●序章 アナログ、デジタルってなぁーに？（アナ・デジ時代がやってきた）

計は時刻がズバリ、数字によって表わされるもの（直にわかるもの（直視型時計）です。 後者のデジタル時

その針の角度によって時刻を読み取り、見れば直ぐがあり、 前 者のアナログ時 計は長 針と短 針があり、参照）。この時計には“アナログ時計”と“デジタル時計”

この変化を時々刻々表示するものが“時計”です（図１

して変わっていきます。例えば、時刻は時間の変化で、私たちの身の廻りを取り巻く量は、大部分が連続）され変換（ＤＡ変換
Digital to Analog Converterて出力データになります。この出力データは、液晶デて処理され、その処理結果がデジタルからアナログへ）され、演算器（マイクロAnalog to Digital Converter
プロセッサ等）、メモリなどの電子回路に送り込まれデータがアナログからデジタルへ変 換（ＡＤ変 換変換され、あるいは、音声等によって入力された入力

よって入力された入力データがデジタルからデジタルへ

例えば、マイクロコンピュータは、人間のキー操作にアナログ量、デジタル量読型時計）です。したがって、アナログ時計とデジタィスプレイのような表示装置によって処理結果を見る

身の廻りにあるアナログとデジタル

ル時計は「 量的に見るのか？」、「 数的に見るのか？」ことになります（図２参照）。

この時計のように長短針角度、あるいは、物の長さ、このように現在の電子機器には、アナログ量とデジプリンタ

USBメモリタル量が混在し、私たちの生活に利便性を与えていキーボード

温度など量的に扱うものを“アナログ量”と呼び、飛9るのです。

コントロールバス

び飛びの数的に扱うものを“デジタル量”と呼んでいま

データバス

ハードディスクフロッピーす。

アドレスバス

このアナログ量とデジタル量混在の電子機器は、パMPUマイクロプロセッサ●私たちの身の廻りを取り巻く量には、アナログ量とデジタル量があり、アナログ量は量的に見るもの、デジタル量は数的に見るもののこと。

8の違いと言っても良いでしょう。

‥

インターフェイス
用語解説

コンピュータってすごいなぁー！

ソコン（マイクロコンピュータ）などで代表されます。

図2 マイクロコンピュータシステム

BOX‥

液晶ディスプレイ
メモリ（b）
デジタル時計（a）
アナログ時計

要点MPU（Micro-processing Unit）：基本的な演算処理を行なう中央処理装置を“CPU”と呼び、このCPUとメモリや周辺回路などを集積化したものを“MPU”と呼びます。近年、“CPU”、“プロセッサ”、“マイクロプロセッサ”、“MPU”
は、ほぼ同義語として使われています。なお本来、“プロセッサ”
は処理装置の総称です。
アドレスバス（Address Bus）、データバス（Data Bus）、コントロールバス（Control Bus）
：アドレスバス
はコンピュータ内部のデジタル信号の伝送路 (バス)の一部で、データの読み出し、書き込みを行なうメモリ上のアドレス( 所在地 ) 信号を伝送するものです。これに対し、データ信号を伝送するためのものをデータバス、タイミングなどの制御信号を伝送するためのものをコントロールバス（制御バス）と呼びます。

1
図1 アナログ時計とデジタル時計

●序章 アナログ、デジタルってなぁーに？（アナ・デジ時代がやってきた）

人は話す、見る、聞くなどアナログで行なうアナログからデジタルへ変換するには？

音声の電気的強弱の変化を“デジタル量”に変換しま“アナログ表現”と呼んでいます。 例えば、人の声は社会では、データを連続的に変化として表わすことを数えられないもの、直視するものを指します。 情報

ベルを“１”、低いレベルを“０”と表現する方法もあり一方、アナログ電圧において、ある電圧より高いレ）”と呼ばれるデジタル表現: Pulse Code Modulationの一つで、ＡＤ変換器などに用いられます。

す（図１ 参照）。この表現は、“パルスコード変調（ PCM

アナログとは“相似”とか、“類似”と言う意味があり、空気の振動（信号の波）ですので、その振動を聴覚でいずれの方法も“１”と“０”の２値レベルを用い、“１”聞き取ります。 手近な方法として、マイクロフォンとえ、その振動している電気信号をスピーカによって聞を「電気のあるレベル」、“０”を「電気のないレベル」（後ます（図２参照）。

き取ります（図１ 参照）。この音声の電気的強弱の述では、電気のオンオフ）に対応させて表現し、“１”、電気的増幅器によって音声を電圧（電流）の強弱に変変化を“アナログ量（アナログ信号）”と呼びます（図１
びます。

“０”のペアー（対）を“ビット”と呼び、“２値論理”と呼
さて、人は話す（音声）以外に、見る、聞くなどア

一方、デジタルとは“指”と言う意味があり、数えられるもの、直読するものを指します。情報社会では、ナログ量で行ないます。 また、 最 近の電 子 機 器は、参照）。

データを不連続的な変化として表わすことを“デジタ1 レベル信号0V

出力電圧﹇ V﹈+5V

主にデジタルで処理します。したがって、アナログ量デジタル出力信号

ル表現”と呼んでいます。 例えば、前述した人の声の時間とデジタル量の扱いが重要になってきます。

（a）アナログ信号

電気的振動をいくつかに分割した一定のステップで数え、図2 アナログ信号とデジタル信号

0 レベル信号時間

それを符号化列（これを“パルス”と呼ぶ）に置き換え、︵6・88V︶︵7・19V︶︵6・88V︶︵6・25V︶︵5・0V︶︵4・06V︶︵3・1V︶︵2・66V︶︵2・5V︶︵2・8V︶

信号レベル﹇ステップ﹈

符号化列レベル（デジタル化）

BOX

（a）

（a）人の声（アナログ量）はマイク、増幅器を通して聞こえます。

●データを連続的に変化として表わすことを“アナログ表現”。一方、データを不連続的な変化として表わすことを“デジタル表現”と呼ぶ。
PCM（Pulse Code Modulation）：パルス符号変調と呼ばれ、音声などのアナログ信号をデジタル信号に変換する方式の一つです。この方式は、信号を一定時間ごとに標本化（サンプリング）し、定められたビット数の整数値に量子化して記録します。記録されたデジタル信号の品質は、1 秒間に何回数値化するか（サンプリング周波数）とデータを何ビットの数値で表現するか（量子化ビット数）で決まります。

（c）

ここから高い電圧を
全て １ レベル

入力電圧﹇ V﹈

ここから低い電圧を
全て 0 レベル0V

アナログ信号10

信号電圧﹇ V﹈（b）デジタル信号

10

アナログ入力信号+10V11（c）デジタル表現（b）アナログ表現

20+5V

時間
時間（音声を電圧の強弱に変えたもの）

デジタル
変換後の信号
アナログ信号

9 8.5 13 20 23
8 10 16 22 2200V

縦軸：符号化のきざみ
3230+10V

スピーカ
増幅器
マイクロフォン

出力回路
入力回路

要点
用語解説

2（b）
音声のアナログ表現とデジタル表現
図1

●序章 アナログ、デジタルってなぁーに？（アナ・デジ時代がやってきた）

人間の見る、聞くはアナログ量で感知

つまり、変復調回路によって人の声であるアナログアナログとデジタルの関係

アナログ回路とデジタル回路の関係を人の声の録音、量がデジタル量へ変換され、デジタル量で処理されて記憶され、必要に応じて読み出されてデジタル量がア再生で見てみましょう。
人の声は、時々刻々変化するアナログ量です。こ知します。 またデジタル技術は、データ伝送や記憶ナログ量へ変換され、声として聴くことができるのです。などの処 理がアナログ技 術に比べて損 失が少 なく、の人の声は、大きさによって雑音（ノイズ）が邪魔しま（変調回路）へ送り込みます。この変調回路によってデ正確な処理が行なえます。したがって、人と電子機

このように、人間の見る（視覚）、聞く（聴覚）等は、ジタル信号になった声の信号を制御回路（コントロール（ＡＤ変換）、器などの接点においてアナログ → デジタル

デジタル量での感知ができませんのでアナログ量で感回路）の命令でデータ記憶回路（メモリ）へ書き込み、（ＤＡ変換）への変換が重要になりデジタル → アナログ改善し、アナログ信号をデジタル信号へ変換する回路保存します。 書き込まれたデータは、再生する指示ます（図２参照）。

すのでフィルタを通して声と雑音との比（Ｓ／Ｎ比）をデジタル信号からアナログ信号へ変換する回路（復調●電子機器にはAD変換器とDA変換器が重要な要素。

BOXがありますと制御回路の命令で順次、読み出されてマイクロフォン回路）へ送り込まれます。この復調回路によってアナ

図2 アナログ回路とデジタル回路の関係とは？

ログ信号になった声の信号は、変換に伴う雑音を含

出典：鈴木八十二編著、”
デジタル音声合成器の設計”、電子科学シリーズ 97、産報出版、1982年7月

みますのでフィルタを通して雑音を軽減し、その後、（a）人の声を録音、再生するための音声・デジタルシステムとして聴くことになります（図１参照）。

（DA変換器）（AD変換器）

アナログ
デジタル

スピーカ
デジタル

デジタル
信号を処理
アナログ

テレビ
人の見る（視覚）、聞く（聴覚）はアナログ量を扱うので変換器が不可欠です。
カメラ

制御回路

記憶回路
（メモリ）

デジタル&
アナログ
デジタル回路など
アナログ&
デジタル

パワーアンプによって増幅してスピーカから出力し、声用語解説

12（b）テープレス・レコーダ（デジタル音声合成システム）

13

スピーカ
変復調回路

フィルタ
フィルタ

マイクロフォン

パワーアンプ
増幅回路

要点

S/N 比（Signal to Noise Ratio：SNR）：データ信号に対するノイズ（雑音）の量を対数で表わしたもの、つまり、基準信号を入力した時の出力レベル（信号レベル）と入力信号なしの時の出力レベル（雑音レベル）との比をdB（デシベル）で表わしたもので、この数値が大きい程、雑音が少なく高品質のデータ信号が得られることを意味します。
DA 変換器（Digital to Analog Converter）、AD 変換器（Analog-to-Digital Converter）：前者はデジタル信号をアナログ信号に変換する回路、後者はアナログ信号をデジタル信号に変換する回路です。

3
声を録音、再生するデジタル音声合成システム
図1