아날로그, 이산 및 디지털 신호

값 변경의 특성에 따라 모든 물리량은 상수(고정 값이 하나만 있는 경우), 불연속(둘 이상의 고정 값을 가질 수 있는 경우) 또는 아날로그(무한한 수의 값을 가질 수 있는 경우)일 수 있습니다. 이 모든 수량은 디지털화할 수 있습니다.

아날로그 신호

아날로그 신호는 시간 축을 기준으로 각 시점에서 정의된 값 집합의 연속적인 선으로 나타낼 수 있는 신호입니다. 아날로그 신호의 값은 임의의 순간에 임의적이므로 일반적으로 일종의 연속 함수 (변수로 시간에 따라 다름) 또는 시간의 구분 연속 함수로 나타낼 수 있습니다.

아날로그 신호는 예를 들어 전자기 마이크의 코일 또는 튜브 음향 증폭기에서 생성되는 오디오 신호라고 할 수 있습니다. 이러한 신호는 연속적이고 그 값(전압 또는 전류)이 서로 매우 다르기 때문입니다. 어느 순간.

아래 그림은 이러한 유형의 아날로그 신호의 예를 보여줍니다.

아날로그 값은 특정 한계 내에서 무한히 다양한 값을 가질 수 있습니다. 그것들은 연속적이며 그 가치는 비약적으로 변할 수 없습니다.

아날로그 신호의 예: 열전대는 아날로그 온도 값을 전송합니다. 프로그래머블 로직 컨트롤러에, 솔리드 스테이트 릴레이로 전기 오븐의 온도를 제어합니다.

이산 신호

신호가 특정 순간에만 임의의 값을 가정하면 이러한 신호를 불연속 신호라고 합니다. 실제로 대부분의 경우 균일한 시간 그리드에 분산된 이산 신호가 사용되며 그 단계를 샘플링 간격이라고 합니다.

이산 신호는 샘플링 순간에만 0이 아닌 특정 값을 가정합니다. 즉, 아날로그 신호와 달리 연속적이지 않습니다. 일정한 크기의 작은 부분이 일정한 간격으로 소리 신호에서 잘려나간 경우 이러한 신호를 이산 신호라고 할 수 있습니다.

아래는 샘플링 간격 T로 이러한 이산 신호를 생성하는 예입니다. 신호 값 자체가 아니라 샘플링 간격만 측정된다는 점에 유의하십시오.

불연속 신호에는 두 개 이상의 고정 값이 있습니다(해당 값의 수는 항상 정수로 표시됨).

두 값에 대한 간단한 이산 신호의 예: 리미트 스위치 활성화(메커니즘의 특정 위치에서 스위치 접점 전환). 리미트 스위치의 신호는 접점이 열려 있고(동작 ​​없음, 전압 없음) 접점이 닫혀 있는(동작 있음, 전압 있음) 두 가지 버전으로만 수신할 수 있습니다.

디지털 신호

불연속 신호가 일련의 양자량으로 표현될 수 있도록 일부 고정된 값(특정 피치의 그리드에 위치할 수 있음)만 취하면 이러한 이산 신호를 디지털이라고 합니다. 즉, 디지털 신호는 시간 간격뿐만 아니라 레벨로도 양자화된 이산 신호입니다.

실제로 이산 및 디지털 신호는 여러 문제에서 식별되며 컴퓨팅 장치를 사용하여 샘플로 쉽게 결정할 수 있습니다.

그림은 아날로그 신호를 기반으로 디지털 신호를 형성하는 예를 보여줍니다. 디지털 신호 값은 중간 값을 취할 수 없으며 특정 수직 그리드의 정수 단계만 사용할 수 있습니다.

디지털 신호는 컴퓨팅 장치의 메모리에 쉽게 기록 및 재작성되며 정확도 손실 없이 간단하게 읽고 복사할 수 있는 반면, 아날로그 신호 재작성은 항상 중요하지 않지만 일부 정보의 손실과 관련됩니다.

디지털 신호 처리는 품질 손실이 전혀 없거나 무시할 수 있는 손실로 계산 작업 실행으로 인해 매우 높은 성능을 가진 장치를 얻을 수 있게 합니다.

이러한 이점 때문에 오늘날 데이터 저장 및 처리 시스템에서 유비쿼터스인 것은 디지털 신호입니다. 모든 최신 메모리는 디지털입니다. 아날로그 저장 매체(예: 카세트 등)는 오래 전에 사라졌습니다.

아날로그 및 디지털 전압 측정기:

그러나 디지털 신호에도 단점이 있습니다.전송은 일반적으로 연속적인 전자파를 통해 이루어지기 때문에 그대로 직접 전송할 수 없습니다. 따라서 디지털 신호를 송수신할 때, 추가 변조에 그리고 아날로그-디지털 변환... 네트워크를 따라 값의 양자화로 인해 디지털 신호의 더 작은 동적 범위(가장 큰 값과 가장 작은 값의 비율)는 또 다른 단점입니다.

아날로그 신호가 필수적인 영역도 있습니다. 예를 들어, 아날로그 사운드는 결코 디지털과 비교되지 않으므로 샘플링 속도가 가장 높은 풍부한 디지털 오디오 녹음 형식에도 불구하고 진공관 앰프와 녹음은 아직 유행을 타지 않았습니다.