デジタル

身の回りの世界は、音や光、温度のように連続的に変化する情報であふれています。これらはアナログ情報と呼ばれます。一方、コンピュータは０と１の飛び飛びの値、つまりデジタル情報しか扱うことができません。コンピュータでアナログ情報を扱うためには、アナログ情報をデジタル情報に変換する必要があります。これをアナログ・デジタル変換、略してA-D変換といいます。 A-D変換は、大きく分けて三つの段階で行われます。最初の段階は「標本化」です。連続的に変化するアナログ情報を、まるで映画のフィルムのように、一定の時間ごとに切り取って値を取り出します。この切り取る間隔が短ければ短いほど、元のアナログ情報に忠実なデジタル情報を得ることができます。たとえば、一秒間に何回値を取り出すかを「標本化周波数」といいますが、この数値が大きいほど、より元の情報に近くなります。 次の段階は「量子化」です。標本化で取り出した値は、まだ連続的な値です。この値を、コンピュータが扱えるように、飛び飛びの値に変換します。たとえば、電圧計で測った電圧が2.3ボルトだったとして、これを最も近い2ボルトや2.5ボルトといった値に置き換える処理が量子化です。この量子化の段階で、どうしても元のアナログ情報との間に誤差が生じます。この誤差を「量子化誤差」といいます。より細かい単位で量子化を行うことで、量子化誤差を小さくすることができます。 最後の段階は「符号化」です。量子化によって得られた値を、０と１のデジタル信号に変換します。たとえば、10ボルトを「1010」というデジタル信号で表すといった具合です。こうして、アナログ情報はデジタル情報に変換され、コンピュータで処理できるようになります。A-D変換は、私たちの生活を支える様々な電子機器の中で、静かに、しかし重要な役割を果たしています。