初期の時点では音声(アナログデータ)ではなくモールス符号(デジタルデータ)だけしか無線で扱うことができなかったのですね
原因は電話線のリピーター(中継器)が直面したように「波形を維持しながら増幅」と「ノイズが増幅されるため影響が大きい」の2点でしょうか?
なぜマルコーニの無線通信は音声(アナログ)ではなくモールス符号(デジタル)しか扱えなかったのか?
おっしゃる通り、初期の無線通信では音声ではなく、モールス符号(デジタルデータ)のみが扱われました。
しかし、これらの理由を掘り下げると、より根本的な問題も関係しています。
ここでは、技術的な視点から「なぜ無線通信では最初にモールス符号(デジタル)が使われたのか?」を詳しく解説します。
(1)送信方式の問題:初期の無線は「連続波」ではなく「火花放電波」だった
マルコーニが最初に開発した無線通信は、「火花送信機(SparkGap Transmitter)」 を使用。
火花送信機は、電極間に火花を飛ばして高電圧のパルスを作り、それを無線波として送信する。
しかし、この方式では 「連続的な波」を作ることができず、瞬間的な電磁波のパルスしか発生しない。
これは「パルス波」のようなものなので、音声のような滑らかな波(アナログデータ)を扱うのが不可能 だった。
モールス符号(ON/OFF)のようなデジタルデータしか送れなかった。
(2) 受信方式の問題:音声を正確に復元できる受信機がなかった
初期の無線受信機は 「コヒーラ(Coherer)」という装置 を使っていた。
コヒーラは、電波が届くと金属粉がくっついて回路を閉じるシンプルな仕組み。
この方式では「電波が来たかどうか」しか判定できず、音声のような連続信号を復元できなかった。
しかし、音声のような細かい波形を復元する能力がない ため、音声通信には使えなかった。
(3) 増幅技術の未発達:波形を維持しながら増幅できなかった
無線通信で音声を送るには、信号の波形をそのまま維持しながら増幅する技術(線形増幅器)が必要。
しかし、当時は真空管がまだ発明されておらず、音声を維持しながら増幅する技術がなかった。
モールス符号 →ON/OFF信号なので、単純なスイッチングで再送可能
音声信号 → 波形の細かい変化を正確に増幅しないと、正しく復元できない
19世紀の増幅技術では、モールス符号のような単純なON/OFF信号の増幅は可能だったが、アナログ信号の増幅は不可能だった。
(4)ノイズの影響が大きかった
しかし、モールス符号なら、たとえノイズが混ざっても「短点・長点」さえ判別できれば復元できる。
しかし、音声通信では、ノイズが混ざると「元の音が何だったのか」がわからなくなる。
火花送信機ではなく、アーク送信機や高周波発振器を使い、連続した電波(正弦波)を発生させる技術が開発された。
これにより、音声のような滑らかな波形を送信できるようになった。
1906年にリー・ド・フォレスト(Lee DeForest)が三極真空管(AudionTube)を発明。
真空管を使うと、音声の波形を維持しながら増幅できるようになった。
📌真空管による増幅の実現
増幅: ~~~~~~~~ (大きな音声信号)
これにより、無線で音声を正確に送受信できるようになった。
1906年、レジナルド・フェッセンデン(Reginald Fessenden)が、世界初の音声無線通信(AM通信)に成功。
音声信号を「振幅(強さ)」で変調(AM変調)する技術が開発され、ラジオ放送の基礎となった。
搬送波: ~~~~~~~~~~~~
音声信号: --- --- ---
変調波: ~~~--~~--~~--~~~
受信側は、この振幅変化を音声に復元できる。
3. まとめ
✅ 初期の無線通信では、モールス符号(デジタルデータ)のみが使われた。
✅ その理由は、「火花送信機」では連続波を作れず、パルス状の信号しか送れなかったため。
✅ また、初期の受信機(コヒーラ)では「信号があるかどうか」しか判別できず、音声を復元できなかった。
✅さらに、波形を維持しながら増幅する技術が未発達で、音声を正しく伝えられなかった。
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