アナログ信号とは何か、デジタル信号とは何か

アナログ信号とは、連続的に変化する物理量で表される情報のことで、信号の振幅、周波数、位相などが時間とともに連続的に変化したり、連続した時間間隔内で変化したりする情報の特徴量を表します。いつでも任意の値として現れる可能性がある信号。デジタル信号とは、独立変数が離散的であり、従属変数も離散的である信号のことで、この信号の独立変数は整数で表され、従属変数は有限数の中の数値で表されますが、コンピュータでは、デジタル信号のサイズは、多くの場合、有限ビット、つまり 2 進数表現で表されます。

このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。

情報化時代は何の前触れもなく到来しており、私たちの周囲には常にさまざまな信号があふれています。信号の本質は、メッセージ(情報)を表す物理量です。たとえば、一般的な正弦波の電気信号は、異なる信号であれば、振幅、異なる周波数、または異なる位相は、異なるメッセージ (情報) を表します。信号を媒体とするデータは、文字記号や画像など、現実の物理世界に存在するあらゆる情報を表現できます。信号は、その具体的な表現の観点から、アナログ信号とデジタル信号に分類できます。

アナログ信号とは

アナログ信号とは、連続的に変化する物理量、振幅、周波数、または位相が時間とともに連続的に変化したり、連続した時間間隔内で変化したりすることで、情報を表す特徴量は、いつでも任意の値の信号として現れる可能性があります。

私たちは通常、アナログ信号を連続信号と呼びます。これは、特定の時間範囲内で無限に多くの異なる値を持つことができます。デジタル信号とは、値が離散的で不連続な信号を指します。

#アナログ信号の主な利点は、その正確な分解能であり、理想的な場合には無限の分解能を持ちます。アナログ信号はデジタル信号よりも情報密度が高くなります。量子化誤差がないため、自然界の物理量の真の値をできるだけ正確に記述することができます。

アナログ信号のもう 1 つの利点は、同じ効果を達成する場合、アナログ信号処理がデジタル信号処理よりも簡単であることです。アナログ信号の処理は、アナログ回路コンポーネント (オペアンプなど) を介して直接実装できますが、デジタル信号処理には複雑なアルゴリズムが含まれることが多く、専用のデジタル信号プロセッサーも必要になります。

デジタル信号とは

デジタル信号とは、独立変数が離散的であり、従属変数も離散的である信号を指します。独立変数は整数で表され、従属変数は有限数の中の数値で表されます。コンピューターでは、デジタル信号のサイズは、限られたビットの 2 進数で表されることがよくあります。

デジタル信号とは、信号を記述するために特殊な状態のセットを使用することを指します。通常、信号は最も一般的な 2 進数で表されます。信号を表すために 2 進数が使用される基本的な理由は、回路が 2 つの状態しか表現できないためです。状態、つまり回路のオンとオフ。実際のデジタル信号伝送では、通常、一定範囲の情報変化が状態 0 または状態 1 に分類されます。この状態を設定することにより、デジタル信号の耐ノイズ能力が大幅に向上します。それだけでなく、機密性、耐干渉性、伝送品質などの点で、デジタル信号はアナログ信号よりも優れており、信号伝送チャネルのリソースをより多く節約できます。

デジタル信号には多くの利点がありますが、まず第一に、その耐干渉能力は特に強力であり、通信技術だけでなく情報処理技術でも使用できます。 . ファッショナブルな高解像度テレビ、VCD、DVD レーザー マシンはすべてデジタル信号処理技術を使用しています。第二に、私たちが使用する電子コンピューターはすべてデジタルであり、そこで処理される信号は本質的にデジタル信号です。通信にデジタル信号を利用することで、コンピュータと通信を容易に組み合わせることができ、コンピュータの情報処理の利点を通信にも活かすことができます。たとえば、プログラム制御のデジタル交換機が電話通信に使用され、コンピュータがオペレータの作業を代替します。接続が高速かつ正確であるだけでなく、占有面積が小さく効率が高いため、大幅なコストの節約になります。労働力と設備により、電話通信が質的に飛躍的に向上します。第三に、デジタル信号の保存が容易である現在、一般的な CD、MP3 ディスク、VCD、DVD ビデオ ディスク、およびコンピューターの光ディスクはすべて、デジタル信号を使用して情報を保存しています。また、デジタル通信は電話、電報、データ、画像など複数の情報の伝送にも対応しており、電話、ケーブルテレビ、マルチメディアなどの情報を同一回線で伝送できます。デジタル信号は暗号化や誤り訂正も容易であり、強力な機密性と信頼性を備えています。

デジタル信号は 2 つの物理状態を使用して 0 と 1 を表すため、材料自体からの干渉や環境干渉に抵抗する能力はアナログ信号よりもはるかに強力であり、最新のテクノロジーによる信号処理では、デジタル信号が重要な役割を果たします。デジタル信号は、問題の解が数式で表現できる限り、物理量を表すデジタル信号の処理にコンピュータを使用することができ、複雑な信号処理はデジタル信号と切り離せないものとなっています。

デジタル回路では、デジタル信号には 0 と 1 の 2 つの状態しかなく、その値は中心値によって決まります。中心値以下は 0、中心値以上は 1 と規定されます。信号が混入しても、妨害信号の値が閾値範囲を超えない限り、元の信号を再生できます。デジタル信号は、妨害信号の値がしきい値の範囲を超えてビットエラーが発生した場合でも、一定の符号化技術を使用していれば、容易に誤り信号を検出・訂正できるため、アナログ信号に比べて、ビットエラーが発生した場合に多くの利点があります。高い耐干渉性能、長い伝送距離、小さな歪み振幅。

デジタル信号は、送信プロセス中に高い耐干渉性を備えているだけでなく、占有帯域幅を圧縮して占有することができるため、同じ帯域幅内でより多くのより高品質のビデオ信号やその他のデジタル信号を送信する効果が得られます。 。さらに、デジタル信号を半導体メモリに保存し、コンピュータ処理に直接使用することもできます。電話、FAX、テレビなどで扱われる画像、文字、動画などのデータやさまざまな信号をデジタルパルスに変換して伝送すれば、ユニファイドコミュニケーションネットワークの構築や通信の実現にも役立ちます。今日のあらゆる階層の人々と電気通信業界のニーズに応えるために、私たちが強く推奨する総合デジタル サービス網 (IS-DN)。これにより、より柔軟で便利な新しいサービスを人々に提供します。デジタル信号は上記のような優れた利点を持っているため、急速に普及が進んでいます。

アナログ信号とデジタル信号の違い

アナログ信号とデジタル信号の主な違いは、デジタル信号は離散的であるのに対し、アナログ信号は離散的であることです。信号は連続的です。

アナログ信号は一連の連続的に変化する電磁波または電圧信号で表され、デジタル信号は一連の断続的に変化する電圧パルスで表されます (たとえば、2 進数を表すために正の一定電圧を使用できます) 1、および定数の負の電圧を使用します (2 進数 0)、または光パルスを表します。

デジタル信号には「0」と「1」の 2 つの状態しかありませんが、アナログ信号は任意の数値状態をとることができます。

デジタル信号はデジタルです。コンピュータ システムでは、CPU は「」のみを認識します。数字は「0」と「1」の2つがあるため、デジタル信号は「0」と「1」からなる2進数で表現する必要があります。アナログ信号は連続的に変化する物理量であり、その周波数、振幅、位相は時間とともに連続的に変化します。

関連知識の詳細については、FAQ 列をご覧ください。

以上がアナログ信号とは何か、デジタル信号とは何かの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。