴加入。現在，您有兩種頻率通過一種介質傳播到耳膜。您會聽說它們是不同的，並且經過訓練可以分辨出每個人在彈哪個音符。

它在導線中的工作原理完全相同，只有電子而不是空氣分子。

即使是單個樂器上的單個音符也不是單個頻率。
@Octopus:同意，我正在簡化效果。
Ash
2015-01-17 04:03:53 UTC
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從源進行調製和傳輸後，導線上的最終信號為單個信號。只需嘗試回到電纜的數字化時代，您就可以將有線電視提供商直接連接到電視並可以觀看任何頻道。

如果您當時有兩台電視，那麼您可以同時觀看同一條線上存在的兩個不同頻道。請注意，我所說的是在過去，您不需要電纜公司的盒子來觀看頻道。

現在返回到電線上的單個信號。它始終只是一個信號。魔術發生在接收端。您可以將相同的單個信號饋送到不同的接收器。為了成功，清晰地進行接收和處理，您需要一個電路，以根據您選擇的頻率進行調諧。這些被稱為帶通濾波器。這些電路處理單個複數信號，但它們僅響應輸入信號的某些定時特性。不能確認此時間的所有內容都將被丟棄（適當的術語會被削弱）。信號中與定時相對應的部分可以保持其信號強度。現在，該電路的輸出就是設備要處理的信號。

相同的單個信號可以饋送到已調諧到另一個頻率的另一個設備。然後，它的輸出將是它調諧到的第二個頻率。

第一輸出和第二輸出現在都沒有其他信號了。如果您嘗試將這些輸出饋送到另一個設備並調諧到另一個頻率，您將一無所獲。

有關詳細說明，您將需要谷歌搜索並了解LC（RC電路）的工作原理。 LC組件的組合充電和放電特性決定了調諧頻率。

還有另一種調諧方法，稱為帶阻濾波器。

現在，發射機如何才能將這麼多信號組合到一條線上，這是一個整體單獨的字段。



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