Cos'è l'uscita digitale in formato PCM?
La modulazione a impulsi codificati, o PCM (Pulse Code Modulation), è una rappresentazione digitale di una forma d'onda analogica. Il PCM è il formato audio standard per CD, DVD, dischi Blu-ray e tutti gli altri prodotti audio digitali consumer. Il PCM è compatibile con qualsiasi sorgente e processore audio digitale usando cavi in fibra ottica, coassiali digitali e HDMI per trasportare i segnali.
Quantizzazione
La quantizzazione è il termine che descrive la presa di una grande quantità di dati e la sua conversione in un set più piccolo. L'audio analogico, per esempio, se registrato non compresso su un CD, occuperebbe molto più spazio di quanto il CD possa contenere. Di conseguenza, i dati vengono quantizzati in tipi di file che si adattano ordinatamente su un supporto digitale come un CD. La quantizzazione è intrinsecamente "lossy" (con perdita) in quanto rappresenta meno informazioni dell'originale. Tuttavia, i trucchi usati nella compressione digitale scartano dati che le persone faticano a sentire, specialmente quando mascherati da suoni più forti che avvengono simultaneamente.
Teoria di Nyquist
Il PCM funziona raddoppiando la frequenza di campionamento massima della più alta frequenza analogica. Il PCM su un CD, per esempio, campiona a 44,1 kilohertz, leggermente superiore al massimo di 20 kilohertz di alta frequenza che gli esseri umani possono sentire. La necessità di raddoppiare la frequenza massima aiuta a compensare qualsiasi compressione che deve avvenire, dove i dati vengono scartati per adattarsi ai requisiti di spazio fisico del disco. Senza raddoppiare questa frequenza massima, si verificano errori di quantizzazione, associati a asprezza e scarsa qualità audio PCM complessiva.
Profondità di bit (Bit Depth)
Legata alla frequenza di campionamento c'è la profondità di bit, la quantità di dati, misurata in bit, che compongono ogni campione. I bit sono colloquialmente chiamati "uni e zeri", i componenti binari dell'informazione digitale. Una profondità maggiore, combinata con più campioni, equivale a una qualità audio PCM più alta. Questo è realizzato aumentando il rapporto segnale-rumore che governa la quantità di segnale rispetto al rumore di fondo o digitale che altrimenti interferisce con una registrazione di campione PCM pulita.
Frequenza di campionamento (Sampling Rate)
La frequenza di campionamento definisce la quantità di campioni digitali presi della forma d'onda analogica originale in un dato lasso di tempo, di solito al secondo. Tradotto liberamente, frequenze di campionamento più alte sono generalmente associate a livelli più alti di qualità del suono. I CD usano una frequenza di campionamento PCM di 44,1 kilohertz, mentre formati di qualità superiore come DVD-Audio e Blu-ray usano frequenze di campionamento di 192 kilohertz. Frequenze di campionamento più alte riflettono più accuratamente l'informazione analogica originale, rendendo la versione digitale PCM dell'audio più fedele alla registrazione master originale.