Трудности, свързани с дигитализацията - теория на звуковите вълни - Физика и психофизика на звука - Електронна
Въпреки привидната простота и интуитивност на процеса на дигитализация, тази процедура е изпълнена с много трудности и проблеми.
Първо, честотата на вземане на проби, установена от теоремата на Котелников, е минимално необходимата, но недостатъчна. Вземането на проби внася допълнителен шум в спектъра на оригиналния сигнал, добавяйки свое собствено огледално копие към него. Следователно стойността на честотата на вземане на проби трябва да бъде избрана малко по-висока от честотата, установена от теоремата на Котелников, за да бъде възможно успешно филтриране на излишните спектрални компоненти.
На второ място, квантуването на стойностите на сигнала въвежда допълнителни смущения в спектъра на сигнала, т.нар шум от квантуване или смазващ шум . Шумът от квантуването (грешка) се отнася до сигнала, който съставлява разликата между реконструираните цифрови и оригинални аудио сигнали. Тази разлика е резултат от закръгляването на измерените стойности на сигнала. В този случай се изпълнява следната закономерност: колкото по-голяма е дълбочината на бита за квантуване, толкова по-ниско е нивото на шума на квантуване (тъй като е необходима по-малка стойност за закръгляване на всяка измерена стойност на сигнала). Естеството на шума от квантуването е такова, че ширината на спектралната област, в която се простира, е пропорционална на честотата на вземане на проби. В този случай, с фиксирана дълбочина на битово квантуване, общата енергия на шума от квантуването остава постоянна. Това означава, че колкото по-висока е честотата на дискретизация, толкова по-широка е спектралната област на шума на квантуване и съответно по-ниска е неговата мощност в определен фиксиран спектър, който ни интересува, например в звуковата честотна лента. Този факт е от голямо практическо значение.
Трябва да се каже, че нивото на шума от квантуването зависи и от формата на самия сигнал. В идеалния случай грешката при закръгляването е произволна и следователно спектърът на шума от квантуването е еднакъв. В действителност обаче това не се случва. Формата на реалните звукови сигнали до известна степен не е случайна, което означава, че грешката при квантуване също не е случайна. В този случай спектърът на шума от квантуването не е еднороден и е концентриран в определена област, което влияе отрицателно на звука на цифровия сигнал. Има няколко начина за борба с това явление. По този начин нежеланата концентрация на шума от квантуването в определена честотна област може да бъде неутрализирана чрез смесване на някакъв слаб псевдослучайни шум към оригиналния аналогов сигнал. Този шум минимизира степента на зависимост на грешките при закръгляване от формата на преобразувания сигнал, който разсейва добре спектъра на шума от квантуването и го прави еднороден. По този начин описаната техника (т.нар дитер, от английски "Dithering" - "трептене"), като че ли замества нежелания шум от квантуването с изкуствено смесен псевдослучайни шум. В този случай смесеният псевдослучайен шум се оказва по-малко забележим за ухото от шума на квантуване, който би се получил без използването на дитери. Извиква се друга техника за справяне с шума от квантуването оформящ шум (от английското "шумообразуване"). Идеята на приемането е да се промени умишлено формата на оригиналния аналогов сигнал по специален начин, така че последващото квантуване да доведе до появата на шум от квантуване, чиято основна енергия ще бъде разположена в най-малко забележимите честотни области. Образуването на шум с такъв спектър се постига чрез използване на филтър, който симулира крива с еднаква сила на звука (говорихме за тази крива по-горе).