아날로그 to 디지털 전송 (1) - ADC (아날로그 to 디지털 변환)

1. Digitalization (아날로그 to 디지털화)

• 아날로그 데이터 (음성, 영상 등)을 디지털로 바꿔놓기만 하면, 그 뒤로는 자유롭게 이용 가능
• 디지털 데이터로만 바꿔놓으면 이전에 배운 라인코딩을 이용해 변조해서 보내면 전송 가능
• 추가로 디지털 데이터로 변환했어도 나중에 전송 이후에 다시 아날로그로 바꿀 수 있음.
• 이를 Modulation / Demodulation이라고 하는데, 이 것을 수행하는 것을 "모뎀"이라고 함.
• Modulation은 영어로 "변조"라는 뜻임. (PCM을 펄스 코딩 변조라고 부르는 것을 기억하자)

 

2. ADC (Analog to Digital Conversion)

• 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 기법을 의미함. ADC 알고리즘은 매우 다양한데,
• 아날로그를 디지털로 바꾸는 행위 자체가 기존 아날로그 데이터를 훼손한다는 것임.
• 그러나 아날로그는 오류가 들어와도, 그게 오류인지 알 방법이 없으나 디지털은 검출가능
• 따라서 디지털로 바꾸고나면 디지털로 바뀌었다는 것 자체가 훼손이 된 것이지만,
• 그 이후로 훼손되면 훼손된 사실을 알 수 있고 원래대로 변환하는 등의 방법이 가능해짐.
• 가장 흔하게 쓰이고 유명한 방식으로 PCM(Pulse Code Modulation)이 있음.
• 그외에도 PAM(...Amplitude...), PWM(...Width...), PPM(...,Position...)등이 있었으나 PCM이 지배적
• 그리고, PCM 말고도 Delta Modulation 방식이라는 변조 방식이 있음. (이 것도 배울 것임)

 

3. PAM, PWM, PPM

[그림] PAM, PWM, PPM 방식 비교

• PAM : SIgnal이 높으면, 위상(Phase)을 크게, Signal이 낮으면 위상을 낮게 (채택됨)
• PWM : Signal이 높으면 신호의 너비를 넓게, Signal이 낮으면 너비를 짧게
• PPM : Signal이 높으면 신호를 빠르게, Signal이 낮으면 신호를 늦게 보내기

 

4. ADC의 과정 간단하게 요약

• 아날로그 데이터를 특정 시간마다 샘플링하여 Discrete Time으로 만듬 (=> PAM)
• PAM 데이터를 양자화하여 Discrete Signal로 만듬. 여기에서 끝나지 않고,
• Discrete Signal로 변환된 데이터에 부호화(코딩)을 해서 PCM 데이터로 만듬.

[그림] ADC의 과정 요약

 

5. Reference

데이타통신