デジタル信号の帯域幅は無限ですか?

* デジタル信号は一連の離散値で表されます。 これらの値は、多くの場合 1 と 0 として表されますが、他の記号である場合もあります。これは、信号自体がアナログ信号のような連続波ではないことを意味します。

* デジタル信号の情報は、 これらの値の間の遷移に含まれます。 これらの遷移はデータを運ぶものです。

* 理論的には、これらの遷移は任意に高速化できます。 これは、信号の周波数成分が無限に高く広がる可能性があることを意味します。

ただし、実際には次のような制限があります。

* 現実世界の伝送チャネルの帯域幅は限られています。 これは、信号の送信に実際に使用できるのは、潜在的に無限の周波数スペクトルの一部だけであることを意味します。

* デジタル信号は多くの場合、送信前に整形され、 フィルタリングされます。 これは帯域幅を制限し、信号をノイズや干渉に対してより堅牢にするために行われます。

* デジタル値が変化する速度 (データ レート) は有限です。 理論的には遷移は無限に高速になる可能性がありますが、実際には信号の生成と送信に使用されるテクノロジーによって制限されます。

つまり、デジタル信号の周波数成分は理論的には無限に広がる可能性がありますが、実際には常に制限されています。 これは、伝送チャネル、信号処理、およびデータ レートの制限によるものです。

次のように考えてください: デジタル信号は、1 と 0 を表す一連の「パルス」と考えることができます。これらのパルスは特定の幅と形状を持っています。これらのパルスの変化が速くなるほど、より多くの「高周波」成分が信号に導入されます。しかし、パルスが無限に狭くなったり、無限に速く変化したりすることはできません。