A/D変換

私たちの身の回りには、温度計の温度変化やマイクで拾う音声、写真の明るさのように、連続的に変化する量がたくさんあります。これらはアナログ信号と呼ばれます。一方、コンピュータは、０と１のデジタル信号で情報を処理します。アナログ信号をコンピュータで扱うためには、アナログ信号をデジタル信号に変換する必要があります。この変換をアナログ・デジタル変換、略してA-D変換と呼びます。 このA-D変換は、大きく分けて「標本化」「量子化」「符号化」の３つの段階で行われます。まず「標本化」では、連続して変化するアナログ信号を、まるで映画のフィルムのように、一定の時間間隔で切り取っていきます。この切り取る間隔を短くすればするほど、元のアナログ信号により近い形で記録ができます。次に「量子化」では、標本化で切り取った値を、あらかじめ決められた階段状のレベルに当てはめます。例えば、切り取った値が２．３だった場合、最も近いレベルである２に近似させます。レベルの数を増やすほど、元のアナログ信号により近い値で記録ができます。しかし、レベルの数を増やすとデータ量も増えるため、元の信号の特徴を損なわない範囲で適切なレベル数を選ぶことが大切です。最後に「符号化」では、量子化された値を、コンピュータが理解できる０と１のデジタルデータに変換します。例えば、レベルが８段階なら、０から７までの各レベルに、０００から１１１までの２進数を対応させます。 このように、A-D変換によって、コンピュータは連続的なアナログ信号をデジタル信号に変換し、処理することが可能になります。この技術は、音声録音や画像処理など、様々な分野で広く活用されています。