传输电路

传输电路（Transmission Circuit）是最基本的红石电路之一，使得信号从一处传到另一处。对于不同的红石电路，需要根据实际情况选择简单或复杂的传输电路与传输形式。

介绍

1. 数据传输通常被分为两种主要类型：数字传输和模拟传输。
2. 在数字传输的分类中，可以进一步细分为一元传输、二进制传输和脉冲传输（也称为边沿传输）。
3. 模拟传输则可以根据其传输方式分为3-16进制传输和偏移传输，这种方式与数字的边沿传输类似。
4. 在传输规模的分类中，通常有并行传输和串行传输两种类型。
5. 在并行传输中，多个信号会被“同时”传输，因此需要使用多于四条的导线。
6. 而在串行传输中，信号则是“逐个”进行传输，通常最多只需要两条导线。
7. 这两种传输方式可以结合使用，通过合理的设计能够实现最佳效果。
8. 比如，使用8条线路来传输128位数据，相比单条线路传输，延迟可以减少到原来的1/8，同时占用的空间较小。
9. 转码是指更换信息的表达规则（表达方式）的过程，分为直接转码和间接转码。
10. 直接转码的例子包括使用双边沿触发器将常规的二进制信号串转换为边沿信号串，而间接转码则涉及多个直接计算步骤的转换。

传输类型

数字传输

1. 数字传输主要关注信号的存在与否，但在某些情况下，也可以通过信号强度的变化来改进传输的效果。
2. 在Minecraft中，红石信号的传输有多种方式可供选择。
3. 一些传输方法适用的环境较为特殊，其效率仅在特定场景下才能达到理想水平（甚至极高）。
4. 例如，单稳态传输常被用来发送触发性控制信号。

红石粉

绊线传输

原理

1. 通过移动实体接触绊线（图中以矿车为例），最远可激活40格之外的绊线钩。

注意事项

1. 在我的世界中，活塞的操作可以影响实体的移动和信号传输。
2. 当活塞推动一个实体时，该实体在每个游戏刻都会更新其位置。
3. 由于这一特性，矿车在被活塞推送后，可以迅速激活距离较远的绊线和绊线钩，导致绊线的上升沿信号传输延迟极小。
4. 然而，当活塞收回时，实体不会被拉回，而是因为重力作用而下落，因此在下降沿信号的时候，会产生约3个游戏刻的延迟。
5. 这种延迟导致了正脉冲的持续时间被延长3个游戏刻，而负脉冲则会缩短3个游戏刻，这样可能会削弱短负脉冲的效果，表现出一定的低通滤波特性。
6. 因此，在进行绊线信号传输时，应避免传输较短的脉冲，以确保信号的稳定性和有效性。
7. 此外，为了避免信号传输过程中出现干扰，绊线的传输应当与其他实体（如生物或玩家）隔离。

特点

1. 快速长距离传输、上下沿时序不平衡、持续传输（双稳态传输）。

活塞链传输

1. 活塞的主要功能是推动方块，而黏性活塞则能够将方块拉回。

2. 此外，黏液块与蜂蜜块也具有推动方块的能力。

3. 通过移动红石块，或者将方块推拉至被充能或连接至红石信号的地方，亦可实现方块的传输。

4. 在Java版中，方块一旦被推动便会立即变为活动状态，因而可以即时传递信号的下降沿。

5. 相对而言，在基岩版中，信号的计算过程是严格分阶段的，因此在两个电容器 elementos 之间使用活塞线时，仍然可以实现信号下降沿的即时传递。

特点

1. 时序复杂、灵活性高、持续传输（双稳态传输）。

阳光探测器传输

1. 通过遮挡光照实现数据传输。简称为光电。
2. 在适用时间上分为全时段传输和仅白日传输，后者要求世界光照强度为15（时间必须为白天且天气必须为晴天）。在传输方向上分为竖直传输和立体传输。

竖直传输

• 利用在晴天且为白天时，无遮挡时世界光照恒为15，可直接构建一条竖直传输路径且无视竖直距离的无延迟传输通路，称为“竖直光路”。

立体传输

• 通过控制遮挡以及构建“光管道”来构建合理的“立体光路”，实现曼哈顿距离15格以内的任意走向传输。

只需要使用活塞推拉方块或发射器（组）控制流体来控制光路的遮挡，就能无延迟控制在此光路中的阳光探测器（即控制光路信号）。光路遮挡控制器也被称为光控。

全时段传输

• 全时段传输需要在接收端额外使用1个阳光探测器（不能被遮挡）作为基准信号，使用比较器检查光路中的阳光探测器的输出（光路输出）是否低于基准信号，若是则意味着光路被遮挡，此时输出信号。

用途

竖直传输

1. 极小体积（仅白日传输）且高带宽[仅基岩版]地无视距离无延迟竖直下传信号。

立体传输

1. 利用其可在曼哈顿距离15格内任意走向传输信号的性质，与普通传输电路灵活组合实现特别的传输走线。

版本差异

1. 在Minecraft的Java版中，当玩家未对阳光探测器的模式进行任何更改时，阳光探测器的输出会每秒钟更新一次。

2. 因此，进行光控设置仅需要使用一个黏性活塞，或者可选择两个活塞和一个发射器结合流体桶。

3. 对于基岩版游戏，阳光探测器的输出则会在每个游戏回合（即1rt）进行改变。

4. 普通的光控设置在基岩版中同样可以通过一个黏性活塞实现，而在需要时序精确的情况下（包括带宽为5Hz或以下）则需要两个黏性活塞，或者可以使用一个发射器加一个流体桶。

5. 对于带宽达到10Hz的光控设置（要求绝对边沿时序平滑），则需要两个黏性活塞，或者选用三个发射器加一个流体桶来完成。

特点

1. 持续传输（双稳态传输）、体积极小地无视竖直距离快速下传或是曼哈顿距离15格内灵活走线。

你知道吗

1. 在特殊情况下活塞线可直接作为光控使用。光电亦可传输模拟信号，但需要更复杂精巧的光控。

实体传输

1. 通过实体实现传输，这种传输技术被称为实体传输。

原理

1. 通过利用弹射、坠落和气泡柱的升降特性，可以高效地将实体移动到特定位置进行传输。

2. 此方法可实现双向复位，两个单向收发端可以反向操作，从而实现更灵活的传送。

3. 该技术允许穿越墙壁进行传输，然而延迟的计算相对较为复杂。

4. 必须具备一定的游戏机制知识，以确保传输系统的顺利运行。

5. 尽管实体传输可能会面临一定的卡顿现象，但其极大地拓展了布线的可能性。

6. 此外，这种传输方式有时会与绳索传输方式结合使用，以提高整体的功能性。

特点

1. 可穿墙、灵活性极高、复位时间较长。

物品流传输

1. 通过传输物品（流）实现数据传输。这种传输技术被称为物电和储电。

原理

1. 在开始之前，首先要使用物品编码器将数据转换为特定格式的物品流，其中包括特定的物品和相应的数量。

2. 接下来，可以通过漏斗链（用于物品的传输）或水道与冰道（用于物品实体的搬运）来完成物品流的传递，这两种方案通常结合使用，以提高传输效率。

3. 最后，通过物品解码器将物品流还原为其原始数据，完成整个物品处理的过程。

用途

1. 数据的高带宽传输是实现高效物品流传输的关键。
2. 在这种传输过程中，物品的编解码器吞吐量通常决定了带宽，这意味着水道能够无限制地快速运送物品。
3. 当编解码器具备足够强大的处理能力时，它甚至能够一次性传送多达512字节的数据。
4. 然而，如果有大量物品掉落，可能会导致游戏运行出现显著的卡顿现象。

特点

1. 延时高，传输带宽极大。

墙传输

1. 通过Minecraft墙体的模型机制实现数据传输。简称为墙电。

原理

1. 使用墙体搭建一条竖直下传线路并用活板门控制，使用侦测器检测墙体模型更新，输出信号。

用途

1. 小体积地无延迟[仅Java版]下传信号。

版本差异

1. 在Java版中墙电是无延迟下传的。
2. 在基岩版中墙电1gt下传1格，侦测器的输出延时按每rt下传2格计算。

特点

1. 边沿传输（单稳态传输）、仅下传、无视竖直距离无延迟[仅Java版]。

气泡柱传输

1. 通过气泡柱实现传输，被简称为水电或泡电。

原理

1. 侦测器的功能是能够识别气泡柱的变化情况。
2. 通过构建一条完全竖直的水柱，可以利用底部的活塞或黏性活塞来调节灵魂沙或岩浆块，从而实现气泡柱的上下移动。

版本差异

1. 在Java版中泡电是无延迟上传的。
2. 在基岩版中泡电1gt上传1格，侦测器的输出延时按每rt上传2格计算。

特点

1. 边沿传输（单稳态传输）、仅上传、无视竖直距离无延迟[仅Java版]。

树叶传输

原理

1. 利用侦测器可检测树叶连接或断连原木造成的方块更新。
2. 可用树叶搭建一条任意走向的传输线路，用活塞或黏性活塞与原木作为输入，侦测器作为输出。

用途

1. 小体积地在7曼哈顿范围内传输数据，在一些立体结构中有巨大用途。

特点

1. 边沿传输（单稳态传输）、任意方向传输。

图扰动无线电

1. 本段所描述的内容专门适用于基岩版的游戏环境。
2. 利用方块更新所产生的扰动进行信号传输，这种技术被称为块扰动无线电。
3. 这一传输方式与传统无线电相似，无需依赖实际存在的信号传输线路。
4. 由于该方法需要红石火把来接收信号，因此也被称作火把无线电。

原理

1. 在同一维度内，所有已加载的区块中，上游装置的链接更新事件可以影响某些红石火把的烧毁状态。

2. 通过触发该事件，可以向下游发送信号，而这些红石火把则能够接收此信号。

3. 需要注意的是，这一过程不受距离限制且没有延迟影响。

用途

1. 一种全维度共享的1位10Hz通信总线具备超越距离限制且无延迟的数据传输能力。

2. 通过恰当设计的高频时钟搭配两个活塞或发射器，能够有效实现“完全屏蔽”图像干扰信号。

3. 这种屏蔽效果类似于现实世界中全频段阻塞干扰的原理，导致无线电带宽被占满，从而无法传输有效信号。

特点

1. 连续传输（双稳态传输）,同维度无视距离无延迟传输，易受干扰，带宽低。

模拟传输

1. 模拟传输电路，通常被称为“十六进制导线”，是一种能够维持输出端信号强度的电路。

2. 因为信号强度可以有16种不同的状态（从0到15），所以这种模拟线缆能够在单一线路上同时传输这16种状态，相当于4位的二进制表现形式。

3. 此处的“模电”并不意味着“模拟”，因为“模拟”这个词的本义是指“连续变化”。

4. 在Minecraft中，红石信号的强度与时间都是离散的，例如，不存在强度为11.5的信号；也没有无法测量的信号长度。

5. 在现实世界中，这种信号状态更接近于多电平逻辑，属于数字电路的范畴。

6. 使用“模拟”一词主要是为了区分信号的存在与信号强度的传递与计算。

7. 在实际的电子技术中，数字电子通常涉及二电平逻辑，只有高电平和低电平，而模拟电子则关注电势的连续变化。

8. 尽管“模拟”和“数字”在称谓上具有广泛的接受度，但在Minecraft中，它们的定义与现实世界的定义存在重要差异，切勿混淆。

常规传输方案

横向传输

1. 在需要无损地传输模拟信号时，直接采用比较器的标准传输方式是最佳选择。
2. 该方案通过比较器输出信号来激活红石导体或红石线，从而逐步传递信号直到达到预定目标。
3. 另外，可以利用红石导体的信号强度调节特性来提升信号的传输距离。
4. 此外，这种线路中，任何减法模式的比较器都能有效地控制信号强度的减弱或完全阻断。

纵向传输

1. 在需要上下传输模拟信号的情况下，利用红石粉的特性，能够有效地充能其下方的红石导体，从而实现信号的无损传输。
2. 上传信号的线路是通过比较器来强制充能输出端的红石导体，并进一步为上方的红石粉供能。
3. 值得注意的是，两层红石导体无法堆叠，否者会导致线路之间发生干扰。

总结

1. 常规传输方案的灵活性极高，但速度较慢、耗材稍高。

中继器传输方案

横向传输

1. 为了在长距离内迅速传输模拟信号，可以考虑将其转换为二进制信号进行传输，但这会引入额外的延迟以及增加转换器的体积和材料成本。

2. 借助红石粉的信号衰减特性，结合红石中继器，可以设计出一种非常简洁且高效的模拟导线，用于直接传递模拟信号。

3. 

4. 此种模拟导线的设计允许在灰色羊毛位置接入信号，而在黄色羊毛位置输出信号。

5. 这种中继器模拟导线的Nrt版本最高可以传输14N+1格，对于较低的线路斜率还支持堆叠至两格高。

纵向传输

1. 中继器的功能可以通过红石梯的设计来实现纵向路径的快速传递。

2. 在基岩版中，该系统能够以相同的速度向上或向下传输信号。

3. 延迟设置在纵向传输中的作用与横向传输是相同的。

1. 磁石处是输入、倒置白桦台阶处是输出以及下一组中继器模拟红石梯的输入。Nrt可向上传输N+14N格。
2. 在基岩版中，将台阶更换为玻璃可支持相同速度的向下传输（需注意中继器朝向）

总结

1. 中继器在Minecraft中能够有效地模拟导线，展现出其强大的功能。
2. 其最大传输频率可达到10Hz，并支持信号的双向流动。
3. 当传输的状态数量少于15个（例如0到9或6到15这类只包含10个状态的情况）时，可以通过减少使用的中继器数量来优化设备，从而在保持速度不变的情况下降低卡顿与材料消耗。
4. 尽管中继器在传输方案的灵活性上稍显不足且耗材较多，但它所提供的传输速度却极为迅捷。

模拟减法导线

原理

1. 当数字X的状态种类少于15时，可以将这N个状态通过较高的N个信号强度进行编码，以此避免由于信号强度衰减而产生的失真。

2. 例如，对于十进制系统（即传输数字0至9），可以将对应的数字映射到信号强度范围6至15中，这样可以以6的衰减代价传输多达6个单位的信号。

3. 同理，在处理三进制系统（传输数字0至2）时，可以将对应数字编码为信号强度13至15，所需的代价则是以13的衰减来传输最多13个单位的信号。

中继

1. 在信号传输过程中，衰减和丢失的部分被称为S，而利用中继信号则需要对信号进行补充S（即衰减后信号的强度加上衰减值），以便于下一次传输的衰减过程。

2. 根据公式A-(B-C) = A-B+C，可以推导出15-(X-S) = 15-X+S的关系。

3. 尽管编码区域经历了翻转（原本范围“0到N”编码为“S到N+S”，翻转后变为“N+S到S”），但这并不影响数据的完整性，已经衰减的S在翻转过程中得到了补充。

4. 因此，对于每(17-N)个红石粉，应使用一个红石比较器，并且可以将红石比较器的主输入接入任意强度为15的方块，同时将上一个比较器的输出作为侧输入，在线上进行衰减处理。

5. 如下图所示，红石比较器的输出通过强充能方块可以使信号每次额外传递一格。

6. 需要注意的是，由于每次使用红石比较器都会进行一次信号的翻转，因此当结构重复次数为偶数时，输出将为原值D，而奇数时则输出反相值15-D。

二进制传输

1. 二进制传输依赖于数字传输线路，通过这些线路传送二进制数据。
2. 每一条线路只负责传递一个二进制位，因此，要传输范围在0到2ⁿ-1之间的二进制数，需使用N条线路。
3. 通常我们用“位宽”来表示每条二进制线路的传输能力，例如8位、16位或32位等。
4. 每条线路的名称依据其位权进行定义，类似于十进制的单位、十位、百位和千位，二进制的命名对应于1、2、4、8位，以此类推。
5. 当二进制传输被用来输出十进制数时（例如在七段显示器上），这种一级编码方式称为“二进制编码十进制”（Binary-Coded Decimal，简称BCD编码）。
6. BCD编码通过4位二进制来表示1位十进制数字（例如，8位二进制可以表示2位十进制数字，以此类推）。
7. 若需在二进制与BCD编码之间进行转换，相关信息请参见[1]。

扩展

1. 4位二进制编码的最大携带数据量与模拟传输线的最大携带数据量相同。
2. 在各类数字电路中通常需要8位（1字节）甚至更高的二进制传输

中继器

1. “中继”信号指的是为了延长信号的传输范围而使用的技术。

2. 在Minecraft中，红石信号在经过连续的红石粉时会渐渐减弱，因此每当信号经过15个红石粉时，就必须至少进行一次中继。

3. 中继元件与电路的结合，可以有效地增加信号的传输距离。

基本中继器

1. 一些红石元件可以中继信号。

红石中继器

1. 中继信号的传输在《我的世界》中常依赖于红石中继器。
2. 在进行远距离信号传输时，可以通过在中继器的输入和输出端增加红石导体，来利用其充能强弱的特性，增强信号的传输效果。
3. 这种方法使得每隔17格就需要一个红石中继器，而不是常规的15格，从而有效扩展了传输距离。
4. 此外，采用这种方法后，信号的极限传输速度可以提升至每个红石传输周期18格。

火把中继器

1. 红石火把可用于中继信号传输，但其功能为非门。
2. 为确保信号不被改变，所使用的红石火把数量应为偶数。
3. 相较于红石中继器，红石火把在材料消耗上略显节省（每17格需16个红石），但其延迟时间略微增加（17格/回合）。

1. 在《我的世界》中，利用两根红石火把进行中继可以有效消除中继次数对信号的影响。

2. 然而，这种方法的每次中继会造成信号延迟增加至2rt，因此在传输速度方面有所降低。

3. 可以将这种中继方式视为一种效率不高的单火把中继器的变体。

瞬时中继器

1. 瞬时中继器（Instant repeater）指可以无延迟中继信号的电路。
2. 瞬时中继器与红石粉的序列通常被称为“瞬时线”。

双向中继器

1. 双向中继器是一种能够在两个方向上传递信号的装置。
2. 它拥有两个端口，任何一侧接收到信号时均可以作为输入或输出。
3. 在处理信号的过程中，双向中继器会阻止信号反向输入，以避免产生无尽激活的中继器环路。
4. 由于这种阻断机制会引入延迟，双向中继器被赋予了一个概念——“双向复位时间”。
5. 当一个方向的输入信号消失后，该设备需要一定的时间进行复位，才能接收来自另一方向的信号。
6. 需要注意的是，“瞬时双向中继器”在复位时间上有所不同，有时其复位时间可能短于1刻。

中继器锁存双向中继器

1. 某个方向输入信号时，锁定对向中继器来阻断信号回流。
2. 极端输入条件下两个方向的中继器均会被锁定，导致该电路被损坏，双向常态输出且无法主动复位。

比较双向中继器

1. 巧妙地操作了信号强度，利用比较器的比较功能允许信号直接输入的同时阻断信号回流。
2. 因此不建议在未理解的情况下调整输入位置。
3. 特殊结构的比较器双向中继器可输出15信号强度，即不存在中继衰减。

火把双向中继器

传统双向中继器

1. 是火把双向中继器未经优化的形式，相对其他设计几乎不具备任何优势，但更适合初学者理解原理。
2. 在Java版中，由于红石火把易烧毁，极端输入条件下红石火把可能会烧毁，导致传输的信号失真。

活塞双向中继器

1. 上升沿到达输入后，黏性活塞推动红石块激活输出，红石块到达后输出信号，同时改变红石线指向阻止激活反向的黏性活塞。
2. 下降沿到达输入后，黏性活塞拉回红石块取消输出并同时改变红石线指向允许对向输入。
3. 由于活塞的边沿不齐性质，正脉冲的长度均会缩短3gt[仅Java版]或1rt[仅基岩版]。
4. 在Java版中，需要避免短于3gt的正脉冲导致活塞无法收回。在极端输入条件下会损坏电路，导致双向常态输出且无法主动复位。

瞬时双向中继器

1. 当上升沿信号到达一侧输入时，红石粉会短暂激活黏性活塞，并熄灭旁边的红石火把。

2. 随着活塞开始推动方块，方块下方的红石线路会迅速与输出端连接，从而立即传递信号。

3. 方块在到位后会持续输入信号，同时活塞下方的中继器完成其短暂输出的功能后，便会关闭。

4. 当下降沿信号到达一侧输入时，黏性活塞开始收回，并重新点亮旁边的红石火把。

5. 在活塞拉回方块的过程中，输出端信号会立刻消失。

6. 方块完全回位后，红石线路会被截断，接着活塞下方的中继器再次被激活，以准备提供新的临时信号。

7. 在Java版中，为了避免短于3个游戏刻（gt）的脉冲导致活塞无法收回，应特别留意输入信号的时长。

8. 若输入条件极端，电路可能会遭到破坏，进而导致双向常态输出，且无法主动复位。

9. 相较之下，在基岩版中，该双向中继器可一次性中继信号，但必须确保输入和输出均与电容器部件相连。

二极管

1. 有时需要保证信号传输的方向正确，避免信号回流串扰。
2. “二极管”即为保证信号单向传输的装置。

元件二极管

1. 中继器与比较器都能作为数字二极管，比较器则还能作为模拟二极管，均会引入1rt延迟。

绝缘二极管

1. 在Minecraft中，某些可与红石粉相连的方块只允许红石信号向上倾斜传递，而禁止其向下传输。

2. 在Java版游戏中，能够重复使用的方块包括荧石、倒置的台阶和楼梯、漏斗、信标、各类玻璃（包括遮光玻璃）、海晶灯、打开的潜影盒、活塞、八层雪、冰、霜冰、脚手架以及杜鹃花丛。

3. 另一方面，一些方块在作用后会使红石粉掉落，因此不被视为可重复使用，它们有向上的活塞头、未开启的活板门及特定的移动方块。

4. 在基岩版中，重复可用的方块主要为倒置的台阶和楼梯、漏斗等。

5. 通过简单地将这些方块提升一格，可以实现无延迟的红石二极管，但需要注意的是，信号在传输中会有能量强度的损耗。

6. 通常情况下，上半台阶是最常用的选择，但在特定场合下，玩家可能会使用漏斗与物流管道交叠、荧石用于照明、玻璃以便观察，或在不被黏液块带动的情况下选择脚手架等（仅适用于Java版）。

线路交叉

1. 在某些情况下，线路的交叉可能是必要的，但必须确保它们不互相干扰。
2. 通常来说，最有效的方式是让线路错开，从而确保彼此之间的隔离，以避免信号干扰。

红石桥

1. 在中心位置放置一个红石粉与方块交替叠加的结构，形成红石粉-方块-红石粉的排列。

2. 为了解决交叉线问题，最简便且迅速的方式是使用红石桥。

3. 作为另一种选择，可以将中央的方块降低一个高度，并同时将南北方向的三块红石粉也降低一个高度。

中继器桥

静音

电路延迟：1刻

  1. 中继器桥的高度落差显然要比红石桥小1格，但代价是两条线路都引入了1刻延迟。