Az analóg-digitális átalakítás során az a cél, hogy az áramkör bemenetére érkező analóg jelből azzal arányos digitális jel jöjjön létre a kimeneten. Ilyen áramkör működéséhez szükséges egy U_R (referencia) feszültség. Az áramkör bemenetére adható analóg jelet egyenlő részekre kell bontani (minél kisebbekre), és minden tartományhoz egy-egy számot kell rendelni. Látható, hogy így mindig keletkezhet hiba, hiszen egy tartományon belül lévő feszültségértékekhez ugyanazt a digitális jelet rendeli. Azonban ha a feszültséglépcsők értékét csökkentjük, akkor a hiba értéke az elvárt mértékűre csökkenthető. Ezeket a kis feszültségegységeket nevezzük kvantumoknak (19. ábra). Az ábrán az analóg jel egy elemi szakaszához (∆U) adott digitális kód tartozik. Látható, hogy egy analóg jel annál pontosabban ábrázolható digitális értékekkel, minél kisebb egy elemi lépcsőfok (kvantum). A lépcsőfeszültség értékét az Umax és a digitális jel bitszáma határozza meg.

Umax = U_lépcső×­(2ⁿ-1), ahol „n" a digitális jel bitszáma. A bitszámot növelve a lépcsőfeszültség csökken, és a pontosság növekszik.

U_bemin-hez tartozik a legkisebb digitális érték (000...0)

U_bemax-hoz tartozik a legnagyobb digitális érték (111...1)

19. ábra    
Átalakítási karakterisztika