Sunetul PCM este modul de bază prin care echipamentele digitale transformă sunetul în numere și invers. Acest articol explică cum funcționează eșantionarea, adâncimea biților și formatele PCM, cum se deplasează acestea prin HDMI, ARC, eARC, legături optice și coaxiale, și cum se compară PCM cu codecurile bitstream și comprimate, oferind sfaturi pas cu pas de configurare și informații despre audio PCM.
Bazele audio PCM
Sunetul PCM este un format digital de semnal audio în care sunetul este reprezentat ca un flux continuu de mostre numerice. Aceste mostre sunt forma finală folosită de convertoarele digital-analogic (DAC-uri) pentru a produce sunet pentru difuzoare sau căști.
Când un dispozitiv emite audio PCM, înseamnă că orice format comprimat sau codificat a fost deja decodat, iar sunetul este livrat sub formă de mostre digitale brute. Acest lucru face ca PCM să fie un format de ieșire comun și compatibil între televizoare, playere media, console de jocuri și receptoare audio.
Cum transformă sunetul PCM în numere digitale
Sunetul PCM transformă o undă sonoră lină în date digitale în pași clari și repetabili. Sunetul este măsurat, transformat în numere și apoi stocat sau trimis pentru a putea fi redat ulterior ca audio.
• Eșantionare - Semnalul audio analogic este măsurat la intervale regulate de timp.
• Cuantificare - Fiecare măsurătoare este rotunjită la cel mai apropiat nivel pe o scară digitală fixă.
• Codificare - Valorile rotunjite sunt scrise ca numere binare pe care echipamentele digitale le pot stoca sau transmite.
Setări ale ratei de eșantionare audio PCM și adâncimii biților
| Tipul setării PCM | Valori comune | Ce Afectează |
|---|---|---|
| Rata de eșantionare | 44,1 kHz | Cel mai înalt ton pe care îl poate menține sunetul |
| Rata de eșantionare | 48 kHz | Menține sunetul în pas cu videoclipul |
| Rata de eșantionare | 96–192 kHz | Sunet mai detaliat și spațiu suplimentar pentru editare |
| Adâncimea biților | 16 biți | Diferența dintre sunetele moi și cele puternice (aproximativ 96 dB) |
| Adâncimea biților | 24-bit | Gamă mai largă de la moale la tare (până la aproximativ 144 dB) |
Tipuri de audio PCM și variante de format
PCM liniar (LPCM)
PCM liniar este cea mai comună formă de sunet PCM în sistemele de acasă. Pașii dintre nivelurile digitale sunt spațiați uniform, ceea ce menține semnalul simplu și clar. Acest format este folosit pentru audio TV, Blu-ray, console de jocuri și majoritatea redării muzicii. Când un dispozitiv afișează PCM sau LPCM, aproape întotdeauna se referă la acest tip.
PCM μ-law și A-law
μ-law și PCM A-law schimbă modul în care pașii digitali sunt distribuiți. Sunetele mai mici primesc mai multe detalii, în timp ce cele mai puternice folosesc mai puțini pași. Acest stil se regăsește adesea în rețelele telefonice și sistemele de comunicații vocale, unde vorbirea clară este scopul principal.
DPCM și ADPCM
DPCM (PCM diferențial) și ADPCM (PCM diferențial adaptiv) funcționează prin stocarea diferenței dintre probe, nu valoarea completă. Acest lucru reduce cantitatea de date, menținând sunetul suficient de clar pentru vorbire și audio simplu în sistemele cu lățime de bandă redusă.
Moduri și niveluri de calitate ale canalului audio PCM
| Mod PCM | Canale | Rezoluție tipică | Unde O Vezi |
|---|---|---|---|
| Mono PCM | 1 | 8–16 biți / 8–48 kHz | Vorbire și sunete simple de sistem |
| PCM stereo | 2 | 16 biți / 44,1–48 kHz | Piese muzicale și sunet TV |
| PCM multicanal | 5.1 / 7.1 | 16–24 biți / 48–96 kHz | Sunet surround pentru filme și jocuri |
| PCM de înaltă rezoluție | 2–8 | 24 de biți / 96–192 kHz | Muzică de înaltă detaliu și sunet de producție |
Aplicații audio PCM
Sunet PCM 6.1 în televizoare și set-top box-uri
Sunetul PCM este creat în interiorul televizoarelor și set-top box-urilor după ce acestea decodează semnalul de intrare. Sunetul este transformat în PCM înainte să ajungă la difuzoarele sau ieșirile audio integrate.
PCM Audio în playere Blu-ray și DVD
Playerele Blu-ray și DVD pot trimite PCM liniar (LPCM) prin HDMI. Acest lucru permite jucătorului să transmită audio digital gata de redat direct către un televizor sau receptor.
Sunet 6.3 PCM în console de jocuri și PC-uri
Consolele de jocuri și PC-urile mixează sunete din jocuri, chat vocal și alerte de sistem într-un singur flux PCM. Acest semnal PCM este apoi trimis prin HDMI, USB sau mufe audio.
Sunet PCM în dispozitive și aplicații de streaming
Cutii de streaming și aplicații decodează formatele audio comprimate din interiorul dispozitivului. După decodare, ele transmit sunetul ca PCM către etapa convertizorului digital-analog.
Sunet PCM comparativ cu codecurile comprimate
| Caracteristică | PCM Audio (PCM / LPCM) | Codecuri comprimate (Dolby Digital, DTS, AAC, MP3) |
|---|---|---|
| Compresie | Fără compresie: semnalul complet păstrat ca mostre digitale | Sunetul este comprimat; datele sunt împachetate pentru a economisi spațiu |
| Dimensiunea datelor | Dimensiune mai mare a datelor pentru aceeași lungime de audio | Dimensiune mai mică a datelor pentru aceeași lungime de audio |
| Editare / Mixaj | Poate fi editat și mixat direct ca sunet digital | S-a transformat mai întâi în PCM înainte de editare sau mixaj |
| Rol tipic | Semnalul final de redare trimis către DAC și difuzoare | Format folosit pentru stocarea și trimiterea audio pe discuri, fișiere și fluxuri |
| Utilizare în meniurile TV | Afișat ca "PCM" sau "LPCM" în setările de ieșire audio | Afișate ca "Bitstream", "Dolby", "DTS" sau nume codec |
Audio PCM vs Bitstream în setările televizorului și receptorului
Opțiunea PCM 8.1
• Dispozitivul sursă decodează mai întâi sunetul și îl trimite sub formă de mostre PCM.
• Se potrivește cu multe bare de sunet și televizoare configurate pentru sunet stereo sau PCM multicanal.
• Poate ajuta la evitarea problemelor atunci când unele dispozitive nu gestionează corect anumite formate de flux de biți.
Opțiunea fluxului de biți
• Dispozitivul sursă trimite audio comprimat Dolby sau DTS în loc de PCM.
• Receptorul AV sau soundbar-ul se ocupă de decodarea semnalului.
• Util atunci când receiverul suportă formate precum Dolby TrueHD, DTS-HD sau Atmos, iar tu dorești aceste funcții.
Audio PCM prin HDMI, ARC, eARC, optic și coaxial
| Tip conexiune | Suport PCM | Limită tipică de canale |
|---|---|---|
| HDMI | Audio stereo și PCM multicanal | Până la 7.1 canale |
| HDMI ARC | PCM stereo și unele surround-uri trimise de la TV | Adesea 2.0 PCM |
| HDMI eARC | PCM stereo și multicanal cu lățime de bandă completă | Până la 7.1 PCM și mai mare |
| Optic (Toslink) | Audio stereo PCM | 2.0 PCM |
| Coaxial Digital | PCM stereo și ceva sunet comprimat | 2.0 PCM |
Audio PCM în interiorul tipurilor comune de fișiere
• WAV (.wav) - Comun pe Windows și multe alte sisteme. Adesea conține audio PCM liniar pe 16 biți sau 24 de biți.
• AIFF (.aiff) - Similar cu WAV și adesea folosit pentru audio LPCM curat pe Mac și în lucrări audio.
• PCM brut (.pcm, .raw, .l16, .l24) - Date PCM simple, cu puțin sau fără antet, folosite pentru teste și sarcini audio de nivel scăzut.
• Audio CD - Stochează PCM stereo de 44,1 kHz, 16 biți, pe fiecare pistă a discului.
• Containere video (.m2ts, .mkv și altele) - Pot conține piste audio LPCM alături de piste Dolby sau DTS într-un singur fișier video.
Probleme audio PCM și soluții rapide
Fără sunet când PCM este selectat
• Setează ieșirea audio TV pe PCM, nu Dolby sau DTS.
• Verifică dacă intrarea corectă este selectată pe soundbar sau receiver.
• Încearcă un alt cablu HDMI sau optic dacă tot nu există sunet.
Opțiunea PCM 11.2 nu apare în meniu
• Dezactivează orice mod audio special care ar putea bloca ieșirea audio.
• Caută setări precum "Auto", "Pass-through" sau "Digital Audio Out".
• Modifică aceste setări până când PCM apare ca opțiune.
Întârziere de sincronizare a buzelor între audio și video PCM
• Folosiți controlul "întârziere audio" sau "sincronizare a buzelor" de pe televizor sau receptor.
• Ajustează întârzierea puțin câte puțin până când vocile se potrivesc cu mișcarea gurii pe ecran.
PCM 11.4 sună mai încet decât Dolby sau DTS
• Crește volumul principal în timp ce asculți în PCM și tratează asta ca pe nivelul normal.
• Dezactivează modurile de volum sau boost care afectează doar Dolby, DTS sau alte formate de flux de biți.
Când Bitstream funcționează mai bine decât sunetul PCM
Ieșirea în flux de biți este adesea preferată atunci când se folosesc formate surround avansate, cum ar fi Dolby Atmos sau DTS:X, unde receptorul AV sau bara de sunet realizează randare audio bazată pe obiecte. Unele conexiuni, cum ar fi legăturile optice sau cele HDMI mai vechi, limitează de asemenea lățimea de bandă PCM multicanal, făcând formatele de flux de biți comprimate mai practice.
În multe configurații, PCM funcționează cel mai bine pentru vizionarea zilnică a televizorului și redarea cu conținut mixt, în timp ce fluxul de biți este activat selectiv pentru filme sau jocuri care beneficiază de procesare surround specializată.
Listă de verificare pentru configurarea PCM Audio pentru TV și Home Theater
Alege o conexiune potrivită pentru audio PCM
Folosește HDMI sau eARC pentru audio PCM multicanal. Folosește conexiuni optice pentru PCM stereo și configurații de bază pentru soundbar-uri.
Potrivește ieșirea PCM cu echipamentul tău audio
Setează televizorul sau dispozitivul sursă pe ieșire PCM. Activați fluxul de biți doar atunci când receptorul AV suportă și afișează explicit formatul dorit.
Setează ratele de eșantionare PCM potrivite pentru conținut
Folosește PCM de 48 kHz pentru programe TV, jocuri și conținut de streaming video. Permiteți dispozitivelor de redare muzică să folosească ratele lor native de eșantionare atunci când este posibil.
Verifică configurația canalului PCM pe fiecare dispozitiv
Asigură-te că televizorul sau sursa nu este limitat la PCM 2.0 atunci când legătura HDMI și receptorul suportă PCM multicanal, cum ar fi 5.1 sau 7.1.
Ajustarea funcțiilor de procesare a sunetului
Dezactivează compresia excesivă a intervalului dinamic. Activează îmbunătățirea vorbirii sau modurile de sunet doar după confirmarea nivelurilor corecte PCM și a echilibrului canalului.
Testează configurația PCM folosind conținut familiar
Redați scene cunoscute cu dialoguri clare, muzică și efecte sonore. Aplică câte o schimbare pe rând și păstrează configurația care sună cel mai natural.
Concluzie
Sunetul PCM se află în centrul televiziunii, muzicii, jocurilor și streamingului, transformând sunetul în mostre digitale clare pentru DAC-uri, boxe și căști. Cunoașterea modului în care funcționează setările, formatele, canalele și legăturile PCM, și când bitstream-ul se potrivește mai bine, ajută la stabilirea redării și face găsirea erorilor mai directă.
Întrebări frecvente [FAQ]
Sunetul PCM crește întârzierea audio?
PCM adaugă foarte puțină întârziere de unul singur. Majoritatea întârzierii audio provine din procesarea suplimentară din televizor sau receptor, nu din PCM.
Cum pot estima dimensiunea fișierului audio PCM?
Înmulțire: rata de eșantionare × adâncimea biților × numărul de canale × secunde, apoi împarte la 8 pentru a obține octeții. Ratele mai mari, adâncimea biților și mai multe canale fac fișierele mai mari.
Ce înseamnă 0 dBFS în sunetul PCM?
0 dBFS este cel mai înalt nivel pe care PCM îl poate ține. Orice depășește 0 dBFS clipește și distorsionează, așa că sunetul este menținut cu câțiva dB sub acel punct.
Este PCM întotdeauna sunet fără pierderi?
PCM în sine este fără pierderi, dar dacă sursa a fost MP3, AAC sau alt codec cu pierderi, datele pierdute nu se întorc când sunt convertite în PCM.
Care este diferența dintre audio-ul PCM pe 24 de biți și cel cu float pe 32 de biți?
PCM pe 24 de biți folosește valori întregi fixe într-un interval stabilit. Float-ul pe 32 de biți poate reprezenta detalii mai silențioase și vârfuri temporare peste 0 dBFS în timpul amestecării fără clipping.
Cum este transmis sunetul PCM în sistemele multi-room?
PCM este transmis ca fluxuri digitale prin Ethernet sau Wi-Fi. Unele sisteme trimit PCM brut, altele trimit sunet comprimat și convertesc în PCM la fiecare difuzor pentru redare.