아날로그와 디지털 신호의 차이점

신호가 분류되는 두 가지 주요 범주는 아날로그와 디지털입니다. 아날로그와 디지털 신호의 중요한 차이점은 아날로그 신호는 모든 특정 순간에 대해 정의되는 연속 신호라는 것입니다. 반대로, 디지털 신호는 비연속적인 성격을 띠며 특정 시간 순간에 이산적으로 정의됩니다.

 

시그널이란?

전자 및 신호 처리 분야에서 신호는 정보를 전달하는 전류 또는 에너지로 정의됩니다. 공간과 시간에 따라 달라지는 양은 한 지점에서 다른 지점으로 데이터를 전송하기 위한 신호로 활용됩니다. 따라서 기본적으로 신호에 의해 수행되는 정보 유형은 아날로그와 디지털로 분류됩니다.

 

아날로그와 디지털 신호의 차이점

항목	아날로그 신호	디지털 신호
특징	시간이 지남에 따라 변화	특정 시간의 불연속 집합
파형의 종류	정현파	구형파
표시
데이터	연속적인 값 범위.	불연속 값, 즉 0과 1입니다.
소음 민감성	민감	비교적 적음
데이터처리	쉬움	복잡함
신호 극성	+, - 양극/음극	0, 1 양극
신호 암호화	불필요	필수
대역폭	낮음	비교적 높음
전송에 필요한 전력	높음	아날로그 신호에 비해 적음
데이터 전송 속도	느림	빠름
연결된 매개 변수	진폭, 주파수, 위상 등	비트 전송률, 비트 간격 등
정보의 정확성	높음	비교적 적음
예제	인간의 목소리, 비전. 센서	컴퓨터 데이터 전송 및 수신, 전화와 같은 케이블을 통한 신호 전송.

 

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아날로그 신호의 정의

아날로그 신호는 모든 특정 시간에 대해 잘 정의되어 있기 때문에 본질적으로 연속적입니다. 보다 구체적으로, 시간에 따른 값 범위에 대해 연속적으로 정의되는 값입니다. 이들은 정현파 파형으로 표현됩니다. 아래 그림은 아날로그 신호를 나타냅니다.

 

 

여기에서 볼 수 있듯이 신호는 모든 값이 각각의 특정 시간 간격에 대해 지정되기 때문에 본질적으로 연속적이므로 연속 시간 신호라고 합니다. 아날로그 신호를 기록하기 위해서는 정확한 아날로그 신호를 기록할 수 있는 경우에만 실제 신호를 보존해야 합니다.

그러나 어떤 응용 분야에서든 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경해야 할 때마다 샘플링을 통해 이를 달성할 수 있습니다. 샘플링 기술에서 이 신호는 특정 고정 시간 간격으로 샘플링되고 샘플링된 전압은 디지털 값으로 변환됩니다.

 

디지털 신호의 정의

불연속적인 시간 집합에 대해서만 정의되기 때문에 본질적으로 비연속적인 신호 유형을 디지털 신호라고 합니다. 더 간단히 말해서, 우리는 그것이 특정 시간 순간에만 지정된다고 말할 수 있습니다. 따라서 여기서 정보는 불연속 값의 집합으로 표시됩니다. 아래 그림은 디지털 형식의 신호 표현을 보여줍니다.

 

여기서는 데이터가 시간 축에 불연속적으로 위치하므로 비트 형태, 즉 0과 1로 표시됩니다. 이것은 여기서 신호가 0과 1 사이에서 갑작스런 전환을 수행한다는 것을 의미하며,이 두 값은 두 전압 레벨에 해당합니다. 신호를 기록하기 위해 디지털 신호에서는 전체 신호가 아닌 실제 신호의 샘플 만 가져옵니다.

 

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아날로그와 디지털 신호의 주요 차이점

1. 아날로그와 디지털 신호는 주로 정보를 전달하는 방식에 따라 구별됩니다. 아날로그 신호는 정보를 시간의 연속적인 함수로 나타냅니다. 반대로, 디지털 신호는 특정 시간 간격으로 이산적으로 표현됩니다.
2. 아날로그 신호는 노이즈에 대한 민감도가 높기 때문에 디지털 신호보다 더 쉽게 저하됩니다.
3. 아날로그 신호로 작동하는 장치는 디지털 신호로 작동하는 장치보다 전송 및 수신에 더 많은 전력이 필요합니다.
4. 아날로그 신호로 표현되는 정보는 연속적인 값 범위로 인해 디지털 신호보다 비교적 정확합니다.
5. 아날로그 신호는 정보가 더 많은 값을 보유하므로 디지털 신호보다 느린 속도로 전송되므로 정확합니다.
6. 아날로그 신호는 진폭, 위상, 주파수 등으로 정의됩니다. 디지털 신호는 주로 비트 전송률, 비트 간격 등과 관련이 있습니다.
7. 아날로그 신호의 정현파 표현은 이해하거나 디코딩하기 어렵게 만들므로 아날로그 신호에서는 암호화가 필요하지 않습니다. 그러나 디지털 신호는 구형파 형태이기 때문에 쉽게 디코딩할 수 있으므로 안전한 통신을 위해 암호화해야 합니다.
8. 처리를 기반으로 신호의 연속적인 특성은 아날로그 신호를 쉽게 처리할 수 있다고 합니다. 그러나, 신호의 이산적 특성은 디지털 신호의 처리에 어려움을 제공한다.