L'air, à sont tour, fait vibrer la membrane du micro proportionnellement à l'intensité des vibrations.

Le micro transforme ces vibrations mécaniques en vibrations électriques toujours de façon proportionnelle et continue

Le "numérique" repose sur le système binaire dans lequel ne peut exister que 2 valeurs 0 et 1.
Ce choix du système binaire s'explique par la facilité à reproduire électriquement ces deux valeurs : 0: absence de tension (0V), 1 : présence d'une tension (5 V par exemple).

On compte en binaire de la même façon que l'on compte en décimal sauf que l'on n'utilise que le 0 et le 1. Ainsi : 

La conversion d'un signal analogique en un signal numérique est souvent confiée à des circuits spécialisés fort justement baptisés "convertisseur analogique digitale (CAD)" ou ADC en anglais (Analog Digital Converter).
Le schéma ci-dessous illustre le principe de cette conversion :

La seconde étape va consister à digitaliser l'échantillon. Le digitaliseur va convertir la tension présente à son entrée en un mot binaire sur 4, 8, 10, 16 ... bits suivant la qualité désirée.
Dans l'exemple précédant le mot sera de 8 bits (1 octet) et aura pour fourchette de valeurs : 00000000 (0) à 11111111 (255). Il faut bien sûr que le signal d'entrée soit "adapté" au digitaliseur. C'est à dire que par des réglages annexes on calibre la valeur maximale du signal d'entrée pour avoir en sortie 11111111. On peut décider, par exemple, que la valeur 11111111 sera atteinte par un signal d'entrée de 2V. Il faudra donc veiller à ce que le signal d'entrée ne dépasse jamais 2V sous peine d'obtenir une conversion erronée.

A ce stade on peut faire deux remarques :

• Alors que le signal d'entrée analogique pouvait prendre un nombre de valeurs infini entre 0 et 2V (par exemple 1V ou 1.01V ou 1.2568974V...), le mot binaire de sortie n'en contiendra que 256 (0 représentant 0V et 255 représentant 2V)

 
• L'information utile a changé de nature. Dans le signal analogique d'entrée cette information était contenue dans l'amplitude et la fréquence du signal électrique. Dans le mot binaire de sortie l'information est un nombre complètement indépendant de valeurs électriques. On peut décider que le "0" sera défini pour une valeur électrique de 0V et le "1" par une valeur de 5V. On peut aussi décider que le "0" le sera pour une valeur de -12V et le "1" pour une valeur de +12V.

Plus intéressant encore, on peut décider que le "0" sera défini pour une valeur comprise entre 0 et 2V et le "1" pour une valeur de 3 à 5V.

La figure ci-dessous illustre le processus inverse permettant, à partir d'un train binaire, de retrouver le signal analogique.

Les composantes Rouge, Verte et bleue d'un signal vidéo sont numérisées chacune sur 8 bits (diffusion) ou 10 bits (en production). En diffusion on obtient donc 256 niveaux de rouge, de vert et de bleu soit un total de 16777216 couleurs (256*256*256)

L'oreille étant particulièrement exigeante, le signal audio est numérisé sur 16 bits ce qui permet d'obtenir une résolution de 65536 niveaux.

La fréquence d'échantillonnage doit être supérieure au double de la fréquence analogique la plus élevée. Pour l'audio, les très bonnes oreilles peuvent entendre un son jusqu'à 20000 Hz. La fréquence d'échantillonnage devra être supérieure à 40000 Hz. La norme a retenu 44100 Hz pour le CD audio. Le DAT échantillonne à 48000 Hz. Le signal nicam étant limité à la transmission d'une fréquence maximum de 15 KHz, l'échantillonnage se fera à 32000 Hz. 

Si l'on reprend l'exemple précédant de l'enregistrement de l'orchestre, la façon de procéder en numérique donnera quelque chose comme ci-dessous (très simplifié) :

On obtiendra quelque chose comme ceci pour un enregistrement / lecture purement analogique (assez exagéré) :

En "2" le signal issu de la lecture

Pour un enregistrement / lecture numérique on aura ceci (toujours exagéré) :

Comme en analogique ce signal "2" est fortement dégradé, mais là on peut faire quelque chose. Comme déjà dit, en numérique ce n'est plus l'enveloppe du signal elle même qui véhicule l'information utile mais le mot binaire que cette enveloppe représente.
Si (fig. 3) on applique un effet de "trigger" en considérant que tout ce qui est au dessus du trait rouge (A) doit être considéré comme un "1" et tout ce qui est en dessous (B) comme un "0", on récupère les mots binaires de façon presque parfaite. (4)

Dans le cas où l'on désire faire des copies de copies (montages ...) le numérique devient encore plus intéressant car les multiples cycles de copies ne généreront plus de défauts, ou plutôt, ceux ci pourront être éliminés.

Correction d'erreurs :

Si les dégradations du signal numérique sont trop importantes, il peut arriver que l'on ne puisse le régénérer. Le numérique offre toutefois la possibilité d'augmenter la résistance du signal en introduisant dans les trains numériques des codes de correction d'erreurs.

Code Reed-Solomon :

En T.V. numérique, l'un des deux codes utilisé pour augmenter la résistance du signal est le code Reed-Solomon. Exemple de fonctionnement simplifié :

On envoi les 3 octets suivants :

Le cas de figure suivant peut aussi se présenter. Cette fois ci, c'est l'un des octets de contrôle qui est entaché d'erreur : 

Le signal analogique est très sensible à son environnement. Sa dégradation est facile et la correction de cette dégradation difficile voire impossible. Le signal numérique est plus robuste et comporte des systèmes de correction d'erreurs, mais il est aussi plus complexe à mettre en oeuvre et, sans compression, occupe un spectre beaucoup plus important que son équivalent analogique (20 à 40 fois). 

En analogique la dégradation est régulière.

En numérique la dégradation est d'abord nulle, puis sur une très courte augmentation de l'affaiblissement la dégradation devient perceptible (mosaïque, gel d'image) pour finalement devenir totale.