アナログ信号（連続波形）

スライダーで周波数・振幅・位相を変えると、波の形がなめらかに変化します。値と値の間に「すき間」が無く、どの瞬間にも値を持つのがアナログ信号の特徴です。

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アナログ信号とは

アナログ信号とは、時間とともに 切れ目なく連続的に変化する波形で情報を表す信号のことです。「アナログ＝連続的」と覚えてください。値はとびとびではなく、どんなに細かく拡大しても必ず何かの値を持っています。

身近な例で言うと、水銀の温度計がアナログです。気温が 20.0℃ から 20.1℃ へ上がるとき、水銀柱は途中の 20.05℃ や 20.073℃ もすべて通って連続的に伸びます。声・音楽・光の明るさ・電圧の波なども、もともとはすべてアナログの量です。

上のツールで ▶ボタンを押すと波がリアルタイムに流れます。スライダーを動かして波がなめらかに変わる様子を見てください。「いつの瞬間でも値が存在する」のがアナログ信号の本質です。

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周波数・振幅・位相

アナログ信号（特に正弦波）の形は、次の3つの量で完全に決まります。
・周波数（しゅうはすう）＝1秒間に波が繰り返す回数。単位は Hz（ヘルツ）。高いほど波が細かくなり、音なら高い音になる
・振幅（しんぷく）＝波の上下の大きさ。大きいほど信号が強く、音なら大きい音になる
・位相（いそう）＝波がどこからスタートするかのずれ。同じ形の波でも、開始位置が左右にずれている状態

正弦波（サインカーブ）は数式で y = 振幅 × sin(2π × 周波数 × 時間 + 位相) と書けます。上のツールはまさにこの式を計算して波を描いています。

身近な例で言うと、ブランコをイメージしてください。1往復にかかる回数の速さが周波数、どこまで高く揺れるかが振幅、2人のブランコのタイミングのずれが位相です。周波数が高いほど波は細かくなります。

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デジタル信号との違い

デジタル信号は、アナログとは正反対で 0 と 1 のとびとびの値（離散値）だけで情報を表します。「デジタル＝段階的・とびとび」です。アナログのなめらかな波に対し、デジタルは階段状のカクカクした形になります。

コンピュータは 0 と 1 しか扱えないため、声や音楽などのアナログ信号は 標本化・量子化・符号化（後のページで学ぶPCM）という変換を経てデジタルに直してから保存・処理します。アナログは連続、デジタルは離散であり、デジタルは雑音に強いという違いがあります。