16-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy, czyli A/C (ADC), dzieli zakres sygnału wejściowego na dokładnie 2^16, czyli 65536 równych przedziałów kwantyzacji. To wynika wprost z liczby bitów – każdy dodatkowy bit podwaja liczbę możliwych poziomów odwzorowania sygnału. Praktycznie oznacza to, że sygnał analogowy zostaje zamieniony na sygnał cyfrowy o rozdzielczości 65536 poziomów, co daje bardzo wysoką precyzję. W zastosowaniach takich jak pomiary przemysłowe, akustyka czy aparatura medyczna, taka rozdzielczość pozwala wykryć nawet drobne zmiany sygnału. Standardy przemysłowe, na przykład w automatyce czy w systemach pomiarowych, bardzo często wymagają właśnie przetworników o określonej rozdzielczości, a 16 bitów to taki złoty środek pomiędzy jakością a kosztem. Moim zdaniem, jeżeli ktoś chce naprawdę zrozumieć, na czym polega istota przetworników A/C, warto po prostu rozrysować sobie, jak wygląda podział zakresu napięcia wejściowego na te 65536 schodków. Każdy schodek odpowiada najmniejszej różnicy napięcia, jaką przetwornik jest w stanie wykryć, co nazywamy LSB – najmniej znaczącym bitem. Dla porównania – 8-bitowy przetwornik daje tylko 256 przedziałów, więc różnica dokładności jest naprawdę kolosalna. Szczerze mówiąc, często w praktyce 16 bitów to już więcej, niż wymagają typowe zastosowania, ale w laboratoriach czy audio hi-fi taka precyzja jest doceniana.
Pojęcie liczby przedziałów w przetwornikach analogowo-cyfrowych bywa mylące, zwłaszcza jeśli ktoś utożsamia ilość bitów z liczbą możliwych poziomów. Często spotyka się przekonanie, że np. 16-bitowy przetwornik daje 16 przedziałów, co byłoby słuszne tylko wtedy, gdyby chodziło o 4 bity (2^4 = 16). Podobnie, sugerowanie się liczbą 32 prowadzi na manowce, bo 32 poziomy uzyskujemy przy 5 bitach (2^5 = 32). W analogii do codziennych rozwiązań, byłoby to jakby ktoś twierdził, że liczba cyfr na wyświetlaczu to liczba możliwych wartości – a przecież chodzi o możliwe kombinacje tych cyfr. Pojawia się też często odpowiedź 2^15, ale tu niestety wkrada się błąd myślowy związany z interpretacją bitów: 16 bitów oznacza, że można zakodować liczby od 0 do 65535, czyli łącznie 65536 wartości. 2^15 (czyli 32768) to liczba możliwych wartości dla przetwornika 15-bitowego, nie 16-bitowego. W praktyce, jeśli producent podaje przetwornik jako 16-bitowy, to ma się na myśli właśnie 2^16 przedziałów, a nie 2^15 czy jakąś inną liczbę. Warto zauważyć, że w profesjonalnych zastosowaniach, takich jak pomiary sygnałów analogowych, przywiązuje się ogromną wagę do rozdzielczości, bo od niej zależy dokładność i możliwość wykrycia małych zmian sygnału. Mylenie liczby bitów z ilością poziomów kwantyzacji to dość powszechny błąd na początku nauki elektroniki czy automatyki. W praktyce każdy kolejny bit zwiększa dwukrotnie ilość tych możliwych cyfrowych przedziałów, co bezpośrednio wpływa na jakość pomiaru. Dobrym zwyczajem jest zapamiętać tę regułę: liczba poziomów = 2 do potęgi liczba bitów. Warto sobie to przeliczyć przy różnych rozdzielczościach, żeby nie ulec rutynowym pomyłkom.