SCIENCE 3D | 아날로그 신호와 디지털 신호

무슨 일이 일어났나

아날로그 신호는 소리의 떨림처럼 끊김 없이 부드럽게 바뀌는 신호이고, 디지털 신호는 그것을 정해진 몇 가지 숫자로만 나타낸 신호입니다.

미국 의회 도서관(LoC)이 설명하는 PCM 은 신호의 크기를 일정한 간격으로 재고(표본 추출), 그 값을 가장 가까운 층으로 반올림해(양자화) 보통 0 과 1 의 부호로 적습니다.

시뮬레이터에서 3 비트는 층 8 개, 층 간격 0.250 이라 반올림 어긋남이 0.125 까지 생깁니다. 1 초에 20 번 재면 1 초에 60 비트가 됩니다.

음악 CD 는 1 초에 44,100 번(44.1 kHz) 재고 표본 하나를 16 비트로 적습니다(LoC). 시뮬레이터에서 16 비트로 하면 층이 65,536 개라 어긋남이 0.0000153 까지 작아집니다.

디지털 숫자는 조금 흐려져도 0 인지 1 인지만 가리면 되므로, NASA 의 우주선 통신처럼 오류를 고치는 부호와 함께 쓰면 아주 약한 신호에서도 거의 틀리지 않고 데이터를 꺼낼 수 있습니다.

💡 생활 속 예시

폰으로 녹음한 목소리 파일도 마이크가 받은 떨림을 아주 짧은 간격으로 재서 0 과 1 의 숫자로 적어 둔 것입니다.
유리 막대 온도계의 빨간 기둥은 부드럽게 오르내리지만(아날로그), 디지털 온도계는 한 칸씩 끊어진 숫자로만 보여 줍니다(디지털).

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

디지털 음악은 소리를 띄엄띄엄 재니까 들으면 뚝뚝 끊겨 들린다.
음악 CD 는 1 초에 44,100 번 재고 표본마다 16 비트로 적어 소리를 아주 촘촘하게 담습니다. 미국 의회 도서관은 이 PCM 을 음악 CD 소리의 표준 꼴로 적습니다. 출처
디지털 신호도 잡음이 섞이면 아날로그처럼 조금씩 흐려진다.
디지털은 0 · 1 만 가려 읽고 오류를 고치는 부호를 써서, NASA 우주선 통신은 아주 약한 신호에서도 데이터를 거의 오류 없이 꺼냅니다. 출처

누가 왜 찾았나

미국 의회 도서관 기록에 따르면 아날로그 소리를 일정한 간격으로 재서 숫자로 적는 PCM 의 역사는 적어도 1930 년대까지 거슬러 올라갑니다. PCM 은 디지털 전화에 쓰였고, 1 초에 44,100 번 · 16 비트로 적는 음악 CD 소리의 표준 꼴이 되었습니다. 이 기록에는 PCM 을 처음 만든 사람의 이름이 적혀 있지 않습니다.

확인된 값

PCM(펄스 부호 변조) — 아날로그 신호의 크기를 일정 간격으로 재서 디지털로 나타냄: pulse code modulation 출처
음악 CD 의 표본 추출 빠르기 (44.1 kHz): 44100 Hz 출처
음악 CD 의 표본 하나의 비트 수: 16 bit 출처
PCM 의 역사가 거슬러 올라가는 때: 1930s 출처
PCM — 일정한 간격으로 재고, 그 값을 디지털(보통 2 진) 부호로 반올림해 적는다: sampled, then quantized 출처
PCM 은 디지털 전화에 쓰였고 음악 CD 소리의 표준 꼴이다: telephone · audio CD 출처
NASA 수신 장치는 아주 약한 신호에서도 데이터를 거의 오류 없이 꺼낸다: virtually without errors 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 통합과학1 · 과학의 기초 [10통과1-01-04]
호주 v9 · AC9S9U04

출처

https://www.loc.gov/preservation/digital/formats/fdd/fdd000011.shtml(확인 2026-11-12)
https://science.nasa.gov/learn/basics-of-space-flight/chapter10-1/(확인 2026-11-12)

아날로그 신호와 디지털 신호