ΔΣ変調
ΔΣ変調は、差分器(Δ)と積分器(Σ)と比較器(量子化器やコンパレータともいう)といった要素から成る。積分回路と量子化誤差のフィードバック回路からなるともいえる。ここでは量子化器は簡素化説明のため1 bit = 2 Levelを出力しているが、量子化器のビット長は1とは限らない。近年では32 Levelや5 bit等、低bit量子化器が主流である。 (この回路が安定になるのはループの極がz平面上の単位円内にある場合だけである。)この回路は入力信号の大きさによってパルス頻度を変化させているが、帰還ループのもつ伝達特性はノイズシェーピング特性を有しているのでΔΣ変調を用いない超高速標本化の場合のようなパルス密度変調とはいえない。 この回路はまた、ノイズシェイパーそのものであるが、実際の回路では、上記の帰還ループは多重帰還回路となる。積分後に比較器を通るため、高域信号に比べ低域信号に対する追従性が高く、また量子化誤差が積分されず直接信号にフィードバックされるのでΔ変調に比べ急激な信号の変化に対する応答が速く、伝送の途中で誤りがあっても、その悪影響度合いは少ないという利点を有する。
A/D変換では、目的の帯域の上端より充分に高いサンプリング周波数による標本化(オーバサンプリング)を行い、帰還回路によって量子化雑音のPSDが広い周波数帯域に分布するようにする。
例えばサンプリング周波数を2倍にすると、量子化雑音は2倍の周波数帯域に分散される。ただし、量子化雑音の総パワーは同じになる(パーセバルの定理)。
現在のΔΣ式ADCはCDの64倍から128倍の高速なサンプル周波数で標本化を行ない、人間の耳には聴こえない帯域に量子化雑音を分布させる。
さらに、一般的にPCMを行う場合、ΔΣ変調器から出力された高速な低bit信号の非通過帯域に寄せ集められた量子化雑音はディジタルローパスフィルタで除去した後に、標本化周波数を1/64に間引く(デシメーションフィルター)ことで 、44.1 kHz や 96 kHz、16 bit・24 bit などのPCMデータが、良好なS/N比を確保して得られる。