Der Quantisierungsfehler führt bei leichtem Signalschwanken durch Auf- und Abrunden zu diskreten Sprüngen, die sich als Knattern oder Quantisierungsrauschen bemerkbar machen.
Der Fehler wird in Bezug gesetzt zum Nutzsignal
und beschrieben als Rauschabstand
(Signal-to-Quantization-Noise-Ratio)
Die technische Realisierung mit Hilfe eines
Abtasters und Analog/Digitalwandlers nennt sich
Pulse Code Modulation (PCM).
Lineares PCM
Die Quantisierungsschritte sind gleich groß, der
Rauschabstand ist nicht konstant und macht sich bei kleinen
Signalpegeln stärker bemerkbar als bei größeren.
Dynamisches PCM
Die Quantisierungsschritte werden bei wachsender
Signalstärke größer (logarithmische Einteilung).
Dynamisches PCM mit Kompander
Das analoge Signal wird vor der Quantisierung
gestaucht und nach der Dequantisierung wieder
expandiert.
Stauchungs- und Expandierungsgrad
sind proportional zur Signalstärke.
Differential PCM (DPCM)
Nach der Quantisierung werden in bestimmten
Abständen Referenzpunkte gespeichert sowie die
Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden
Abtastwerten.
Da für die Kodierung der Differenzen weniger Bit vorgesehen
sind als für die Werte selbst, versagt das System bei
krassen Wechseln der Signalpegel.
Adaptive Differential PCM (ADPCM)
Durch vorausschauende Betrachtung der Abtastwerte
wird festgestellt, ob man sich auf einen krassen
Übergang zubewegt.
Ist das der Fall, erhöht der
Algorithmus schrittweise die für die Differenzkodierung
verfügbare Bitanzahl und verringert sie später wieder.
Welche Auflösung und welche Abtastfrequenz sind nun
für eine originalgetreue Wiedergabe erforderlich?
Der Dynamikbereich des menschlichen Ohrs
beträgt etwa 100 dB.
Etwa 6 dB entsprechen einem Verdoppeln der Amplitude.
Bei binärer Kodierung werden also 16 Bit
benötigt, um
16 · 6 = 96 dB abzudecken.
Eine Auflösung von 8 Bit führt vor allem bei den
leisen Tönen zu einem deutlich hörbaren Quantisierungsrauschen.
Zur Vermeidung von Aliasing-Effekten muß die
Abtastfrequenz mindestens doppelt so groß sein
wie die höchste vorkommende Frequenz (Abtasttheorem von Nyquist).
Beispiel für Aliasing-Effekt bei Verwendung
einer Abtastfrequenz von 
der Originalfrequenz.
Es entsteht eine verfälschte Schwingung mit einer 7-fachen Wellenlänge.
Da der hörbare Bereich sich bis 20 KHz erstreckt, ist
eine Abtastfrequenz von mind. 40 KHz erforderlich.
Der im Red Book definierte Standard für die Audio-CD (CD-DA:
Compact Disc Digital Audio) sieht als Abtastfrequenz 44.1 KHz vor.
Bei einer Auflösung von 16 Bit entsteht also bei Stereoaufnahmen im
PCM-Modus eine Datenrate von
2 × 16 × 44100 = 1411200
Bits/sec 
10 MB pro Minute.
Für Mono-Sprachaufnahmen im ADPCM-Modus reichen bei einer
Abtastfrequenz von 18.9 KHz und 4 Bit Auflösung
etwa 0.5 MB pro Minute.
Für Telefonübertragungen (Frequenzbereich 200 - 3200 Hz)
führt eine Abtastfrequenz von 8 KHz mit 8 Bit Auflösung bei dynamischem
PCM zu
8 × 8000 = 64 KBit/sec 0.5 MB pro Minute.
Soundkarte
Zuständig für die Analog/Digital-Wandlung
und für die Digital/Analog-Wandlung ist die
Soundkarte.
Als Standard im PC-Bereich gilt die
sogenannte SoundBlaster-Kompatibiltät.
Die Original-SoundBlaster-Soundkarten wurden
von der Firma Creative Labs entwickelt.
Damit ein CD-ROM-Laufwerk eine Audio-CD
abspielen kann, muß ein spezieller CD-Audio-Treiber
mit einem Audiokabel an der Soundkarte angeschlossen sein.
Die D/A-Wandlung findet im
CD-Laufwerk statt; das analoge Signal
ist bereits am Kopfhörerausgang abgreifbar und
wird durch die Soundkarte geschliffen, damit es,
ggf. gemischt, am Line-Out- oder Speaker-Ausgang
verfügbar ist.