Através da representação digital é possível a utilização de programas para armazenar, modificar, combinar e apresentar todos os tipos de media. É também possível realizar a transmissão dos dados por meio de redes informáticas ou armazená-los em suportes, tais como CD e DVD.
Os sinais que um computador processa são designados por sinais digitais, que são constituídos apenas por dois níveis de tensão elétrica. Ao nível mais baixo é associado o valor lógico zero (0) e ao nível mais alto o valor lógico um (1).
Baseado no sistema de numeração binária, isto é, que utiliza apenas dois dígitos (0 e 1), é possível conceber todo o funcionamento dos circuitos digitais. Nestes circuitos, o bit é a unidade mínima de informação de um sinal, podendo assumir o valor 0 (zero) ou 1.
Enquanto que, por exemplo, os sinais que circulam num computador ou os gerados por um teclado são digitais, o sinal que um microfone produz é analógico. Assim, para obter este sinal no computador há necessidade de digitá-lo, isto é, convertê-lo para uma sequência de bits. A digitalização de um sinal analógico é composta pelas fases de amostragem, quantização e codificação.
Amostragem
A amostragem é um processo que permite a retenção de um conjunto finito de valores discretos dos sinais analógicos.
Como um sinal analógico é contínuo no tempo e em amplitude, contém um número infinito de valores, dificultando o seu processamento pelo computador, havendo, deste modo, a necessidade de inicialmente amostrar o sinal analógico.
Na prática, para se amostrar um sinal analógico (fig. 2.1) multiplica-se (eletronicamente) este por um impulso elétrico (fig. 2.2) em intervalos de tempo iguais. Desta forma, no instante do impulso é obtido o valor correspondente da amostra do sinal analógico. Por exemplo, no instante de tempo zero tem-se: 12 (fig. 2.1) x 1 (fig. 2.2) = 12 (fig. 2.3). O sinal amostrado da figura 6.3 é um sinal obtido por uma modelação, denominada modulação PAM (Pulse-Amplitude Modulation).
Quantização
Depois de amostrado o sinal analógico, sob a forma de amostras ou impulsos PAM, é necessário quantizar ou quantificar a infinidade de valores que a amplitude do sinal apresenta (fig. 2.3) através de um circuito eletrónico designado por conversor analógico-digital (A/D).
Quantizar um sinal PAM significa atribuir-lhe um determinado valor numa gama de níveis que o conversor A/D apresenta. Assim, um sinal com uma amplitude de 8,3 V poderia, por exemplo, ser quantizado para um valor inteiro acima ou abaixo dele. Devido a este arredondamento origina-se um erro de quantização resultante da diferença de amplitude entre o valor quantizado e o valor real.
Codificação
Os valores das amplitudes dos impulsos PAM, depois de quantizados, precisam de ser codificados para poderem ser representados por uma sequência de bits com valor 0 ou 1. E uma das formas de o fazer é através da modulação PCM (Pulse-Code Modulation), utilizando impulsos de amplitude de duração constante e valores lógicos 0 ou 1.
O quadro a seguir apresenta metade dos valores da amostragem da quantização e da codificação do sinal analógico e o sinal digital obtido do exemplo simples representado nas figuras 2.1, 2.2 e 2.3. Neste caso, para a codificação dos valores quantizados foram utilizados apenas quatro bits.