Au premier coup d'oeil, le D-01 ressemble beaucoup à un microphone analogique conventionnel. Toutefois, immédiatement derrière sa capsule se trouve un convertisseur A/N développé par Neumann, spécifiquement optimisé en fonction des caractéristiques propres de la capsule du microphone. Cette conversion immédiate donne un signal d'une résolution de 28 bits, offrant une gamme dynamique de plus de 130 dB (pondéré A, capsule microphone incluse). Le traitement ultérieur du signal numérique dans le microphone est assuré par FPGA (Field Programmable Gate Array). Des paramètres tels que la directivité, la pré-atténuation, le filtrage passe-haut, le gain et diverses commutations, peuvent être assurés en numérique et contrôlés à distance. Par conséquent, les périphériques externes tels que préamplificateurs analogiques et convertisseurs A/N, ne sont plus nécessaires.