아날로그 파형은 일반적으로 거의 모든 곳에 미분이 존재하는 부드럽고 연속적인 함수로 정의됩니다. 아날로그-디지털(A/D) 컨버터는 연속 아날로그 파형에서 디지털 시퀀스로 생물학적 신호를 변환하는 데 사용됩니다. A/D 컨버터는 입력 아날로그 신호를 측정하고 신호를 출력으로 숫자로 표현하는 컴퓨터 제어 볼트미터입니다. 도 11.5a는 아날로그 신호를 나타내고, 도 11.5b는 동일한 신호의 디지털 버전을 나타낸다. 원래 센서에 의해 감지되고 이후에 증폭되고 필터링된 아날로그 파형은 연속 신호입니다. A/D 컨버터는 연속 아날로그 신호를 개별 디지털 신호로 변환합니다. 이산 신호는 디지털 컴퓨터에 쉽게 저장하고 처리할 수 있는 일련의 숫자로 구성됩니다. 생체 신호의 저장 및 분석이 점점 더 컴퓨터 기반이 되고 있기 때문에 A/D 변환은 특히 중요합니다. 그림 11.5. (a) 주기적인 신호의 아날로그 버전. (b) 아날로그 신호의 디지털 버전.

A/D 변환과 관련된 두 가지 주요 프로세스는 샘플링 및 양자화입니다. 샘플링은 연속 신호가 먼저 시간에 이산 시퀀스로 변환되는 프로세스입니다. x(t)가 아날로그 신호인 경우 샘플링은 T초마다 x(t)의 진폭 값을 기록하는 것을 포함합니다. 진폭 값은 k = 0, 1, 2, 3, x(kT)로 표시됩니다. 은 샘플 집합 또는 데이터 시퀀스의 위치 또는 샘플 번호를 나타내는 정수입니다. T는 샘플링 간격 또는 인접 한 샘플 사이의 시간을 나타냅니다. 실제 응용 분야에서 유한 데이터 시퀀스는 일반적으로 디지털 신호 처리에 사용됩니다. 따라서 데이터 점의 범위는 k = 0, 1, … N-1, 여기서 N은 불연속 샘플의 총 수입니다.

샘플링 주파수, fs 또는 샘플링 속도는 샘플링 기간의 역인 1/T와 같으며 Hertz(s−1)의 단위로 측정됩니다. 디지털 오디오 시스템의 다이나믹 레인지는 아날로그 오디오 시스템의 범위를 초과할 수 있습니다. 소비자 용 아날로그 카세트 테이프는 60 ~ 70dB의 동적 범위를 가합니다. 아날로그 FM 브로드캐스트는 50dB를 초과하는 동적 범위를 거의 갖지 않습니다. [4] 직접 잘라낸 비닐 레코드의 다이나믹 레인지는 70dB를 초과할 수 있습니다. 아날로그 스튜디오 마스터 테이프는 최대 77dB의 다이나믹 레인지를 가질 수 있습니다. [5] 완벽한 다이아몬드로 만들어진 이론적 LP는 약 0.5 나노미터의 원자 특징 크기를 가지며, 홈 크기는 8 미크론의 홈 크기로 110 dB의 동적 범위를 산출하는 반면 이론적 비닐 LP는 60 ~ 70dB 범위에서 성능을 나타내는 측정으로 70 dB,[6]의 동적 범위를 가질 것으로 예상됩니다. [7] 일반적으로 16비트 아날로그-디지털 컨버터는 90dB와 95dB 사이의 동적 범위를 가질 수 있지만[8]:132는 신호 대 잡음 비(대략 동적 범위와 동등한 비율, 양자화 노이즈의 부재를 지적하면서 테이프 히스의 존재)는 60dB에서 70dB 의 출력을 받을 수 있습니다. [8]:111 Analog 시스템에는 신호가 인코딩되는 개별 디지털 레벨이 반드시 있는 것은 아닙니다.

따라서, 원래 신호는 미디어 및 재생 장비의 내장 노이즈 플로어 및 최대 신호 레벨, 즉 시스템의 동적 범위에 의해서만 제한되는 정확도로 보존될 수 있습니다. 앞서 언급했듯이, 우리는 아날로그 세계에 살고 있습니다. 거의 모든 “실제” 측정 된 수량은 아날로그, 적어도 우리가 일반적으로 다루는 거시 적 수준에서.