A modulação por código de pulso, ou PCM, é uma representação digital de uma forma de onda analógica. PCM é o formato de áudio padrão para CDs, DVDs, discos Blu-ray e todos os outros produtos de áudio digital de consumo. O PCM é compatível com qualquer fonte e processador de áudio digital usando cabos de fibra óptica, coaxial digital e HDMI para transportar os sinais.
Quantização
Quantização é o termo que descreve pegar uma grande quantidade de dados e convertê-los em um conjunto menor. O áudio analógico, por exemplo, se gravado descompactado em um CD, ocuparia muito mais espaço do que o CD poderia conter. Como resultado, os dados são quantizados em tipos de arquivo que se encaixam perfeitamente em uma mídia digital como um CD. A quantização é inerentemente "com perdas", pois representa menos informações do que o original. No entanto, os truques usados na compressão digital descartam dados que as pessoas têm problemas para ouvir, especialmente quando mascarados por sons mais altos que ocorrem simultaneamente.
Teoria de Nyquist
O PCM funciona dobrando a taxa de amostragem máxima da frequência analógica mais alta. PCM em um CD, por exemplo, amostras a 44,1 kilohertz, um pouco maior do que os 20 kilohertz máximos de alta frequência que os humanos podem ouvir. A necessidade de dobrar a taxa máxima ajuda a compensar qualquer compactação que deva ocorrer, em que os dados são descartados para acomodar os requisitos de espaço em disco físico. Sem dobrar essa frequência máxima, ocorrem erros de quantização, associados à aspereza e baixa qualidade geral de áudio PCM.
Profundidade de bits
Vinculada à taxa de amostragem está a profundidade de bits, a quantidade de dados, medida em bits, que compreende cada amostra. Os bits são coloquialmente chamados de "uns e zeros", os componentes binários da informação digital. Maior profundidade, combinada com mais amostras, resulta em áudio PCM de maior qualidade. Isso é conseguido aumentando a relação sinal-ruído que governa a quantidade de sinal em relação ao ruído de fundo ou digital que, de outra forma, interfere com uma gravação de amostra PCM limpa.
Taxa de amostragem
A taxa de amostragem define a quantidade de amostras digitais obtidas da forma de onda analógica original em um determinado período de tempo, geralmente por segundo. Traduzido livremente, taxas de amostragem mais altas geralmente estão associadas a níveis mais altos de qualidade de som. Os CDs usam uma taxa de amostragem de PCM de 44,1 quilohertz, enquanto formatos de qualidade superior, como DVD-Áudio e Blu-ray, usam taxas de amostragem de 192 quilohertz. Taxas de amostragem mais altas refletem com mais precisão as informações analógicas originais, tornando a versão PCM digital do áudio mais fiel à gravação original original.
