Процесс оцифровки сигнала, выполняемый большинством ЦАП, называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ, англ. Pulse Code Modulation, PCM). В случае кодирования звука, это способ цифрового кодирования сигнала при помощи записи абсолютных значений амплитуд (используется знаковое или беззнаковое представление):
Кроме того, разновидностью PCM является DPCM и ADPCM ([Adaptive] Delta PCM - [адаптивная] относительная импульсно-кодовая модуляция) – запись значений сигнала не в абсолютных, а в относительных изменениях амплитуд (приращениях):
Для звуковых данных такой тип модуляции уменьшает требуемое количество бит на отсчёт примерно на 25 %. Адаптивная DPCM (ADPCM) — разновидность DPCM, в которой изменяется величина шага квантования, что позволяет ещё больше уменьшить требования к полосе пропускания при заданном соотношении сигнала и шума. (Полоса пропускания — диапазон частот, в пределах которого сигнал передается без существенных искажений.)
Сигма-дельта-модуляция
Альтернативой PCM является сигма-дельта-модуляция. При таком способе оцифровки данные представляют собой непрерывный двоичный поток, получаемый с гораздо большей частотой дискретизации - 2.8 или 5.6 МГц.
На этой технологии построен, например, формат хранения данных Super Audio CD (SACD), предложенный фирмами Sony и Philips. Параметры формата — 1 бит, 2,8224 МГц.
При сигма-дельта модуляции квантование осуществляется всего одним разрядом, но с частотой в десятки и сотни раз превышающей частоту Найквиста (FH). В процессе такого преобразования анализируется не амплитуда сигнала, а направление её изменения. Если амплитуда возрастает, то результатом преобразования будет 1, а если уменьшается - то 0. Нулевой уровень кодируется чередующимися нулями и единицами.
Сигма-дельта модуляция известна достаточно давно - с 1962 года. Однако практическое применение её в системах высококачественного воспроизведения звука было затруднено тем, что не было достаточно быстродействующей элементной базы.