PCM (pulssikoodimodulaatio) kuvaa prosessia, joka muuntaa analogiset audiosignaalit (jotka esitetään aaltomuodoilla) digitaalisiksi audiosignaaleiksi (esitetään ykkösillä ja nolilla) ilman pakkausta. Tämä prosessi mahdollistaa musiikkiesityksen, elokuvan ääniraidan tai muun äänen tallentamisen pienemmässä tilassa virtuaalisesti ja fyysisesti. Saadaksesi visuaalisen käsityksen tilan analogisesta ja digitaalisesta äänestä, vertaa vinyylilevyn (analogisen) kokoa CD-levyn (digitaaliseen) kokoon.
PCM perusteet
PCM-analogista digitaaliseksi äänen muuntaminen voi olla monimutkaista riippuen muunnettavasta sisällöstä, halutusta laadusta ja siitä, kuinka tiedot tallennetaan, siirretään ja jaetaan. Pohjimmiltaan PCM-äänitiedosto on analogisen ääniaallon digitaalinen tulkinta. Tavoitteena on jäljitellä analogisen äänisignaalin ominaisuuksia mahdollisimman tarkasti.
Muuntaminen analogisesta PCM:ksi tapahtuu prosessin kautta, jota kutsutaan näytteenotoksi. Analoginen ääni liikkuu aaltoina, toisin kuin PCM, joka on sarja ykkösiä ja nollia. Analogisen äänen kaappaamiseksi PCM:llä, mikrofonista tai muusta analogisesta äänilähteestä tulevan ääniaallon tietyt kohdat on näytettävä. Tietyssä pisteessä näytteitetyn analogisen aaltomuodon määrä (kutsutaan myös bitteiksi) on myös osa prosessia. Enemmän näytepisteitä yhdistettynä suurempiin ääniaallon osiin kussakin pisteessä, mikä tarkoittaa, että kuuntelupäässä on enemmän tarkkuutta. Esimerkiksi CD-äänessä analogista aaltomuotoa näytteistetään 44,1 tuhatta kertaa sekunnissa (tai 44,1 kHz), ja pisteet ovat kooltaan 16 bittiä (bittisyvyys). Toisin sanoen CD-äänen digitaalinen äänistandardi on 44,1 kHz/16 bittiä.
PCM-ääni ja kotiteatteri
PCM:ää käytetään CD-, DVD-, Blu-ray- ja muissa digitaalisissa äänisovelluksissa. Surround-äänisovelluksissa tätä kutsutaan usein lineaariseksi pulssikoodimodulaatioksi (LPCM). CD-, DVD- tai Blu-ray-soitin lukee PCM- tai LPCM-signaalin levyltä ja voi siirtää sen kahdella tavalla:
- Säilyttämällä signaalin digitaalinen muoto ja lähettämällä se kotiteatterivastaanottimeen digitaalisen optisen, digitaalisen koaksiaalisen tai HDMI-liitännän kautta. Kotiteatterivastaanotin muuntaa sitten PCM-signaalin analogiseksi, jotta vastaanotin voi lähettää signaalin vahvistimien kautta ja kaiuttimiin. PCM-signaali on muutettava analogiseksi, koska ihmiskorva kuulee analogiset äänisignaalit.
- Sisäisesti muuntamalla PCM-signaali takaisin analogiseen muotoon ja siirtämällä sitten uudelleen luotu analoginen signaali tavallisten analogisten ääniliitäntöjen kautta kotiteatteriin tai stereovastaanottimeen. Tässä tapauksessa stereo- tai kotiteatterivastaanottimen ei tarvitse tehdä lisämuunnoksia äänen kuulemiseksi.
Useimmissa CD-soittimissa on vain analogiset audiolähtöliitännät, joten soittimen on muutettava levyllä oleva PCM-signaali analogiseksi sisäisesti. Jotkut CD-soittimet (sekä lähes kaikki DVD- ja Blu-ray-levysoittimet) voivat kuitenkin siirtää PCM-äänisignaalin suoraan käyttämällä digitaalista optista tai digitaalista koaksiaaliliitäntävaihtoehtoa. Lisäksi useimmat DVD- ja Blu-ray-soittimet voivat siirtää PCM-signaaleja HDMI-liitännän kautta. Tarkista liitäntävaihtoehdot soittimesta ja stereo- tai kotiteatterivastaanottimesta.
PCM, Dolby ja DTS
Toinen temppu, jonka useimmat DVD- ja Blu-ray-soittimet voivat tehdä, on lukea koodaamattomia Dolby Digital- tai DTS-äänisignaaleja. Dolby ja DTS ovat digitaalisia ääniformaatteja, jotka käyttävät koodausta tiedon pakkaamiseen niin, että ne sopivat kaikki surround-äänitiedot digitaalisesti DVD- tai Blu-ray-levylle. Yleensä dekoodaamattomat Dolby Digital- ja DTS-äänitiedostot siirretään kotiteatterivastaanottimeen jatkokoodausta varten analogiseksi, mutta on olemassa toinenkin vaihtoehto. Kun monet DVD- tai Blu-ray-levysoittimet ovat lukeneet signaaleja levyltä, ne voivat myös muuntaa Dolby Digital- ja DTS-signaalit pakkaamattomaksi PCM:ksi ja sitten:
- Ohjaa tämä dekoodattu signaali suoraan kotiteatterivastaanottimeen HDMI-liitännän kautta tai
- Muuntaa PCM-signaalin analogiseksi kaksi- tai monikanavaisten analogisten audiolähtöjen kautta kotiteatterivastaanottimeen, jossa on asianmukaiset tulot.
Koska PCM-signaali on pakkaamaton, se vie enemmän kaistanleveyttä. Joten jos käytät digitaalista optista tai koaksiaaliyhteyttä DVD- tai Blu-ray-levysoittimesta kotiteatterivastaanottimeen, tilaa on vain kahden PCM-äänikanavan siirtämiseen. Tämä tilanne on hyvä CD-toistolle, mutta PCM-muotoon muunnetuissa Dolby Digital- tai DTS-surround-signaaleissa sinun on käytettävä HDMI-liitäntää täyden surround-äänen saamiseksi, koska se voi kuljettaa jopa kahdeksan kanavaa PCM-ääntä. Lisätietoja PCM:n toiminnasta Blu-ray Disc -soittimen ja kotiteatterivastaanottimen välillä saat tutustumalla Blu-ray Disc -soittimen ääniasetuksiin: bittivirta vs. PCM.