La modulazione del codice a impulsi, 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 audio digitale e processore che utilizza cavi in fibra ottica, coassiale digitale e HDMI per trasportare i segnali.
Quantizzazione
Quantizzazione è il termine che descrive l'acquisizione di una grande quantità di dati e la loro conversione in un insieme più piccolo. L'audio analogico, ad esempio, se registrato non compresso su un CD, occuperebbe molto più spazio di quanto potrebbe contenere il CD. Di conseguenza, i dati vengono quantizzati in tipi di file che si adattano perfettamente a un supporto digitale come un CD. La quantizzazione è intrinsecamente "perdita" in quanto rappresenta meno informazioni rispetto all'originale. Tuttavia, i trucchi utilizzati nella compressione digitale scartano i dati che le persone hanno problemi di udito, specialmente se mascherati da suoni più forti che si verificano contemporaneamente.
Teoria di Nyquist
PCM funziona raddoppiando la frequenza di campionamento massima della frequenza analogica più alta. PCM su un CD, ad esempio, campioni a 44,1 kilohertz, leggermente superiore al massimo di 20 kilohertz ad alta frequenza che gli umani possono sentire. La necessità di raddoppiare la velocità massima aiuta a compensare qualsiasi compressione che deve verificarsi, in cui i dati vengono gettati via per soddisfare i requisiti di spazio su disco fisico. Senza raddoppiare questa frequenza massima, si verificano errori di quantizzazione, associati a durezza e scarsa qualità audio PCM complessiva.
Profondità di bit
Legato alla frequenza di campionamento è la profondità di bit, la quantità di dati, misurata in bit, che comprende ciascun campione. I bit vengono comunemente chiamati "uno e zero", i componenti binari dell'informazione digitale. Una maggiore profondità, 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 di campioni PCM pulita.
Frequenza di campionamento
La frequenza di campionamento definisce la quantità di campioni digitali prelevati dalla forma d'onda analogica originale in un determinato periodo di tempo, solitamente al secondo. Tradotte liberamente, frequenze di campionamento più elevate sono generalmente associate a livelli più elevati di qualità del suono. I CD utilizzano una frequenza di campionamento PCM di 44,1 kilohertz, mentre i formati di qualità superiore come DVD-Audio e Blu-ray utilizzano frequenze di campionamento di 192 kilohertz. Frequenze di campionamento più elevate riflettono in modo più accurato le informazioni analogiche originali, rendendo la versione PCM digitale dell'audio più fedele alla registrazione master originale.
