四合院之无奈的穿越 第313章 多路复用二

杨山故意抬头，看台下人反应，“哦，我知道有人会有疑问，是么？这位同学你请说。”

“杨先生，如果这样的话，那每个接收用户听到的声音不就成了断断续续的吗？”

“你说的有道理，确实是这样的。”杨山笑着解释道，“不过，你看过电影吗？电影的画面其实也是断断续续的，它是由静态的照片组成的，每秒变换24张照片，因为变换的足够快，所以让人认为电影中的画面是连续动态的。声音也同样可以如此操作。”

看到还是有人不太理解，杨山继续解释，“比如说，我把一秒内的电信号平均切成一万份，同时把要传输的声音信号也切成一万份片段，平均抽出其中的100份放入到那一万份的电信号载波的对应位置中，这样的话这条电信号就可以同时搭载100个声音信号共一万份片段。

而通过解调之后分发到各个话筒中的声音信号确实是断断续续的，但是因为声音片段间隔时间太短了，1秒之内就有100个声音片段传入人耳，就会让人认为声音是连续的。

而且因为人声的音调音强变化远小于传入的片段频率，所以对人来说，实际上接听到的声音和发送方传出声音对人耳没什么区别。”

“大家理解了么？”

“理解了，就是把卡车换成了火车，每一节车厢搭载不同来源的声音。到目的地后分发。”台下有人回应道。

“非常棒！”杨山松口气，看来自己的表达能力还可以，“还有疑问吗？”

看到下边的人都没有面露疑色，杨山继续，“频分技术和时分技术就是目前常用的两种多路复用的技术。下面请各位发挥一下想象力，还能在这两种的基础上想出什么更好的办法吗？”

“频分技术和时分技术同时使用。”有一个鸡贼的学生立刻举手回答。

这个答案没有多少难度，不过为了调动学生的积极性，杨山还是鼓励了一番，手里掂着粉笔，继续问道，“我把刚才这位同学说的方法称为频时技术，还有吗？大家再想想！”

这时候张杰阳举手，有些胆怯的说，“杨先生，你刚才提到频分技术的时候，电信号的频率上限只到了10万赫兹，那能不能继续向上呢，这样可利用的带宽就更多了，那同时可传输的信号就更多了。”

杨山刚想回答，看到另一个同学举手，于是就让他发言。

“杨先生，如果频率再高的话，电信号在有线传输中衰减很快，所以我觉得不适合。”

哇，今天没白讲，真有厉害的学生。

“你叫什么名字？”

“赵怡宗，经济专业大三学生。”

杨山让两人坐下，“10万赫兹以上的频段也可以用，但是越向上遇到的困难就越多，比如赵同学所说的信号衰减问题。解决衰减快最直接的方法是使用中继或者信号放大器。而且在高频电信号传输中，使用的线材也不是咱们通常看到的普通双交电话线，而是特制的线缆。

比如现在咱们拨打跨洋电话使用的线材就是同轴电缆。不过因为线材十分昂贵，所以这种技术的使用场景十分有限。

越高频率的电信号在传输过程中遇到的问题越多......”

杨山又详细解释了一番高频电信号在传输过程中遇到的问题，比如电磁效应、波导效应、趋肤效应等，以及同轴电缆是如何克服这些困难实现信号的远距离传送的。

这部分内容十分的专业，但是杨山说的兴起，已经顾不上台下人的感受，各种专业性的术语脱口而出。台下的人已经完全懵逼了，包括物理专业的学生也有些跟不上。

巴拉巴拉了十多分钟，杨山心里终于痛快了，他已经憋屈好久了。

不过看到台下似乎没人响应，杨山眨眨眼睛，回到原来的节奏。

“咱们接着往下推导，张同学的想法就是充分利用可利用的带宽。

刚才我已经说过了，人声主要频段集中在300-3400赫兹，就是说一个声音信号就要占用3000赫兹的频段，为了避免相邻信号的干扰，我们通常是给一个信道分配4000赫兹频段，就像刚才的那样分层级。

如果我们的调制技术更高明，那各个信号之间的安全距离就可以缩小一下，比如给一个信道分配3200赫兹的频段。这样就能在可利用的频段带宽中把信道数量提高2成。”

“此外，”杨山故意顿了顿，开始敲黑板，“还有一种技术同样可以减少电信号占用的频段带宽，叫做单边调制技术。”

杨山在黑板上画出一个声波的时域图。

“大家看一下我画的图，理想情况下，声波都是沿中轴线上下对称的，当然人声因为存在谐波，上下并不对称。如果我们在滤波的时候去除这些谐波，那么就会得到完美的上下对称的振波，而携带它的电信号载波也会沿基准频率上下对称。”

“这个时候，为了节省电信号载波占用带宽，就可以想办法在调制的时候把基准线的一边振波抹去，这样就节省了一半的带宽，而在解调的时候把抹去的那一半再补回来，形成完整的振波。采用这种技术，理论上可利用的频段带宽中容纳的信道就能增加一倍。这么说大家理解吗？”

“明白，就是把卡车纵向劈开，一边的两轮卡车照样能拉同样货，这样公路上就能同时行驶更多的卡车。”一个坐在前排地上的女孩抢答。

“嗯，非常棒，就是这样。”

“好了，那我继续提问，还能想出什么办法来实现多路复用？”

有了之前的例子，台下回答问题的学生都非常积极，“杨先生，既然连高频的电信号都能传输，那是否可以继续提高频率呢，这样的话就能有更多的频段可以利用。”

杨山摇摇头，“不可以了。即使不考虑在调制技术上的难度也不行。超高频率电信号的长距离传输，面对的困难会放大很多倍，信号细节损失非常严重，而且会涉及到微观世界的一些理论，可能已经不在电子学的范畴了。至少在我所了解的知识里，没有能有效解决的方法。”