Аналоговая запись звука позволяет добиться очень высокого соответствия оригиналу, однако обладает и рядом недостатков, основным из которых является сложность обработки, хранения и тиражирования фонограмм.

В любом случае, вычислительная техника может обрабатывать только данные, представленные в двоичной форме1, поэтому для загрузки в память компьютера для последующего редактирования, хранения, или просто воспроизведения, звук должен быть оцифрован.

Для этой цели используются специальные микросхемы, т.н. АЦП и ЦАП (англ. DAC) – аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

8-канальный ЦАП Cirrus Logic CS4382 на звуковой плате  Sound Blaster X-Fi Fatal1ty

Поступающий на АЦП звук в аналоговой форме — в виде непрерывно меняющегося электрического сигнала — подвергается в нем дискретизации и квантованию2. Дискретизация разбивает непрерывный сигнал на последовательность его мгновенных значений — отсчетов, а квантование кодирует уровень каждого отсчета целым числом в диапазоне 0..255 (8- разрядная оцифровка) или, например,  0..65535 (16-разрядная оцифровка).

В итоге создается поток значений, более или менее корректно описывающий исходный сигнал.

Аналогичным образом работает и обратный процесс: последовательность цифровых отсчетов подается на ЦАП, который преобразует числовые значения в уровни напряжения, объединяя дискретную последовательность этих уровней в непрерывный электрический сигнал, который затем воспроизводится в виде звука акустической системой.

В состав ЦАП входят декодирующее устройство, которое производит преобразования полученных кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчётов, а также сглаживающий фильтр, который восстанавливает переданный аналоговый сигнал по квантованным значениям.

Стандартной является оцифровка звука на частоте дискретизации 44.1 кГц с 16-разрядным квантованием. Это т.н. CD-качество, т.к. формат CD-DA (или AudioCD) использует именно эти частоту дискретизации и разрядность.

Часто используется частота дискретизации 48 кГц с 16-разрядным квантованием – она предусмотрена форматом DV, а также используется в DAT-магнитофонах.

Существует также стандарт DVD-audio, где частота дискретизации может быть равной 44,1/48/88.2/96 кГц, разрешающая способность 16/20/24 бит, а количество каналов — до 6.

Профессиональные и полупрофессиональные устройства цифровой записи также стандартно поддерживают частоту дискретизации 96 кГц и 24-разрядное квантование.
 

При оцифровке сигнала количество уровней квантования (диапазон возможных значений) называют также глубиной дискретизации, разрядностью или битрейтом. Чем больше глубина дискретизации и чем больше частота дискретизации, тем точнее цифровой сигнал соответствует аналоговому. В случае однородного квантования глубину дискретизации называют также динамическим диапазоном и измеряют в децибелах, при этом 1 бит ≈ 6 дБ.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%28%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%BA%D0%B0_%D1%81%D0%B8%D0%B3%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2%29

Битрейт и диапазон возможных значений:

8 бит = 2⁸ = 256

16 бит = 2¹⁶ = 65 536

24 бита = 2²⁴ = 16 777 216

32 бита = 2³² = 4 294 967 296

• 1. Преобразование двоичных чисел в десятичные: двоичное число 110001 будет равно 1 * 2⁵ + 1 * 2⁴ + 0 * 2³ + 0 * 2² + 0 * 2¹ + 1 * 2⁰ = 49
• 2. Мгновенное значение аналогового сигнала измеряется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) через равные промежутки времени. Мгновенное измеренное значение аналогового сигнала округляется до ближайшего целого значения.