Durch Abtastung und Quantisierung (wie in Abb. 3.3.1 dargestellt) werden aus realen Quellen digitale Quellen
Reale menschliche Quellen sind analog:
→ Sprache und Bilder: zeit- und wertkontinuierlich.
Aktuelle technische Übertragungssysteme sind digital:
→ ISDN, VoIP: zeit- und wertdiskret.
Durch Abtastung des zeitkontinuierlichen Signals einer analogen Quelle ergibt sich ein zeitdiskretes Signal (PAM, pulsamplitudenmoduliertes Signal)4
Durch Quantisierung des zeitdiskreten und wertkontinuierlichen Signals ergibt sich ein digitales Signal (PCM, pulscodemoduliertes Signal, zeit- und wertdiskret)5
Bei der Quantisierung der Amplitude treten nichtlineare Quantisierungfehler auf, die bei einer linearen Quantisierung gleich dem halben Least-Significant-Bit (LSB) sind.
→Quantisierungsrauschen gegenüber dem ursprünglichen analogen Signal.
→ Eine Verringerung des Quantisierungsrauschen führt zu einer Zunahme der benötigten Übertragungskapazität!
Aus dem geforderten Signal-zu-Rauschleistungsverhältnis
 | (3.3.1) |
ergibt sich die notwendige Anzahl der Quantisierungsstufen.
Gegeben sei eine lineare Quantisierungskennlinie mit dem Quantisierungsbereich U0 (Aussteuerbereich), die bei gleichmässiger Quantisierung ΔU mit s = 2N Quantisierungsintervallen die Eingangsspannung U1 der Ausgangsspannung US (quantisierte Spannung) als Intervallmittelwert zuordnet.
- Vollaussteuerung:
(3.3.2) - Maximaler Quantisierungsfehler:
(3.3.3) - Signal-zu-Rauschleistungsabstand in dB
→ Bei einer binären Quantisierung mit N Bit erhöht sich der ASN um ca. 6dB pro zusätzlichem Bit.
Für Sprache ist festgelegt, dass ASN ≥ 65dB sein soll. Dazu sind
 | (3.3.5) |
erforderlich, also N = 11Bit.
→ Alternativ ist eine nichtlineare Quantisierung mit N = 8Bit möglich.
Anstelle der nichtlinearen Quantisierung kann auch eine digitale Kompandierung erfolgen, wie sie in Abb. 3.3.2 dargestellt ist .
| Sen. | Str. | Empf. |
| C 1 | C 2 | C 1 |
| 111 | ||
| 110 | 11 | 110 |
| 101 | ||
| 100 | 10 | 100 |
| 000 | 00 | 000 |
| 001 | ||
| 010 | 01 | 010 |
| 011 | ||