数字通信 - 量化
模拟信号的数字化涉及到对近似等于模拟值的数值进行四舍五入。采样方法选择模拟信号上的几个点，然后将这些点连接起来，将值四舍五入到一个接近稳定的值。这样的过程称为量化。
量化模拟信号
模数转换器执行此类功能，以根据给定的模拟信号创建一系列数字值。下图表示一个模拟信号。为了将此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用多个量化级别离散化信号来完成的。量化是用一组有限的电平表示采样值的幅度，这意味着将连续幅度的样本转换为离散时间信号。
下图显示了模拟信号如何被量化。蓝线表示模拟信号，棕色线表示量化信号。
采样和量化都会导致信息丢失。量化器输出的质量取决于使用的量化级数。量化输出的离散幅度称为表示级或重建级。两个相邻表示级之间的间距称为量子或步长。
下图显示了得到的量化信号，它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均匀量化。量化级别不相等且它们之间关系大多为对数的量化类型称为非均匀量化。
均匀量化有两种类型。它们是中升型和中踏型。下图表示两种类型的均匀量化。
图 1 显示了中升型，图 2 显示了中踏型均匀量化。
中升型之所以这样称呼，是因为原点位于阶梯状图形上升部分的中间。此类型的量化级别为偶数。
中踏型之所以这样称呼，是因为原点位于阶梯状图形踏板的中间。此类型的量化级别为奇数。
中升型和中踏型均匀量化器都关于原点对称。
量化误差
对于任何系统，在其运行过程中，其输入和输出的值之间总存在差异。系统的处理会导致误差，该误差是这些值的差值。
输入值与其量化值之间的差异称为量化误差。量化器是一个执行量化（对值进行四舍五入）的对数函数。模数转换器 (ADC) 充当量化器。
下图说明了量化误差的一个示例，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，通常发生在模拟音频信号中，将其量化为数字信号时。例如，在音乐中，信号持续不断地变化，误差中没有规律性。此类错误会产生称为量化噪声的宽带噪声。
PCM 中的压扩
压扩一词是压缩和扩展的组合，这意味着它同时执行这两者。这是一种用于 PCM 的非线性技术，它在发射机处压缩数据，并在接收机处扩展相同的数据。使用此技术可以减少噪声和串扰的影响。
压扩技术有两种类型。它们是：
A律压扩技术
在A = 1时实现均匀量化，其中特性曲线是线性的，并且没有进行压缩。
A律在原点处具有中升型。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时实现均匀量化，其中特性曲线是线性的，并且没有进行压缩。
μ律在原点处具有中踏型。因此，它包含一个零值。
μ律压扩用于语音和音乐信号。
μ律用于北美和日本。