アナログ信号とデジタル信号の違い

主な違い–アナログ信号とデジタル信号

アナログ と デジタル 信号を転送するために使用される2つの形式です。 NS 主な違い アナログ信号とデジタル信号の間は、 アナログ信号では、信号は特定の範囲内の任意の値を取ることができます 一方、デジタル信号では、信号は離散的な値のセットの1つのみを表すことができます.

アナログ信号とは

アナログ信号は、連続的なスケールで任意の値をとることができる信号です。信号が取ることができる値の範囲があるかもしれませんが、この範囲内で、信号は任意の値を表すことができます。アナログ信号は、記録する量によってその値が変化するため、時間とともに連続的かつスムーズに変化します。

アナログ信号の例として、ビニールレコードを考えてみましょう。スタジオで音楽を再生すると、マイクは音による気圧の変化を感知し、これらの気圧の変化を電気回路の電圧の変化に変換します。音が変化するたびに電圧も連続的に変化します。電気回路は、電圧に応じて動く針に接続されています。針が動くと、漆に溝ができます。その後、これらの溝はビニールディスクに転写されます。溝の変化は連続的であり、これらの変化は元の音の連続的な変化に対応します。ビニールディスクで音楽を再生すると、プレーヤーの針が溝に沿って動き、その動きを連続的な電気信号に変換します。信号はスピーカーに伝えることができ、スピーカーは受信した信号に応じて膜を前後に動かすことができます。

連続信号を生成できる連続的に変化する溝を示すビニールレコードの拡大図。

アナログ信号は時間とともに連続的に変化するため、 無限の解像度。つまり、アナログ信号は、非常に短い時間で発生する変化を送信できます。ただし、ノイズが発生する可能性があり、時間の経過とともに信号の品質が低下します。

デジタル信号とは

デジタル信号では、信号は離散値のセットのみをとることができます。信号自体も不連続であり、時間間隔でその値が変化します。パーソナルコンピュータは、デジタル信号を使用するデバイスの良い例です。コンピュータは1と0の「ビット」を使用して通信し、特定の時間に処理できるビット数が有限であるため、コンピュータは連続信号を処理できません。代わりに、信号をデジタル形式に「分解」する必要があります。これは最初に含まれます サンプリング さまざまな時点でのアナログ信号。次に、信号は 量子化：つまり、時間間隔ごとに、元の信号を表す近似の離散値が信号に与えられます。関係する時間間隔は非常に小さいことが多いため、違いに気付くことはありません（コンピューターで聞いた曲やビデオは連続しているように見えます！）

デジタル信号が取ることができる値の離散セットが大きいほど、信号は元のアナログ形式に近くなります。用語 解像度 信号を分解できる値の数を示します。たとえば、1ビット変換は0または1の2つの値のみを取ることができます。2ビット変換では、信号は4つの異なる値（00、01、10、11）を取ることができます。デジタル信号が取ることができる値の数は、2つが使用されるビット数に上がるにつれて変化します。使用するビット数が多いほど、解像度は高くなります。

連続アナログ信号（赤）を離散デジタル信号（青）に変換します。左側では、変換は2ビットを使用して行われているため、デジタル信号が取ることができる4つの異なるレベルが作成されます。右側では、3ビットが使用されています。したがって、信号は8つの異なるレベルで表すことができます。この信号は解像度が高く、元のアナログ信号に「近い」ものです。

下の画像は、コンパクトディスク（CD）の表面を拡大したものです。 CDには、データが一連のピットとバンプとして記録されます。各ピットまたはバンプは0または1に対応するため、CDの読み取り中に生成される信号はデジタル信号です。 CDのこれらのバリエーションを、ビニールディスク（上記）にあるより連続的なバリエーションと比較します。