Jika seseorang mengirimkan semburan pendek arus listrik yang tiba-tiba hidup dan mati, mengapa penerima menerima arus yang lancar?

Pengantar Teori Informasi: Simbol, Sinyal dan Kebisingan , oleh John R. Pierce, mengatakan yang berikut:

Kesulitan yang Morse temui dengan kawat bawah tanahnya tetap merupakan masalah penting. Sirkuit yang berbeda yang mengalirkan arus listrik stabil yang sama baiknya belum tentu cocok untuk komunikasi listrik. Jika seseorang mengirim titik dan garis terlalu cepat melewati sirkuit bawah tanah atau bawah laut, mereka berjalan bersama di ujung penerima. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar II-1, ketika kami mengirim ledakan pendek yang tiba-tiba dan mati, kami menerima di ujung jauh dari sirkuit yang lebih lama, kenaikan dan penurunan arus yang lebih lancar. Aliran arus yang lebih panjang ini mungkin tumpang tindih dengan arus simbol lain yang dikirim, misalnya, sebagai tidak adanya arus. Jadi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar II-2, ketika sinyal yang jelas dan berbeda ditransmisikan, sinyal tersebut dapat diterima sebagai naik turunnya arus yang berkeliaran dan sulit untuk ditafsirkan.

Tentu saja, jika kita membuat titik, spasi, dan garis putus-putus kita cukup lama, arus di ujung akan mengikuti arus di ujung pengiriman dengan lebih baik, tetapi ini memperlambat laju transmisi. Jelaslah bahwa ada beberapa hal yang terkait dengan sirkuit transmisi tertentu yang membatasi kecepatan transmisi untuk titik dan spasi. Untuk kabel bawah laut kecepatan ini sangat lambat sehingga mengganggu telegraf; untuk kabel pada tiang sangat cepat sehingga tidak mengganggu telegraf. Telegrafis awal menyadari keterbatasan ini, dan itu juga, terletak di jantung teori komunikasi.

Sebagai seseorang yang tidak memiliki latar belakang teknik elektro, saya menemukan fenomena yang dijelaskan membingungkan. Jika seseorang mengirimkan semburan pendek arus listrik yang tiba-tiba hidup dan mati, mengapa benar bahwa, tergantung pada jenis sirkuit, penerima mungkin menerima arus yang dihaluskan, bukan arus terpisah yang dikirim? Orang mungkin berharap, secara naif, bahwa sinyal yang diterima akan identik dengan sinyal yang dikirim?

Saya akan sangat menghargai jika orang bisa meluangkan waktu untuk menjawab ini menggunakan bahasa yang dapat dipahami oleh seseorang tanpa latar belakang teknik elektro.

Kabel Anda berperilaku seperti filter low pass, yang berarti frekuensi tinggi semakin berkurang. Semakin panjang kabel, semakin kuat efek ini.

Impuls memiliki, karena naik turunnya komponen frekuensi yang cukup cepat. Jika frekuensi tinggi ini teredam, dorongan "noda" Anda dari waktu ke waktu dan Anda mendapatkan hasil yang diinginkan yang Anda posting dalam pertanyaan Anda.

Mungkin akan berguna untuk memikirkannya secara berbeda. Alih-alih mendorong listrik di sekitar, berpura-puralah Anda memiliki pipa yang sangat panjang, air (saat tekanan), dan katup.

Jika Anda menghidupkan katup di salah satu ujung pipa, itu akan memakan waktu tertentu untuk menekan pipa dan memaksa air masuk. Di ujung lain, air pada akhirnya akan keluar, tetapi sebagai peningkatan aliran lambat, diikuti oleh penurunan lambat.

Jika Anda menghidupkan dan mematikan air dengan cukup cepat, itu hanya akan muncul di sisi lain dan sebagai aliran moderat.

Seperti disebutkan di tempat lain, dalam hal listrik, ini disebabkan oleh kapasitansi, dan induktansi dari kabel yang panjang. Semakin lama kabel / pipa, semakin besar efek perataan yang terlihat. Alasannya (fisika) dan matematika mungkin berbeda, tetapi hasilnya berima, dan semoga itu akan membantu Anda memahami.

Tepi yang sangat tajam dalam sinyal memerlukan bandwidth tak terbatas untuk mengirimkan yang tidak mungkin dilakukan dengan kabel dunia nyata. Mengambil kawat yang cukup panjang, hanya melewati frekuensi rendah dan frekuensi tinggi dilemahkan, sehingga tepi cepat yang tajam dioleskan ke tepi bergelombang yang lebih lambat dan karenanya Anda perlu mengirim pulsa yang lebih lama untuk melihat tegangan naik perlahan ke tingkat deteksi yang tepat di pihak penerima. Sinyal menurun karena setiap satuan panjang kawat tembaga dapat dianggap sebagai resistansi seri dengan induktansi dan juga memiliki kapasitansi paralel dan resistansi kebocoran terhadap lingkungannya, jika tidak, model ini dikenal sebagai saluran transmisi. Resistansi seri dengan kapasitansi paralel adalah filter low-pass. Kapasitansi dan induktansi membentuk apa yang dikenal sebagai impedansi karakteristik saluran transmisi, dan jika ujung-ujung transmisi dan penerima tidak cocok dengan impedansi saluran transmisi, pulsa tegangan akan memantulkan kembali ke kawat sampai batas tertentu sehingga ping-pong bolak-balik di kawat sampai menetap. Ketika pulsa tegangan bergerak di kabel pada kira-kira dua pertiga dari kecepatan cahaya, semua ini seberapa banyak sinyal menurun ketika bergerak melalui saluran transmisi atau terus memantul di antara ujung-ujung saluran transmisi menentukan seberapa cepat sinyal yang dapat Anda kirim dan seberapa jauh Anda dapat mengirimkannya tanpa terlalu terdegradasi.