アナログデータとデジタルデータを行き来してみる

こんにちわ。

アナログとデジタルは同じ情報(データ)を、異なる形で表現します。

アナログが連続したデータであるのに対して、デジタルとは離散したデータと言えるかなと思います。

アナログが、1枚の渡し板だとすれば、デジタルはさしずめハシゴでしょうか?

渡し板はどこを踏んでも板(値)がありますが、ハシゴは、何もない部分がありますよね。

デジタルデータしか理解しないコンピュータと、実際の世界のアナログデータ何らかの変換をしてやらないとお互いの意思疎通はできませんよね。

たとえば、アナログの音声をコンピュータが理解できる形にするには、音声をデジタル音声データに変換してやらないと処理できません。

そんなアナログデータをデジタルデータに変えるとき、またはその逆をするときってどういったデータの加工をするのでしょうかね?

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アナログデータをデジタルに変換する

アナログ信号をデジタル信号に変換することをアナログーデジタル変換といい、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する電子回路をアナログーデジタル変換回路と言います。

この変換回路のことをA/Dコンバーターとも言います。

基本的なA/D変換の操作は、まず一定のサンプリング周波数でアナログ信号を分解し、それぞれの値を数値化することで行います。

図解するとこんな感じです。

(出典:ウィキメディア・コモンズ photo by Megodenas / Public Domain )

縦棒1つ1つがデジタルデータの値となります。

A/D変換の性能は、分解能、誤差、変換時間とサンプリング周波数、時間方向の誤差などで測りますが、詳しい説明は難しくなるのでここでは省略です。

デジタルデータをアナログに変換する

逆にデジタル信号をアナログ信号に変換することをデジタル-アナログ変換(D/A変換)といい、デジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する電子回路をデジタル-アナログ変換回路と言います。

デジタル-アナログ変換回路はD/Aコンバーター(DAC(ダック))とも呼ばれます。

やっていることは、A/D変換の逆ですがデジタル・アナログ変換回路の方式にはいくつかあります。

その中でも、「電流出力型」や「デルタシグマ型」が映像信号処理や通信、音声信号処理に使われています。

(出典:ウィキメディア・コモンズ photo by Megodenas / Public Domain )

身近な例

身近なA/D変換、D/A変換の例としてはCD(コンパクトディスク)があります。

音楽などのアナログデータをデジタルデータに変換してCDに保存してやります。

そのCDを聴くときに、デジタルデータをアナログデータにCDプレーヤーで変換して出力してやります。

また、昔はデータ通信と言えば、アナログの電話回線を使っていましたので、モデムという危機を使っていました。

このモデムでデジタル信号をアナログの音にD/A変換し、電話回線に送り出します。

また、受け取る側は電話回線で送られてきたアナログの音をA/D変換してコンピュータにとりこんでいました。

今は、インターネットが普及したので、モデムを使うことはほぼなくなりましたね。

最後までおつきあい、ありがとうございました。

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