아날로그 신호(영어: analog signal, 영국 영어: analogue signal)는 다른 물리적 양을 나타내기 위해 사용되는 연속 시간 신호(continuous-time signal)로, 표현하고자 하는 양에 비유(analogous)되는 신호를 말한다. 예를 들어 아날로그 오디오 신호에서는 순간 신호 전압이 음파의 압력 변화에 따라 연속적으로 변한다.
정의
아날로그 신호는 정보를 전달하기 위해 매체의 어떤 속성을 연속적으로 변화시키는 방식을 사용한다. 전기 신호의 경우 전압, 전류, 또는 주파수를 변화시켜 정보를 나타낸다. 기계식 기압계(아네로이드 기압계)는 회전 위치를 신호로 사용하여 압력 정보를 전달하는 기계적 아날로그 신호의 예이다.
자연계에서 발생하는 대부분의 신호(소리, 빛, 온도, 위치, 압력 등)는 아날로그 형태를 가지며, 이러한 물리적 변수는 변환기(transducer)를 통해 전기적 아날로그 신호로 변환된다. 예를 들어 마이크로폰은 소리의 압력 변화를 이에 비례하는 전압 또는 전류의 변동으로 변환한다.
디지털 신호와의 대비
아날로그 신호는 연속적인 값을 가지는 반면, 디지털 신호(digital signal)는 원래의 시간 변화량을 샘플링(sampling)된 양자화(quantization)된 수치 값의 시퀀스로 나타낸다. 디지털 표현은 대역폭 및 동적 범위에 제약을 가하며 양자화 잡음(quantization noise)을 추가한다.
노이즈와 한계
아날로그 신호는 통신 채널, 기록 및 신호 처리 과정에서 도입되는 전자기 잡음(electronic noise)과 왜곡(distortion)에 취약하다. 신호가 전송, 복사, 처리될 때마다 신호 경로에 불가피하게 도입되는 잡음이 세대 손실(generation loss)로 누적되어 신호 대 잡음비(SNR)를 점진적이고 비가역적으로 저하시킨다. 극단적인 경우 신호가 잡음에 압도될 수도 있다. 잡음은 오디오 신호에서는 히스(hiss) 및 상호변조 왜곡으로, 비디오 신호에서는 스노우(snow)로 나타난다.
대중적인 오해와 달리, 아날로그 표현은 현실 시스템에 존재하는 불가피한 잡음(따라서 오차)으로 인해 "무한한" 해상도나 정밀도를 제공하지 않는다.
아날로그 시스템에서의 잡음 축적은 전자기 차폐(electromagnetic shielding), 평형선(balanced lines), 저잡음 증폭기 및 고품질 전기 부품을 통해 최소화할 수 있다.
활용
아날로그 신호는 오디오 장비, 아날로그 텔레비전, 라디오, 각종 계측 장비, 연산 증폭기 기반 회로, 필터, 변조기 등에서 널리 사용된다. 현대에는 많은 아날로그 신호가 디지털 변환(ADC)을 통해 디지털 시스템에서 처리된 후, 필요에 따라 다시 아날로그 신호(DAC)로 변환되어 사용된다.
