Proces digitalizace se skládá ze tří kroků: vzorkování (diskretizace signálu v času za podmínky dodržení Shannon-Kotelnikova vzorkovacího teorému), kvantování (vyjádření každého vzorku číslicově v binární soustavě) a kódování (sestavení číslicových vzorků do datového toku, protichybové zabezpečení).
Vzorkování
Při vzorkování je vstupní analogový signál konvertován na posloupnost veličin vyjádřených okamžitými hodnotami původního signálu. V ideálním případě je signál vzorkován Diracovým impulsem, reálně potom obdélníkovou funkcí. Ze spojitého signálu získáme signál diskrétní se spojitou velikostí amplitudy (PAM - Pulsní Amplitudová Modulace). Vzdálenost mezi vzorky je perioda vzorkovacího signálu TV = 1/fV . Pro vzorkování je nutné dodržet Shannon- Kotelnikovův vzorkovací teorém, který říká, že vzorkovací frekvence fV musí být nejméně 2x větší než nejvyšší modulační frekvence fMAX: fv ł 2 * fMAX
Kvantování
Původní amplitudě signálu se přiřadí nejbližší kvantovací úroveň. Rozhraní tvoří rozhodovací úroveň v polovině mezi sousedními kvantovacími úrovněmi. Výšky impulsů se dále nepřenášejí přesně, ale vždy jen s celou úrovní. Tím se do signálu zanáší chyba, která má vlastnosti šumu a nazývá se proto kvantizační šum.
Kódování
Kvantovaný signál se dále binárně kóduje, tj. jednotlivým kvantovacím úrovním se přiřadí binární číslo - slabika. Protože počet rozlišitelných gradačních stupňů je m=170, používá se v televizní technice osmibitové kvantování, což znamená 2^8= 256 odstínů pro každý kanál R,G,B. První bit zleva nese největší informaci a nazývá se MSB (Most Significiant bit - nejvýznamnější bit). Poslední bit s nejmenším informačním obsahem se nazývá LSB (Low Significiant Bit - nejméně významný bit). Skupina bytů tvoří rámec. Při sériovém přenosu bitů je zapotřebí zajistit synchronizaci hodinovým kmitočtem a informaci o rámci. Bitová rychlost je dána součinem vzorkovací frekvence fV a počtem bitů ve slově.
