Un segnale elettrico analogico rappresentativo del suono, per poter essere manipolato da un computer, deve subire la cosiddetta conversione analogica-digitale.

 

Quella opposta, e che serve per riottenere l’emissione sonora, prende il nome di conversione digitale-analogica.

 

Il risultato della conversione analogica-digitale è il cosiddetto segnale digitalizzato.

 

La conversione analogica-digitale prevede prima il campionamento del segnale analogico e dopo la quantizzazione.

 

Scelta la dimensione di un passo, il campionamento consiste nel ricavare dal segnale analogico una serie di impulsi.

 

Scelta la dimensione di un passo, la quantizzazione consiste invece nel dar corpo ad un segnale a gradini, appunto il segnale digitalizzato, con quest’ultimo, tanto più vicino al segnale analogico di partenza, quanto più piccolo è il passo di quantizzazione.

 

 In entrambe le figure successive è 8 il numero di campioni ricavato (il passo di campionamento cioè non cambia), con il segnale digitalizzato nella figura a destra che però è più simile al segnale analogico di partenza perché il passo di quantizzazione è dimezzato.

 

Per riottenere il segnale elettrico analogico, si è già detto detto che occorre effettuare la conversione digitale-analogica.

 

Ebbene, si dimostra che il suddetto riottenimento del segnale analogico sarà fedele a quello originario, solo se durante la conversione analogica-digitale i campioni vengono prelevati con una frequenza almeno doppia della minima frequenza del segnale analogico stesso.

 

Nel caso del suono, dunque, essendo la massima frequenza nella gamma dell’udibile all’incirca pari a 20 KHz, ciò comporta che bisogna prelevare almeno 40.000 campioni al secondo.

 

L’ottimo standard per i cd audio comporta una frequenza di campionamento pari a 44,1 KHz.

 

Per le schede audio la frequenza di campionamento è di 48 KHz, ma una frequenza di campionamento pari a 22.050 Hz viene giudicata sufficiente per un vasto campo d’impiego.

 

Ma la qualità del suono dipende non solo dalla frequenza di campionamento, ma anche dalla risoluzione (ovvero dalla dimensione del passo di quantizzazione) della conversione analogica-digitale.

 

E’ già valido anche solo un passo di quantizzazione relativo a 8 bit, con la possibilità di descrivere dunque 2^8=256 diversi campioni.

 

Con 16 bit, viceversa, si possono descrivere 2^16=65.536 diversi campioni, e dunque con una maggiore capacità di distinguere variazioni più piccole, ovvero con una maggiore risoluzione.

 

Con una quantizzazione a 16 bit, non solo i campioni vengono descritti in termini più accurati, ma migliora anche la gamma dinamica.

 

Ad una quantizzazione a 8 bit, infatti, corrisponde una gamma dinamica pari all’incirca a 50 dB, mentre ad una quantizzazione a 16 bit corrisponde una gamma dinamica pari all’incirca a 90 dB.

 

Risultando infatti il logaritmo in base 10 di 2 pari a 0,3 è:

Per la riproduzione del parlato è sufficiente una quantizzazione a 8 bit, per la riproduzione viceversa di brani musicali occorre una quantizzazione ad almeno 16 bit.

 

Si badi però che, passando da 8 bit a 16 bit, una quantizzazione a 16 bit richiede ovviamente la disponibilità di una memoria anch’essa raddoppiata.

 

Un minuto di suono monofonico quantizzato a 16 bit alla frequenza di campionamento di 44,1 KHz richiede circa 5 MByte di memoria, è infatti:

Un minuto di suono monofonico quantizzato a 8 bit alla frequenza di campionamento di 22,05 KHz richiede circa 1,3 MByte di memoria, è infatti:

Se il suono da riprodurre è stereofonico, essendo presenti 2 canali (quello destro e quello sinistro), occorre una memoria doppia.