突然のオンとオフを切り替える電流の短いバーストを送信した場合、受信機は平滑化された電流を受け取るのはなぜですか？

情報理論の概要：記号、信号、およびノイズ、ジョンR.ピアースによる、次のように述べています。

モールスが地下の電線で遭遇した困難は依然として重要な問題でした。安定した電流を等しく良好に流す異なる回路は、電気通信に必ずしも等しく適しているとは限りません。地下または海中の回線を介してドットとダッシュを速すぎる速度で送信すると、受信側で一緒に実行されます。図II-1に示すように、急激にオン/オフする電流の短いバーストを送信すると、回路の遠端で電流のより長く滑らかな上昇と下降を受け取ります。このより長い電流の流れは、たとえば電流の欠如として送信される別のシンボルの電流と重なる場合があります。したがって、図II-2に示すように、明確で明確な信号が送信されると、あいまいにさまよう電流の上昇と下降として受信される可能性があり、解釈が困難です。

もちろん、ドット、スペース、ダッシュを十分に長くすると、遠端の電流は送信端の電流によく追従しますが、これにより伝送速度が遅くなります。所定の伝送回路には、ドットとスペースの伝送速度の制限が何らかの形で関連付けられていることは明らかです。海底ケーブルの場合、この速度は非常に遅いため、電信家にとっては問題があります。電柱のワイヤーの場合、電信家を煩わせないほど高速です。初期の電信学者はこの制限を認識しており、それもコミュニケーション理論の中心にあります。

電気工学のバックグラウンドを持っていない人として、私は説明されている現象が当惑しているのを見つけます。急激にオン/オフする短い電流バーストを送信する場合、回路のタイプによっては、受信機が送信された個別の電流ではなく、平滑化された電流を受信することがあるのはなぜですか？単純に、受信した信号が送信した信号と同一になると予想されるでしょうか？

電気工学のバックグラウンドを持たない人でも理解できる言語を使用して、この質問に答えてください。

ケーブルはローパスフィルターのように動作します。つまり、高周波が減衰します。ケーブルが長いほど、この効果は強くなります。

インパルスは、立ち上がりと立ち下がりが速いため、かなり速い周波数成分を持っています。これらの高周波が減衰すると、時間の経過とともに衝動が「にじんで」しまい、質問に投稿したとおりの結果が得られます。

おそらく、それを別の方法で考えると便利でしょう。電気を振り回す代わりに、非常に長いパイプ、いくらかの水（圧力下）、およびバルブがあるように見せかけます。

パイプの一端でバルブをオンにすると、パイプを加圧して水を強制的に通すのにある程度の時間がかかります。もう一方の端では、最終的に水が出てきますが、流れがゆっくりと増加し、その後ゆっくりと減少します。

あなたが十分に速く水を入れたり切ったりするならば、それは単純に他の場所で、そして中程度の流れとして現れるでしょう。

他の場所で述べたように、電気的には、これは長いケーブルの静電容量とインダクタンスによるものです。ケーブル/パイプが長いほど、見かけのスムージング効果が大きくなります。理由（物理）と数学は異なる場合がありますが、結果は韻を踏んでおり、うまくいけば理解に役立つでしょう。

信号の無限に鋭いエッジは、送信するために無限の帯域幅を必要としますが、これは実際のワイヤでは不可能です。十分に長いワイヤを使用すると、低周波数のみが通過し、高周波数は減衰するため、鋭い高速エッジがより低速の波状エッジにスミアされるため、より長いパルスを送信して電圧を確認し、適切な検出レベルまでゆっくり上昇します受信側。銅線の各単位長はインダクタンスを伴う直列抵抗と見なすことができるため、信号は劣化します。また、周囲への浮遊並列容量と漏れ抵抗もあります。それ以外の場合、このモデルは伝送ラインとして知られています。並列容量を持つ直列抵抗は、ローパスフィルターです。キャパシタンスとインダクタンスは、伝送ラインの特性インピーダンスとして知られるものを形成し、また、送信端と受信端が伝送ラインのインピーダンスと一致しない場合、電圧パルスはある程度ワイヤに反射して戻り、安定するまでワイヤ内をピンポンします。電圧パルスが光速度の約3分の2でワイヤ内を移動するため、信号が伝送ラインを通過するとき、または伝送ラインの端の間をバウンスし続けるときに信号がどれだけ低下するかが、信号を送信できる速度と方法を決定しますあまり劣化することなく送信できます。