模拟信号的数字化涉及舍入近似等于模拟值的值。采样方法选择模拟信号上的几个点，然后将这些点合并以将值四舍五入为接近稳定的值。这样的过程称为量化。

量化模拟信号

模数转换器执行此类函数，以根据给定的模拟信号创建一系列数字值。下图代表一个模拟信号。要将该信号转换为数字信号，必须对其进行采样和量化。

模拟信号的量化是通过将信号离散化为多个量化级别来完成的。量化是通过一组有限的电平来表示振幅的采样值，这意味着将连续振幅的采样转换为离散时间信号。

下图显示了如何对模拟信号进行量化。蓝线代表模拟信号，而棕线代表量化信号。

采样和量化都会导致信息丢失。量化器输出的质量取决于所用量化级别的数量。量化输出的离散幅度称为表示级别或重构级别。两个相邻表示层之间的间隔称为量子或步长。

下图显示了最终的量化信号，该信号是给定模拟信号的数字形式。

根据其形状，这也称为阶梯波形。

量化类型

量化有两种类型-均匀量化和非均匀量化。

量化级别均匀分布的量化类型称为“统一量化” 。量化级别不相等且它们之间的关系大多是对数的量化类型被称为非均匀量化。

有两种类型的统一量化。它们是中腰型和中踩型。下图代表两种类型的统一量化。

图1显示了中间上升类型，图2显示了中间踏步类型的均匀量化。

• 之所以称为Mid-Rise类型，是因为其原点位于楼梯状图形的上升部分的中间。这种类型的量化级别为偶数。

• 之所以称其为Mid-tread类型，是因为其原点位于楼梯状图形的胎面中间。这种类型的量化级别的数量为奇数。

• 中间量化器的中间上升段和中间延伸段类型均关于原点对称。

量化误差

对于任何系统，在其运行期间，其输入和输出的值始终存在差异。系统的处理导致错误，这是这些值的差。

输入值与其量化值之差称为量化误差。量化器是执行量化(对数值取整)的对数函数。模数转换器( ADC )用作量化器。

下图说明了量化误差的示例，指示原始信号和量化信号之间的差异。

量化噪声

这是一种量化误差，通常会在模拟音频信号中量化为数字时发生。例如，在音乐中，信号不断变化，在错误中找不到规律性。这样的误差会产生称为量化噪声的宽带噪声。

压扩PCM

字扩是压缩和扩展的组合，这意味着它不两者。这是PCM中使用的一种非线性技术，它在发送器处压缩数据并在接收器处扩展相同的数据。使用此技术可减少噪声和串扰的影响。

有两种类型的压扩技术。他们是-

A律压扩技术

• 在A = 1处实现均匀量化，其中特性曲线是线性的，没有进行压缩。

• 一条法律的起点是中层。因此，它包含一个非零值。

• A律压扩用于PCM电话系统。

µ律压扩技术

• 在µ = 0处实现均匀量化，其中特性曲线是线性的，没有进行压缩。

• µ-law的起点略为中间。因此，它包含一个零值。

• µ律压扩用于语音和音乐信号。

µ-law在北美和日本使用。