Hva er en PCM-koden?

Hva er en PCM-koden?


Når du spiller en CD eller snakke i mobiltelefonen din, bruker du Pulse Code Modulation, eller PCM. Det er prosessen med å ta et analogt signal, slik som lyd, og omdanne det til en jevn strøm av tall representert som datamaskindata. Først utviklet på 1930-tallet, har teknikken brede søknader innen moderne digital teknologi.

Omdannelse

Før du kan lagre eller sende PCM data, må du først konvertere et analogt signal til et sett med tall. En elektronisk krets som kalles en analog-til-digital omformer, eller A / D, utfører denne oppgaven. Tusenvis av ganger i sekundet, måler A / D-omformer spenningen til et innkommende analoge signal og frembringer et tilsvarende antall; Jo høyere spenning, jo større antall. Andre kretser som er koblet til A / D-omformeren pakke nummer som standard byte av elektroniske data. Dataene er lett å lagre og overføre med standard digitale kretser, men du kan ikke høre det direkte. En annen krets, som kalles en digital-til-analog omformer, tar datamaskin data og endrer den tilbake til et analogt signal. Derfra en forsterker og høyttaler snu signal til lyd.

bit Oppløsning

Ulike A / D-omformere jobbe på ulike bits oppløsning. Jo flere biter av oppløsning, jo bedre konverteringen kvalitet. En 8-bit konverter representerer et signal med 256 nivåer av presisjon; Dette er det minste antall biter som er i vanlig bruk. Dette betyr for et signal som når et maksimum på 10 volt, er en 8-bits omformer nøyaktig til .039 volt. CD-spillere bruker 16 bits, eller 65.536 nivåer, nøyaktig til .000154 volt. Profesjonelt lydutstyr bruker 24-bits A / D-omformere.

sampling Frequency

I tillegg til omformerens bit oppløsning, den frekvens ved hvilken den tar prøver spiller også en viktig rolle. Jo høyere frekvensen er, desto bedre nøyaktigheten av dataene. Telefonsystemer, for eksempel ta prøver ved 8 kHz, CDer bruker en 44,1 kHz hastighet og faglig kvalitet på utstyret fungerer ved 48 eller 96 kHz priser. Ved hver prøve, frembringer A / D-omformeren et tall, slik at ved høyere hastigheter, den genererer flere tall. Dette er en avveining, som høyere datahastigheter forbruke minne ressurser raskere.

Nyquist Limit

En parameter som kalles Nyquist Limit påvirker den høyeste frekvensen et PCM-systemet kan kode. Det setter en teoretisk tak for den høyeste lydfrekvens som halvparten av samplingsfrekvensen. En A / D-krets produserer en rekke for hver prøve av et innkommende analogsignal. For eksempel, hvis det tar en prøve per sekund av et 1 Hz-signal, de positive og negative topper av bølge kansellere hverandre ut, og prøven ender opp med å bli null. Du må derfor doble samplingsfrekvens på 2 Hz eller redusere signalfrekvensen til halvparten Hz. Kretsen registrerer da de positive og negative spisser. Standarden tall for den høyeste hørbar frekvens er 20 kHz, slik at en CD-er 44,1 kHz frekvensen mer enn dobler det for god troskap.