声波是强弱随时间连接变化的物理量,通过传声器转换为电流或电压信号后成为模拟信号。为了使计算机能够进行处理,必须进行模/数转换以获得数字音频信号。

模/数转换需要三个步骤:采样、量化和编码。

采样即以一定的时间间隔对模拟信号进行抽样,采集其瞬时值,从而将随时间连接变化的信号在时间轴离散化,采样前后的信号如下图所示。采样所使用的时间间隔称为采样周期,单位时间的采样次数称为采样频率。可以看出,采样后信号的变化不再随时间连续,只在每个采样周期有信号值(图(b)中用红点标出)。采样就如同用相机的连拍功能对动态场景进行拍照,拍到的是一系列有时间间隔的静态图片。

经过采样的信号,只是在时间上被离散成为信号序列,而序列中每个信号的幅值仍然是连续的。量化即把信号变化的最大幅度分割成若干区段,称为量化级,一般为2的整数次幂,然后用有限个区段近似信号的采样值,这样就将信号的连续幅度值转变为有一定间隔的离散值。

按一定格式将量化后的值用二进制数字表示称为编码。