楊山故意抬頭,看台下人反應,“哦,我知道有人會有疑問,是麼?這位同學你請說。”
“楊先生,如果這樣的話,那每個接收用戶听到的聲音不就成了斷斷續續的嗎?”
“你說的有道理,確實是這樣的。”楊山笑著解釋道,“不過,你看過電影嗎?電影的畫面其實也是斷斷續續的,它是由靜態的照片組成的,每秒變換24張照片,因為變換的足夠快,所以讓人認為電影中的畫面是連續動態的。聲音也同樣可以如此操作。”
看到還是有人不太理解,楊山繼續解釋,“比如說,我把一秒內的電信號平均切成一萬份,同時把要傳輸的聲音信號也切成一萬份片段,平均抽出其中的100份放入到那一萬份的電信號載波的對應位置中,這樣的話這條電信號就可以同時搭載100個聲音信號共一萬份片段。
而通過解調之後分發到各個話筒中的聲音信號確實是斷斷續續的,但是因為聲音片段間隔時間太短了,1秒之內就有100個聲音片段傳入人耳,就會讓人認為聲音是連續的。
而且因為人聲的音調音強變化遠小于傳入的片段頻率,所以對人來說,實際上接听到的聲音和發送方傳出聲音對人耳沒什麼區別。”
“大家理解了麼?”
“理解了,就是把卡車換成了火車,每一節車廂搭載不同來源的聲音。到目的地後分發。”台下有人回應道。
“非常棒!”楊山松口氣,看來自己的表達能力還可以,“還有疑問嗎?”
看到下邊的人都沒有面露疑色,楊山繼續,“頻分技術和時分技術就是目前常用的兩種多路復用的技術。下面請各位發揮一下想象力,還能在這兩種的基礎上想出什麼更好的辦法嗎?”
“頻分技術和時分技術同時使用。”有一個雞賊的學生立刻舉手回答。
這個答案沒有多少難度,不過為了調動學生的積極性,楊山還是鼓勵了一番,手里掂著粉筆,繼續問道,“我把剛才這位同學說的方法稱為頻時技術,還有嗎?大家再想想!”
這時候張杰陽舉手,有些膽怯的說,“楊先生,你剛才提到頻分技術的時候,電信號的頻率上限只到了10萬赫茲,那能不能繼續向上呢,這樣可利用的帶寬就更多了,那同時可傳輸的信號就更多了。”
楊山剛想回答,看到另一個同學舉手,于是就讓他發言。
“楊先生,如果頻率再高的話,電信號在有線傳輸中衰減很快,所以我覺得不適合。”
哇,今天沒白講,真有厲害的學生。
“你叫什麼名字?”
“趙怡宗,經濟專業大三學生。”
楊山讓兩人坐下,“10萬赫茲以上的頻段也可以用,但是越向上遇到的困難就越多,比如趙同學所說的信號衰減問題。解決衰減快最直接的方法是使用中繼或者信號放大器。而且在高頻電信號傳輸中,使用的線材也不是咱們通常看到的普通雙交電話線,而是特制的線纜。
比如現在咱們撥打跨洋電話使用的線材就是同軸電纜。不過因為線材十分昂貴,所以這種技術的使用場景十分有限。
越高頻率的電信號在傳輸過程中遇到的問題越多......”
楊山又詳細解釋了一番高頻電信號在傳輸過程中遇到的問題,比如電磁效應、波導效應、趨膚效應等,以及同軸電纜是如何克服這些困難實現信號的遠距離傳送的。
這部分內容十分的專業,但是楊山說的興起,已經顧不上台下人的感受,各種專業性的術語脫口而出。台下的人已經完全懵逼了,包括物理專業的學生也有些跟不上。
巴拉巴拉了十多分鐘,楊山心里終于痛快了,他已經憋屈好久了。
不過看到台下似乎沒人響應,楊山眨眨眼楮,回到原來的節奏。
“咱們接著往下推導,張同學的想法就是充分利用可利用的帶寬。
剛才我已經說過了,人聲主要頻段集中在3003400赫茲,就是說一個聲音信號就要佔用3000赫茲的頻段,為了避免相鄰信號的干擾,我們通常是給一個信道分配4000赫茲頻段,就像剛才的那樣分層級。
如果我們的調制技術更高明,那各個信號之間的安全距離就可以縮小一下,比如給一個信道分配3200赫茲的頻段。這樣就能在可利用的頻段帶寬中把信道數量提高2成。”
“此外,”楊山故意頓了頓,開始敲黑板,“還有一種技術同樣可以減少電信號佔用的頻段帶寬,叫做單邊調制技術。”
楊山在黑板上畫出一個聲波的時域圖。
“大家看一下我畫的圖,理想情況下,聲波都是沿中軸線上下對稱的,當然人聲因為存在諧波,上下並不對稱。如果我們在濾波的時候去除這些諧波,那麼就會得到完美的上下對稱的振波,而攜帶它的電信號載波也會沿基準頻率上下對稱。”
“這個時候,為了節省電信號載波佔用帶寬,就可以想辦法在調制的時候把基準線的一邊振波抹去,這樣就節省了一半的帶寬,而在解調的時候把抹去的那一半再補回來,形成完整的振波。采用這種技術,理論上可利用的頻段帶寬中容納的信道就能增加一倍。這麼說大家理解嗎?”
“明白,就是把卡車縱向劈開,一邊的兩輪卡車照樣能拉同樣貨,這樣公路上就能同時行駛更多的卡車。”一個坐在前排地上的女孩搶答。
“嗯,非常棒,就是這樣。”
“好了,那我繼續提問,還能想出什麼辦法來實現多路復用?”
有了之前的例子,台下回答問題的學生都非常積極,“楊先生,既然連高頻的電信號都能傳輸,那是否可以繼續提高頻率呢,這樣的話就能有更多的頻段可以利用。”
楊山搖搖頭,“不可以了。即使不考慮在調制技術上的難度也不行。超高頻率電信號的長距離傳輸,面對的困難會放大很多倍,信號細節損失非常嚴重,而且會涉及到微觀世界的一些理論,可能已經不在電子學的範疇了。至少在我所了解的知識里,沒有能有效解決的方法。”
喜歡四合院之無奈的穿越請大家收藏︰()四合院之無奈的穿越書更新速度全網最快。