Modulazione del codice di impulso, o PCM, è una rappresentazione digitale di una forma d'onda analogica. PCM è il formato audio standard per CD, DVD, dischi Blu-ray e tutti gli altri prodotti audio digitali di consumo. PCM è compatibile con qualsiasi sorgente e processore audio digitale che utilizza cavi in fibra ottica, coassiali digitali e HDMI per trasportare i segnali.
Quantizzazione
Quantizzazione è il termine che descrive la presa di una grande quantità di dati e convertendolo in un set più piccolo. L'audio analogico, ad esempio, se registrato non compresso su un CD, occuperebbe molto più spazio di quanto il CD possa contenere. Di conseguenza, i dati sono quantizzati in tipi di file che si adattano perfettamente a un supporto digitale come un CD. La quantizzazione è intrinsecamente "in perdita" in quanto rappresenta meno informazioni dell'originale. Tuttavia, i trucchi utilizzati nella compressione digitale dei dati sugli scarti hanno difficoltà a sentire, specialmente quando mascherati da suoni più forti che si verificano simultaneamente.
Teoria di Nyquist
PCM funziona raddoppiando la frequenza di campionamento massima della massima frequenza analogica. PCM su un CD, ad esempio, campioni a 44,1 kilohertz, leggermente superiori ai 20 kilohertz massimi ad alta frequenza che l'uomo può sentire. La necessità di raddoppiare la velocità massima aiuta a compensare l'eventuale compressione che deve verificarsi, in cui i dati vengono eliminati per soddisfare i requisiti di spazio fisico su disco. Senza raddoppiare questa frequenza massima, si verificano errori di quantizzazione, associati a durezza e scarsa qualità audio complessiva del PCM.
Profondità di bit
Legata alla frequenza di campionamento è la profondità di bit, la quantità di dati, misurata in bit, che comprende ogni campione. I bit sono colloquialmente definiti "uno e zeri", i componenti binari delle informazioni digitali. Una profondità maggiore, combinata con più campioni, equivale a un audio PCM di qualità superiore. Ciò si ottiene aumentando il rapporto segnale-rumore che regola la quantità di segnale rispetto al rumore di fondo o digitale che altrimenti interferisce con una registrazione del campione PCM pulita.
Frequenza di campionamento
La frequenza di campionamento definisce la quantità di campioni digitali prelevati della forma d'onda analogica originale in un determinato periodo di tempo, di solito al secondo. In genere, le frequenze di campionamento più alte tradotte sono associate a livelli più elevati di qualità del suono. I CD utilizzano una frequenza di campionamento PCM di 44,1 kilohertz, mentre formati di qualità più elevata come DVD-Audio e Blu-ray utilizzano frequenze di campionamento di 192 kilohertz. Frequenze di campionamento più elevate riflettono più accuratamente le informazioni analogiche originali, rendendo la versione digitale PCM dell'audio più fedele alla registrazione master originale.
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