아날로그 소리를 디지털 변환 통신 기술

데이터 통신은 1비트 보내는 것을 이해하는 것부터 시작

• 소리 전송
• 아날로그/디지털
• 아날로그 소리를 디지털로 변환하기

소리 전송 예

• 소리
  • 사람들의 이야기
  • 전화통신
  • 디지털 통신의 기초 : 무선랜, 3/4/5G 통신
• 소리를 이용한 새로운 응용
  • 실내위치 : 스타벅스 모바일 앱 (사이렌 오더)
  • 결제 : 신용카드
  • 음악 : 샤잠(음악 검색)
  • ioT : Amazon Dash button

소리를 아날로그 , 디지털로 표현하기

사람 목소리가 전달되는 주파수

• 가청 주파수 20~ 20,000HZ ( 20kHz)

소리를 신호로 표현해보기

아날로그 : 아~~~

디지털 : 0101010101

아날로그 신호 → 디지털 신호 변환

• 1초에 8,000개의 샘플(스냅샷)으로 표현
• 1개 샘플은 8비트로 표현
• 8,000 * 8 = 1초 64Kbits 데이터 : 64Kbps = 64,000 bits per second (bit/s)
  • bps는 bit / s 로 계산되는 단위이다. (초당 비트 전송률)
  • bps = Hz * bit ( Hz = cycle/second , bit = bit/cycle)

목소리 전송

• 아날로그를 디지털로 바꾸기
• 사람 목소리는 300~3400Hz
• PCM (Pulse Coded Modulation) : 디지털 오디오 표준
  • Modem : 변복조 Modulation : 변조 + DeModulation : 복조

아날로그 소리를 디지털로 변환

ADC : Analog - to - Digital Converter

• 샘플링 : 샘플링할 소리의 고 주파수의 2배정도, 보통 44.1KHz 사용( 이유 : 사람 가청 주파수 20~20KHz 중 20KHz * 2 한 결과가 40KHz이므로 대략적 44.1KHz 사용 , Nyquist 샘플링 이론)
• 양자화 : 특정 전압 레벨로 구분

Q. 사람 목소리는 1초에 몇 비트가 전송되어야하나요?

사람 목소리 주파수 대역폭 : 300 ~ 3400Hz

나이키스 샘플링 이론 : 2 * 3400 = 7200 ~= 8000 Hz
양자화 : 사람 목소리는 보통 8bit 

==> ADC : 8000 Hz * 8 bit = 6400 bps == 64Kbps