アナログ信号とデジタル信号: 違いと比較

主要な取り組み

1. 波形： アナログ信号は、時間の経過とともに滑らかに変化する連続波で表されます。 デジタル信号は、離散的なオン/オフ パルスまたは電圧レベルで表されるデータの離散単位です。
2. データ送信： アナログデータは変調波としてそのまま伝送されます。 デジタル データは、送信前に 1 進数 (0 と XNUMX) としてエンコードされます。
3. ノイズ耐性: アナログ信号は伝送中の劣化やノイズの影響を受けやすくなります。 デジタル信号は、離散的な量子化レベルにより、より高いノイズ耐性を備えています。

アナログ信号とは

アナログ信号は、現実世界の物理量を表す連続的な時間変化信号です。 滑らかで連続的な波形が特徴で、特定の範囲内で任意の値を取ることができます。 アナログ信号は、電気通信、オーディオおよびビデオ システム、計測器などのさまざまな分野で情報を送信および処理するために一般的に使用されます。

アナログ信号は、指定された範囲内で無限の値を取ることができます。 信号は時間の経過とともに滑らかかつ連続的に変化するため、幅広い精度と詳細を実現できます。 これらは、時間とともに変化する信号の振幅 (強度) を表す、正弦波や複雑な波形などの波形で表されます。 それらは物理量を直接表します。 たとえば、オーディオ システムでは、アナログ信号は、楽器や音声によって生成される音波に対応する気圧の連続的な変化を表します。

デジタル信号とは

デジタル信号は、一連の 0 進数またはビットを使用して情報を表す、離散的で非連続的な信号です。 範囲内の任意の値を取ることができるアナログ信号とは異なり、デジタル信号には、1 と XNUMX で表される限定された一連の離散値があります。 これらの信号は、コンピュータ、電気通信、デジタル電子機器などのさまざまなデジタル システムで広く使用されています。

デジタル信号には、限られた離散値のセットがあります。 各値は 0 進数 (ビット) を表し、1 または XNUMX のいずれかになります。XNUMX 進数を組み合わせて XNUMX 進数を形成し、さまざまな値や状態を表すことができます。 これらは、連続アナログ信号が一定の間隔で測定されるサンプリングと呼ばれるプロセスを通じて取得されます。 次に、サンプリングされた値は量子化され、その振幅または強度に基づいて離散デジタル値が割り当てられます。

アナログ信号とデジタル信号の違い

1. アナログ信号は連続的で現実世界の物理量を直接表しますが、デジタル信号は離散的で一連の XNUMX 進数またはビットを使用して情報を表します。
2. アナログ信号は無限の変動を持ち、信号を連続的に表現できるため、高い精度と精度が可能になります。 デジタル信号は離散値を持っているため、量子化エラーや精度の制限が発生する可能性があります。
3. アナログ信号はノイズや干渉の影響を受けやすく、送信および処理中に歪みが生じる可能性があります。 デジタル信号は、ノイズが存在する場合でも正確に再構築できるため、ノイズ耐性が高くなります。
4. アナログ信号には、処理と保存のために特殊なアナログ回路が必要です。 一方、デジタル信号は、コンピュータやデジタル記憶装置などのデジタル システムを使用して簡単に処理、操作、保存できます。
5. アナログ信号は、長距離伝送すると減衰やノイズなどの要因により品質の劣化や損失が発生する可能性があります。 デジタル信号は、ノイズレベルが許容範囲内である限り、品質を損なうことなく送信および再生できます。

アナログ信号とデジタル信号の比較

比較のパラメータ	アナログ信号	デジタル信号
表現	現実世界の物理量を連続的な値の範囲で直接表します。	一連の離散 XNUMX 進数 (ビット) を使用して情報を表します。
精度	信号の連続的な性質により、高い精度と精度が得られます。	量子化エラーが発生する可能性があり、アナログ信号と比較して精度が制限されます。
信号の変動	無限のバリエーションを持ち、信号を連続的に表現できます。	有限数の XNUMX 進数で構成されるため、離散値と限られたバリエーションを持ちます。
ノイズ耐性	送信および処理中にノイズや干渉の影響を受けやすくなります。	ノイズが存在する場合でも正確に再構築できるため、ノイズ耐性が高くなります。
処理と保管	処理と保存には特殊なアナログ回路が必要です。	デジタル システムとテクノロジーを使用して簡単に処理、操作、保存できます。

参考情報

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900298009863?casa_token=Rg8fPsvjoEIAAAAA:3inv4jz8r9Osm0EnI9lmiwEf8PGfurN-_5XHVg9gGsJA2uDsHpqPXtYMgLzffiRswx5K5Ny_Gw