为什么带宽总是在真实(物理)通道中受到限制?

信息处理 带宽 信息论
2022-02-04 05:02:48

我说的是连续模拟通道。

  • 为什么不能支持无限带宽?
  • 是否有物理原因说明电信号?
2个回答

信息带宽取决于信噪比。在绝对零处,量子级信号量化和量子噪声将限制本底噪声的下限。在更高的温度下,热噪声会在任何信息接收设备中产生更高的本底噪声。在其质量当量产生黑洞之前,信号中的功率密度也可能存在上限,这在信息守恒方面可能存在问题。就发射器而言,在某些时候你会熔化电线。

但就纯数学而言,单个实数(一个样本)可以包含的信息量没有(零)有限限制。

除了 hotpaw2 的回答之外,尝试通过增加频率范围来增加带宽也会在某些时候失败。电容器的阻抗由下式给出

Z = 1 / (2 π f C)

其中 f 是频率,C 是电容。任何被绝缘体隔开的两块​​金属构成一个电容器。随着频率向无穷大增加,阻抗趋于零。换句话说,电路中的每一块金属最终都会与其他每一块金属短路。那时,一开始就不可能产生信号。