정의
디지털 신호는 연속적인 값이 아닌, 이산적인 수치(보통 0과 1의 이진수)로 표현되는 신호를 말한다. 전기적·광학적·무선 형태로 구현될 수 있으며, 정보의 전송·처리·저장 등에 사용된다.
개요
디지털 신호는 아날로그 신호와 대비되는 개념으로, 아날로그 신호가 연속적인 진폭을 가지는 반면 디지털 신호는 미리 정의된 단계(level)만을 갖는다. 일반적으로 아날고‑디지털 변환기(ADC)를 통해 아날로그 신호를 샘플링·양자화하여 디지털 형태로 변환하고, 디지털‑아날로그 변환기(DAC)를 이용해 다시 아날로그 형태로 복원한다. 컴퓨터, 디지털 통신, 디지털 오디오·비디오 등 현대 전자·통신 시스템의 핵심을 이루며, 오류 검출·정정, 압축, 보안 등의 부가 기능을 효율적으로 적용할 수 있다.
어원/유래
- 디지털(digital): 라틴어 digitus “손가락”에서 파생된 ‘digit’(숫자)와 ‘-al’ 형용사 어미가 결합된 형태로, ‘수(숫자)로 표현되는’이라는 의미를 가진다.
- 신호(signal): 라틴어 signum “표시, 신호”에서 유래했으며, ‘정보를 전달하기 위한 물리적 현상’이라는 의미로 사용된다.
‘디지털 신호’라는 용어는 전자공학·통신공학 분야에서 20세기 중반 이후, 디지털 회로와 컴퓨터 기술이 보편화됨에 따라 일반화되었다.
특징
- 이산성: 시간·진폭 모두 일정한 간격으로 구분된 값만을 가짐.
- 양자화: 아날로그 신호를 유한한 단계(level)로 변환하는 과정이 포함된다.
- 노이즈 내성: 일정 범위 내의 잡음은 값의 변화를 일으키지 않아 오류 발생 확률이 낮다.
- 복원성: 동일한 디지털 데이터는 언제든 동일한 아날로그 파형으로 재생성 가능.
- 대역폭 효율: 압축·코딩 기법을 적용해 전송 대역폭을 절감할 수 있다.
- 동기화 필요: 송·수신 측이 동일한 샘플링 주기·클럭을 유지해야 정확한 데이터 전달이 가능하다.
관련 항목
- 아날로그 신호
- 샘플링(Sampling)
- 양자화(Quantization)
- 아날로그‑디지털 변환기(ADC)
- 디지털‑아날로그 변환기(DAC)
- 샤논-나이퀴스트 샘플링 정리
- 이진 코드(Binary code)
- 오류 검출·정정(Error detection and correction)
- 디지털 변조(Digital modulation)
- 디지털 신호 처리(DSP, Digital Signal Processing)