アナログとデジタルの関係はかなり微妙なところもあるのがわかる。
葉田善章。通信で取り扱う信号。情報を表現する信号について。基礎知識として信号の表現について。時間領域や周波数領域での表現。互いに変換する方法。周期がある信号を時間領域から周波数領域へ。フーリエ変換。逆に周波数領域から時間領域に。一方周期がない信号を。連続なスペクトルが。周期を持たない信号は周波数が微妙に異なる正弦波で。
信号について。情報を信号として表現する方法やアナログとデジタルの信号の取り扱い。
信号による情報の表現。離れた場所にある端末と。別のところに。何らかの表現。信号そのものを情報として扱うアナログと、符合を対応付けるデジタル。電話を例に。電話は声を通信相手とやり取りする。空気の振動により伝わる音。空気の振動を耳で捉える。可聴音。周波数。空気が1秒間に何回振動するか。20ヘルツから20キロヘルツの範囲。空気の振動そのままでは取り扱いが困難。マイクで振動を捉えて電気信号に変換して。電気信号として電線を伝って送り空気の振動に変換。電気信号は声の振動に対応して連続的に変化。アナログと呼ぶ。アナログは変化する連続の値をそのまま表現。微妙な違いが出ることも。殆どの情報はアナログで。アナログでの通信。通信モデル。情報源は人間のように情報を発する源。何らかの情報を持ったメッセージ。アナログの情報。通信のために送信機が出力する信号は連続的値を持つアナログ。通信路に信号を。周辺から影響を受ける。モデルでは影響を与える源を雑音源と。ノイズが発せられる。送信機より流された信号はノイズが加わり受信機に届く。宛先には送信された信号にノイズが混じった信号が。アナログで表現される情報は連続的に変化する微妙な変化そのもの。送信機が送信した信号と困窮するノイズの区別をつけることが困難。つまりアナログによる通信は同じにならない。デジタル。0と1の組み合わせ。コンピュータで表現される文字情報。中では0と1を組み合わせた符合として。構成する0と1。連続して変化せず飛び飛びに。離散的なデジタル。デジタルで表される情報。アナログと比べると2種類の。直線的なグラフ。通信について。情報源から発せられるメッセージはデジタルで表現される。通信路に出力する信号は離散的な値を持つデジタル情報。アナログと同様、雑音源から雑音が。信号は送信機とノイズが。デジタルで表現されるのは離散的に変化する信号。多少は信号が変化しても変化がわかれば情報を取り出すことが出来る。ノイズの影響を受けにくい。宛先で受け取る情報は同じになる。様々なところでコンピュータが。ネットワークで接続され通信を。コンピュータ通信を考えるのでデジタル通信について。その基礎となるアナログ通信についても。モデムの音。FAXの通信音。急に音の高さ低さが。ノイズに強い。アナログ通信は盗聴が。
通信システムで取り扱う信号。コンピュータを用いた通信はコンピュータで取り扱う信号を。実世界はアナログだがコンピュータの中はデジタルで。同じ情報をアナログとデジタルで変換する仕組みが必要。電気信号の変化。ADコンバータ。AD変換器やアナログ・デジタル変換器。デジタルからアナログ。DAコンバータ。DA変換器。デジタル通信を行うシステム。デジタル通信を行うシステム。通信システムは送信機と受信機の組み合わせで構成。TVやラジオのように明確に分かれるものもあるが、携帯電話のように送信機と受信機が一体になっているものも。1つの端末に入っている端末は状況に応じて。無線による通信。発生源からのアナログをデジタルに変換。ADコンバータを用いてデジタル信号に変換。DAコンバータで送信する形式に変換。送信機はデジタル情報を扱うが電波は実世界の現象なのでデジタル信号はアナログに。アンテナで送受信される電波は周波数が高い。高周波回路を用いてアンテナで送信できるように。アンテナを使って電波を発信。受信機ではアンテナを使って受信してデジタル情報に変換してコンピュータで処理。送信機からの情報を処理。DAコンバータでアナログ信号に変換して電気信号に変換。スピーカやモニターで。アンテナで送受信される電波。通信は無線通信で用いられる、様々な特性を持つ電波で。送信する電波はアナログ信号。波形を持つアナログ信号を使って。受信機は送信された電波をADコンバータでデジタル信号にして0と1の符号を。アンテナで送受信される電波は無線周波数と。RFと呼ぶこともある。高い周波数の電波。高周波。HF。電波を取り扱うRF回路、高周波回路。通信を行う様々な機器は通信に関わる殆どはデジタル処理で。技術革新で確実に処理できる。アナログ回路は周波数に応じて設計する必要があったが、デジタルではソフトウェアの変更だけで対応できる。通信機器のソフトウェアで。ソフトウェア無線。SDRとも。
アナログ信号をデジタル信号に。AD変換。標本化量子化符号化の過程を経て。標本化は連続して変化するのを一定の時間の幅で。サンプリング。正弦波の信号を例に。信号を一定の時間間隔で区切る。サンプル値。周期を持つ。標本化周期、サンプリング周期。周波数と周期の関係を。標本化の周期を周波数を使って表せる。標本化周波数。アナログ信号に標本化を行うとアナログ値に。連続的に変化していたものから離散的な値に。離散的な値に変換する量子化を。デジタル信号の取り扱いが出来る。正弦波の信号に量子化を。最大値をAボルト。AボルトからーA。量子化レベル。標本値とデジタルとの差を量子化雑音と。量子化誤差とも。量子化する際の量子化レベルが少ないほど量子化誤差の影響を受けやすくなる。実用上不都合がない程度にビット数を増やして対応する。一定間隔に区切ることで量子化を。デジタル符号は8つの符号で。デジタル符号は2進数の値として3ビットの形で。小さい値から8種類。デジタル信号への変換。割り当てられた符号にする。連続的なアナログ信号が飛び飛びの値を取るデジタル信号に。パルス符号変調。PCM。量子化で用いられるグレイコード。隣り合う符号は1ビットずつ異なる。デジタル化した符号からDA変換。デジタル信号に含まれるデジタル符号を変換。AD変換は一定の時間間隔で。DA変換は一定の時間間隔でデジタル化した符号に割り当てられる連続的な。
