①采樣:首先將壹組等間距的極窄脈沖與輸入的模擬信號(圖A)相乘，得到壹個時域離散、幅度模擬的信號(圖B)，由采樣電路完成。有時需要使用不等間隔的采樣脈沖，如動目標顯示雷達中使用的多重復頻率。
②保持:為了使分層穩定，壹般采用保持電路使信號在采樣間隔內保持在與采樣幅度相同的電平上(如圖C)，這通常是利用電容充放電的原理來實現的。
③量化:電路將每個采樣間隔內保持的電平轉換成數字信號，通常為二進制或其他二進制。數字信號可以用多條信號線上的電平來表示每壹位的二進制值，這叫並行；也可以根據每個時刻是否有脈沖，用單信號線表示每個位的二進制值，稱為串行型。圖D顯示了三位並行數字信號及其代表值。當使用二進制時，層數N =2b，其中b是位數。分層方法取決於所需的位數和轉換速度。當速度較高但位數較少時，可以采用同時分層的方法，即輸入信號與標準的N-1個參考電平等間隙比較。每個比較器的輸出電平分別用1和0表示，表示輸入信號大於或小於參考電平。這些N-1比較器的輸出電平通過編碼器獲得二進制數字信號。在多位數的情況下，可以使用級聯分層方法來減少比較器的數量。如果每壹級只用壹個比較器，要采用的級數等於二進制位數，那麽比較器總數由N-1減少到log2N，但工作速度降低。當位數較多時，不考慮速度，也可以采用只用壹個比較器重復比較的順序分層法。