高速语音和数据通信的出现带来了对用于传输信息的快速介质的需求。数字电路或链路已从以数字形式传输语音或数据的需求中发展而来。

从模拟到数字形式的转换遵循四个阶段的过程(请参见下图)，并将在以下各节中详细介绍。

采样

语音频率采用模拟信号即正弦波的形式(请参见下图)。该信号必须转换为二进制形式，才能通过数字介质传输。转换的第一阶段是将音频信号转换为脉冲幅度调制(PAM)信号。此过程通常称为采样。

采样过程必须从传入的语音频率中收集足够的信息，以便能够复制原始信号。语音频率通常在300Hz至3400Hz的范围内，通常称为商业语音频段。

为了获得样本，将采样频率应用于原始语音频率。采样频率由奈奎斯特采样定理确定，该定理规定“采样频率应至少是最高频率分量的两倍。”

这样可确保在每个半周期内至少采集一次样本，从而消除了在周期的零点采样的可能性，而该零点不会产生振幅。这导致采样频率最小为6.8 KHz。

欧洲标准以8 KHZ采样输入信号，确保每125微秒或1/8000秒(每秒)采样一次(请参见下图)。

量化

理想情况下，将为每个样本的幅度分配一个二进制代码(1或0)，但是由于可以有无限多个幅度；因此，需要有无限数量的可用二进制代码。这将是不切实际的，因此必须采用另一个过程，称为量化。

量化将PAM信号与量化尺度进行比较，该量化尺度具有有限数量的离散电平。量化等级分为256个量化等级，其中128个为正等级而128个为负等级。

量化阶段包括分配适合于PAM信号幅度落入的量化间隔的唯一8位二进制代码(请参见下图)。

它由1个极性位组成，其余7位用于标识量化级别(如上图所示)。

如前所示，第一位是极性位，接下来的三位是段代码，给出八个段代码，其余四位是量化级，给出十六个量化级别。

压扩

量化过程本身会导致一种称为量化失真的现象。当采样的信号幅度落在量化级别之间时，会发生这种情况。信号总是四舍五入到最接近的整个电平。采样电平和量化电平之间的差异是量化失真。

信号幅度的变化率在周期的不同部分变化。这种情况大多数发生在高频，因为信号幅度的变化快于低频。为了克服这个问题，第一段代码具有靠近在一起的量化级别。然后，下一个段代码是前一个的高度的两倍，依此类推。此过程称为压缩，因为它压缩较大的信号并扩展较小的信号。

在欧洲，与使用μ律的北美和日本相比，他们使用压扩A律。

由于量化失真等效于噪声，因此压扩可改善低幅度信号的信噪比，并在整个幅度范围内产生可接受的信噪比。

编码方式

为了使二进制信息在数字路径上传输，必须将该信息修改为合适的线路代码。在欧洲使用的编码技术被称为高密度双极3(HDB3) 。

HDB3是从称为AMI或Alternate Mark Inversion的行代码派生的。在AMI编码中，使用了3个值：无信号表示二进制0，正或负信号交替表示二进制1。

当零的长字符串被发送时与AMI编码相关联的一个问题。这可能会在远端接收器处引起锁相环问题。

HDB3的工作方式与AMI类似，但合并了一个额外的编码步骤，该步骤将四个零的任何字符串替换为三个零，后跟一个“违规位”。这种冲突与上一个转换的极性相同(请参见下图)。

从示例中可以看出，000V替换了四个零的第一个字符串。然而，使用这种类型的编码可能会导致的平均DC电平被引入到信号，如零的长字符串可以存在，所有以同样的方式被编码。为避免这种情况，通过使用极性交替的“双极性违规”位，将每个连续的四个零的编码更改为B00V。

据此，可以假定在使用HDB3编码的情况下，没有过渡的最大零数为3。这种编码技术通常称为调制格式。