[전자회로 입문 2] 아날로그와 디지털 개념

안녕하세요.

Edward입니다.

 

실제 아날로그와 디지털의 개념을 잘 모르시는 분들이 많은 것 같아,

이번에는 아날로그와 디지털의 차이점을 알아보도록 하겠습니다.

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시작하기에 앞서, 다른 전자 개념에 대해서 궁금하다면 아래 내용도 함께 공부해보세요 ^^

전기의 이해

[전자회로 입문#] 옴의법칙이란?!

저항의 용도

[전자회로 입문 1] 저항 완벽 이해

[전자회로 입문#3] Pull-up과 Pull-down 완벽 이해

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아날로그란?!

아날로그(영어: analog 또는 analogue)는 어떤 수치를 '길이', '각도' 또는 '전류'와 같이 외부적인 원인에 의해 연속적으로 변하는 물리량으로 나타내는 일. 자동차의 속도를 바늘의 각도로 표시해주는 속도 측정계, 수은주의 길이로 온도를 나타내는 온도계, 상대적으로 얕게 패이거나 깊게 패인 여러 홈들과 바늘의 마찰로 인해 녹음된 소리가 나오는 음반(LP)이 아날로그의 예다. 디지털에 대비되어 쓰인다.

우리가 자연에서 얻는 신호는 대개 아날로그이다. 이를테면, 빛의 밝기, 소리의 높낮이나 크기, 바람의 세기 등이 있다.

그러나 미시적인 자연 현상은 디지털의 개념에 가깝다. 인간을 포함한 동물의 신경은 신경 다발이 몇 개 자극되는가로 신호의 세기를 느낀다. 더 근본적인 단계에서 양자 역학에서 에너지가 양자화 되어 있다. 다시 말해, 빛의 세기도 알고 보면 광자가 몇 개 들어오는가로 빛의 양을 알 수 있다.

- 출처 위키 백과

 

 

디지털이란?!

디지털(digital, 문화어: 수자형, 수자식)은 아날로그를 연속적 실수가 아닌, 특정한 최소 단위를 갖는 이산적(離散的)인 수치를 이용하여 처리하는 방법을 말한다. 이 용어는 손가락을 뜻하는 라틴어 낱말 digit에서 나온 것으로, 숫자를 세는 데 쓰인다.

디지털 컴퓨터에서는 모든 자료를 디지털 방식으로 처리한다. 문서와 통계 자료뿐만이 아니라 음성 자료도, 영상 자료도 이산적인 값으로 처리한다. 디지털 자료는 복제, 삭제, 편집이 간편하며, 복사물과 원본의 차이가 없다는 특징을 갖는다.

음악이나 화상과 같은 일정한 주기로 아날로그 자료 샘플을 채집하여 디지털로 변환하는 과정을 샘플링이라 한다. 이 때, 초당 샘플링 회수는 아날로그 주파수보다 2배 더 높아야 앨리어싱 현상(계단 현상)이 일어나지 않는다. 이 과정에서 품질은 필히 떨어지기 마련이다.

디지털과 아날로그를 이어주는 대표적인 기계로는 모뎀이 있다.

- 출처 위키 백과

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위 설명을 좀 더 간단하게 표현하자면 "아날로그"란 연속성을 가진 신호입니다. 신호가 연속해서 연결되어 있다는 의미로 생각하시면 됩니다.

그리고 "디지털"이란 아날로그와는 다르게 불연속성을 가진 신호입니다. 신호가 '0'과 '1'로만 구성되어 있습니다.

사실 이 개념이 전부입니다..

현재 우리가 사용하는 대부분의 전자회로 시스템은 디지털 시스템입니다.

디지털을 사용하는 이유는 아닐로그에 비해 잡음에 강하고, 신호 처리가 쉽습니다.

또한 임베디드 시스템에서는 디지털을 이용해 초소형의 제품을 만들 수 있으며 비용도 저렴합니다. 

디지털은 On과 Off 혹은 '0'과 '1', 두 가지의 상태만을 갖고 있으며, 

이 두가지의 상태로 데이터를 전송하고 조작을 할 수 있습니다. 

 

 

간단하게 예를 들어보면,

가장 많이 사용하는 마이크로 컨트롤러 제품인 아두이노에는 다음과 같이 표현됩니다.

아두이노 동작 레벨 신호	ON	OFF
	1 (5V)	0 (0V)
	HIGH	LOW

위 표와 같이 아두이노에 사용된 ATmega328 마이크로 컨트롤러에서는 On는 1과 같으며 HIGH 신호로 표현하고, 

Off는 0과 같으며 LOW 신호로 표현합니다. 

이들 신호(로직레벨)는 일반적으로 전압의 크기에 의해 결정됩니다. 

5V 전원을 사용하는 아두이노 보드의 로직레벨에 대한 전압 크기는 다음과 같습니다.

 

감사합니다 ^^