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アナログ信号とデジタル信号の利点と弱点から見えてくる将来像

デジタル化

アナログ信号と、デジタル信号の利点と弱点を紹介しています。現在は、アナログからデジタル化への流れが主流で、デジタル信号の利点は多いです。この記事では、アナログと、デジタル信号の特徴を紹介しながら、デジタル化が進む理由等を紹介しています。

アナログ信号とデジタル信号の利点と弱点

アナログ信号とデジタル信号波形は、一目見るだけで違います。現在の主流はデジタル信号です。利点と弱点を改めて確認しましょう。

アナログ信号

アナログ時計アナログ時計

音楽の場合、アナログ信号の良い点は、優れた装置で音源を再生すると、より実際の音源に近い色合いのようなものが感じられる点でしょう。これは、音楽を聴くのが趣味のような人が感じられる感覚ですが、原理的な仕組みからも理解できます。

逆に、アナログ信号の弱点は、特別な聴覚がなくても判ります。ノイズに弱いという点です。アナログ信号は、ノイズの影響を受けると信号の形が変わってしまうため、元の信号に復元することが難しいのです。

デジタル信号

デジタル信号の利点は、ノイズを受けても元の信号に修正することが出来ることと、高速通信にしても、信号波形に影響しません。そのため、高速通信や長距離通信に強いと言えます。また、デジタル信号では、エラーチェック用の信号も送付できるため、信頼性の高い情報を送ることができます。

さらにデジタル信号は、暗号化しやすく、受信時に容易に復元できるため、セキュリティ面でも強い方式です。

以上のように、デジタルはアナログに比べて様々な点で優位です。

デジタル信号の弱点は、音楽再生時に人が感じられる色合いのような感覚がない点でしょう。

アナログとデジタル信号の処理の仕方

アナログ信号は、レコード音源のように連続した値で推移する信号です。自然界の音と同様に信号が連続しているため、情報量は膨大です。優れた再生装置でレコードを聴くと音声に彩があるように感じられるのは、連続したデータにはデジタル信号には無い、多くの中間値が存在するためでしょう。

これに対してデジタル信号は、HIGH(1)とLOW(0)の2値だけで表される、とびとびの値です。連続したアナログ量に対して反対の概念です。

デジタル信号は、HIGHレベルやLOWレベルで構成される矩形波です。

デジタル化が進行する理由

実は、連続したアナログ信号は、人間や機械には扱いにくいのです。そのため、デジタル化は、人や機械が扱いやすいように、数字に置き換えようとしたものと言っても良いでしょう。

そのため、技術の進展に伴って、さらに細かく信号を分けてデジタル化できるようになると、人の感覚に違和感と感じられるものも解消していくことでしょう。

まとめ

アナログ信号は、連続した量で、デジタル信号はとびとびの値として現わされたものです。但し、デジタル信号は、連続しているアナログ信号を人や機械が扱いやすいように、数字に置き換えようとしたものと言えるでしょう。

そのため、デジタル信号は「ノイズの修復が可能」、「高速通信でも、信号波形が乱れない」、「暗号化しやすく、受信時に復元しやすい」などの利点があります。また、アナログ回路からデジタル回路にすることで、小型化や低消費電力化も可能です。

デジタル信号は、アナログ信号を分析して、経済面の考慮や、人間に大きな違和感を感じさせないレベルなどを設定して、可能な範囲でデジタル化したものなのでしょう。

連続したアナログ信号も、技術の進歩とともに、とびとびのデジタル信号との区別はつかなくなるなるはずです。

そんな時代になると、現在感じているアナログ信号の利点は、デジタル技術で置き換えられるでしょう。

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iyasaretaihito
子どもの時から、昆虫や恐竜、宇宙などに興味がある理科大好きな理系人間です。 会社は半導体設計関連会社に勤務して、60歳で定年退職後は趣味に没頭する、のん気なおじさんです。