PCM audio je osnovni način na koji digitalna oprema pretvara zvuk u brojeve i nazad. Ovaj članak objašnjava kako funkcionišu formati uzorkovanja, dubine bita i PCM-a, kako putuju preko HDMI, ARC, eARC, optičkih i koaksijalnih veza i kako se PCM upoređuje sa bitstream i komprimovanim kodecima, sa savetima za podešavanje korak po korak i informacijama o PCM zvuku.
PCM Audio Osnove
PCM audio je digitalni format audio signala gde je zvuk predstavljen kao kontinuirani tok numeričkih uzoraka. Ovi uzorci su konačni oblik koji koriste digitalno-analogni pretvarači (DAC) za proizvodnju zvuka za zvučnike ili slušalice.
Kada uređaj izlazi PCM zvuk, to znači da je bilo koji komprimovani ili kodirani format već dekodiran, a zvuk se isporučuje kao sirovi digitalni uzorci. Ovo čini PCM uobičajenim i kompatibilnim izlaznim formatom na televizorima, medija plejerima, igraćim konzolama i audio prijemnicima.
Kako PCM Audio pretvara zvuk u digitalne brojeve
PCM zvuk pretvara glatki zvučni talas u digitalne podatke u jasnim, ponovljivim koracima. Zvuk se meri, pretvara u brojeve, a zatim čuva ili šalje tako da se kasnije može reprodukovati kao zvuk.
• Uzorkovanje - Analogni zvučni signal se meri u redovnim vremenskim intervalima.
• Kvantizacija - Svako merenje je zaokruženo na najbliži nivo na fiksnoj digitalnoj skali.
• Kodiranje - Zaokružene vrednosti se pišu kao binarni brojevi koje digitalna oprema može da skladišti ili prenosi.
PCM Audio Sampling Rate i Bit Depth Podešavanja
| Tip podešavanja PCM-a | Zajedničke vrednosti | Na šta to utiče |
|---|---|---|
| Stopa uzorkovanja | 44.1 kHz | Najviša visina zvuka može da zadrži |
| Stopa uzorkovanja | 48 kHz | Održava zvuk u korak sa video zapisom |
| Stopa uzorkovanja | 96–192 kHz | Detaljniji zvuk i dodatni prostor za uređivanje |
| Bitna dubina | 16-bitni | Razlika između mekih i glasnih zvukova (oko 96 dB) |
| Bitna dubina | 24-bitni | Širi opseg od mekog do glasnog (do oko 144 dB) |
PCM audio tipovi i varijante formata
Linearni PCM (LPCM)
Linearni PCM je najčešći oblik PCM zvuka u kućnim sistemima. Koraci između digitalnih nivoa su ravnomerno raspoređeni, što održava signal jednostavnim i jasnim. Ovaj format se koristi za TV audio, Blu-rai, igraće konzole i većinu reprodukcije muzike. Kada uređaj prikazuje PCM ili LPCM, to skoro uvek znači ovaj tip.
μ-zakon i A-zakon PCM
μ-zakon i A-zakon PCM menjaju način na koji su digitalni koraci raspoređeni. Manji zvuci dobijaju više detalja, dok glasniji zvuci koriste manje koraka. Ovaj stil se često nalazi u telefonskim mrežama i sistemima glasovne komunikacije gde je jasan govor glavni cilj.
DPCM i ADPCM
DPCM (Diferencijalni PCM) i ADPCM (Adaptivni Diferencijalni PCM) rade tako što čuvaju razliku između uzoraka, a ne punu vrednost. Ovo smanjuje količinu podataka, a istovremeno održava zvuk dovoljno jasan za govor i jednostavan zvuk u sistemima sa niskim propusnim opsegom.
KSNUMKS. PCM audio kanali - modovi i nivoi kvaliteta
| PCM režim | Kanali | Tipična rezolucija | Gde ga vidite |
|---|---|---|---|
| Mono PCM | 1 | 8–16-bit / 8–48 kHz | Govor i jednostavni sistemski zvuci |
| Stereo PCM | 2 | 16-bit / 44.1–48 kHz | Muzičke numere i TV zvuk |
| Višekanalni PCM | 5.1 / 7.1 | 16–24-bit / 48–96 kHz | Surround zvuk za filmove i igre |
| PCM visoke rezolucije | 2–8 | 24-bit / 96–192 kHz | Muzika i produkcija visokog detalja |
KSNUMKS. PCM audio aplikacije
PCM Audio u televizorima i set-top bok
PCM audio se stvara unutar televizora i set-top bok-a nakon što dekodiraju dolazni signal. Zvuk se pretvara u PCM pre nego što ode do ugrađenih zvučnika ili audio izlaza.
PCM Audio u Blu-rai i DVD plejerima
Blu-rai i DVD plejeri mogu da šalju Puni PCM (LPCM) preko HDMI. Ovo omogućava plejeru da isporuči spreman za reprodukciju digitalnog zvuka direktno na TV ili prijemnik.
PCM Audio u igraćim konzolama i računarima
Igraće konzole i računari mešaju zvuk iz igara, glasovnog ćaskanja i sistemskih upozorenja u jedan PCM tok. Ovaj PCM signal se zatim šalje preko HDMI, USB ili audio priključaka.
PCM audio u streaming uređajima i aplikacijama
Streaming kutije i aplikacije dekodiraju komprimovane audio formate unutar uređaja. Nakon dekodiranja, oni izlaze zvuk kao PCM na digitalno-analogni pretvarač fazu.
KSNUMKS. PCM audio u poređenju sa komprimovanim kodecima
| Odlika | PCM audio (PCM / LPCM) | Komprimovani kodeci (Dolbi Digital, DTS, AAC, MP3) |
|---|---|---|
| Kompresija | Bez kompresije: pun signal čuva kao digitalni uzorci | Zvuk je komprimovan; Podaci su upakovani radi uštede prostora |
| Veličina podataka | Veća veličina podataka za istu dužinu zvuka | Manja veličina podataka za istu dužinu zvuka |
| Uređivanje / Miksanje | Može se uređivati i mešati direktno kao digitalni zvuk | Prvo pretvoreno u PCM pre uređivanja ili mešanja |
| Tipična uloga | Završni signal reprodukcije poslat na DAC i zvučnike | Format koji se koristi za čuvanje i slanje zvuka na diskovima, datotekama i tokovima |
| Koristite u TV menijima | Prikazano kao "PCM" ili "LPCM" u podešavanjima audio izlaza | Prikazano kao "Bitstream", "Dolbi", "DTS" ili imena kodeka |
KSNUMKS. PCM Audio vs Bitstream u podešavanjima TV-a i prijemnika
PCM opcija
• Izvorni uređaj prvo dekodira zvuk i šalje ga kao PCM uzorke.
• Odgovara mnogim soundbarovima i televizorima koji su podešeni za stereo ili višekanalni PCM zvuk.
• Može pomoći da se izbegnu problemi kada neki uređaji ne rukuju dobro određenim formatima bitstreama.
Bitstream opcija
• Izvorni uređaj šalje komprimovani Dolby ili DTS zvuk umesto PCM-a.
• AV prijemnik ili zvučna traka brine se o dekodiranju signala.
• Korisno kada prijemnik podržava formate kao što su Dolby TrueHD, DTS-HD ili Atmos, a vi želite te funkcije.
KSNUMKS. PCM audio preko HDMI, ARC, EARC, optički i koaksijalni
| Tip veze | Podrška za PCM | Tipično ograničenje kanala |
|---|---|---|
| HDMI | Stereo i višekanalni PCM audio | Do 7.1 kanala |
| HDMI ARC | Stereo PCM i neki surround poslat sa TV-a | Često 2.0 PCM |
| HDMI eARC | Stereo i višekanalni PCM sa punim propusnim opsegom | Do 7.1 PCM i više |
| Optički (Toslink) | Stereo PCM audio | 2.0 PCM |
| Koaksijalni digitalni | Stereo PCM i neki komprimovani zvuk | 2.0 PCM |
KSNUMKS. PCM Audio unutar uobičajenih tipova datoteka
• WAV (.wav) - Uobičajeno na Windows-u i mnogim drugim sistemima. Često drži 16-bitni ili 24-bitni linearni PCM zvuk.
• AIFF (.aiff) - Slično WAV-u i često se koristi za čist LPCM zvuk na Mac-u i u audio radu.
• Sirovi PCM (.pcm, .raw, .l16, .l24) - Jednostavni PCM podaci sa malo ili nimalo zaglavlja, koji se koriste za testove i audio zadatke niskog nivoa.
• CD Audio - Skladišti 44.1 kHz, 16-bitni stereo PCM na svakoj stazi diska.
• Video kontejneri (.m2ts, .mkv i drugi) - Može da drži LPCM audio zapise zajedno sa Dolbi ili DTS zapisima unutar jedne video datoteke.
KSNUMKS. PCM audio problemi i brze ispravke
Nema zvuka kada je izabran PCM
• Podesite TV audio izlaz na PCM, a ne Dolby ili DTS.
• Proverite da li je izabran pravi ulaz na zvučnoj traci ili prijemniku.
• Pokušajte sa drugim HDMI ili optičkim kablom ako i dalje nema zvuka.
PCM opcija ne prikazuje u meniju
• Isključite bilo koji poseban režim zvuka koji bi mogao da zaključa audio izlaz.
• Potražite postavke kao što su "Auto", "Pass-through" ili "Digital Audio Out".
• Promenite ove postavke dok se PCM ne pojavi kao opcija.
Kašnjenje za sinhronizaciju usana između PCM audio i video
• Koristite kontrolu "audio delay" ili "lip sync" na TV-u ili prijemniku.
• Podesite kašnjenje malo po malo dok se glasovi ne podudaraju sa pokretima usta na ekranu.
PCM zvuči tiše od Dolbi ili DTS
• Pojačajte glavnu jačinu zvuka dok slušate u PCM-u i tretirajte to kao normalan nivo.
• Isključite režime glasnoće ili pojačanja koji utiču samo na Dolby, DTS ili druge formate bitstreama.
KSNUMKS. Kada Bitstream radi bolje od PCM Audio
Bitstream izlaz je često poželjan kada se koriste napredni surround formati kao što su Dolbi Atmos ili DTS:Ks, gde AV prijemnik ili zvučna traka obavlja prikazivanje zvuka zasnovano na objektima. Neke veze, kao što su optičke ili starije HDMI veze, takođe ograničavaju višekanalni PCM propusni opseg, čineći komprimovane bitstream formate praktičnijim.
U mnogim podešavanjima, PCM najbolje funkcioniše za svakodnevno gledanje TV-a i reprodukciju mešovitog sadržaja, dok je bitstream omogućen selektivno za filmove ili igre koje imaju koristi od specijalizovane surround obrade.
KSNUMKS. Kontrolna lista za podešavanje PCM zvuka za TV i kućni bioskop
Izaberite odgovarajuću vezu za PCM audio
Koristite HDMI ili eARC za višekanalni PCM audio. Koristite optičke veze za stereo PCM i osnovne postavke zvučne trake.
Uskladite PCM izlaz sa audio opremom
Podesite TV ili izvorni uređaj na PCM izlaz. Omogućite bitstream samo kada AV prijemnik eksplicitno podržava i prikazuje željeni format.
Podesite PCM sample rate odgovarajuće za sadržaj
Koristite 48 kHz PCM za TV programe, igre i video streaming sadržaja. Dozvolite uređajima za reprodukciju muzike da koriste svoje izvorne brzine uzorkovanja kada je to moguće.
Proverite konfiguraciju PCM kanala na svakom uređaju
Uverite se da TV ili izvor nije ograničen na PCM 2.0 kada HDMI veza i prijemnik podržavaju višekanalni PCM, kao što su 5.1 ili 7.1.
Podesite funkcije za obradu zvuka
Isključite prekomernu kompresiju dinamičkog opsega. Omogućite poboljšanje govora ili režime zvuka tek nakon potvrđivanja ispravnih nivoa PCM i balansa kanala.
Testirajte podešavanje PCM koristeći poznati sadržaj
Igrajte poznate scene sa jasnim dijalogom, muzikom i zvučnim efektima. Primenite jednu po jednu promenu i zadržite konfiguraciju koja zvuči najprirodnije.
Zaključak
PCM audio se nalazi u centru TV-a, muzike, igara i streaminga, pretvarajući zvuk u jasne digitalne uzorke za DAC-ove, zvučnike i slušalice. Znajući kako PCM podešavanja, formati, kanali, i linkovi rade, i kada bitstream je bolje odgovara, pomaže da reprodukcija stabilna i čini pronalaženje grešaka direktnije.
Često postavljana pitanja [FAK]
Da li PCM audio povećava kašnjenje zvuka?
PCM dodaje vrlo malo kašnjenja sam po sebi. Većina audio kašnjenja dolazi od dodatne obrade u TV-u ili prijemniku, a ne iz PCM-a.
Kako da procenim veličinu PCM audio datoteke?
Pomnožite: brzina uzorkovanja × dubina bita × broj kanala × sekundi, a zatim podelite sa 8 da biste dobili bajtove. Veće stope, dubina bita i više kanala čine datoteke većim.
Šta 0 dBFS znači u PCM zvuku?
0 dBFS je najviši nivo PCM može držati. Sve što je gurnuto iznad KSNUMKS dBFS klipova i iskrivljuje, tako da se zvuk čuva nekoliko dB ispod te tačke.
Da li je PCM uvek zvuk bez gubitaka?
Sam PCM je bez gubitaka, ali ako je izvor bio MPKSNUMKS, AAC ili neki drugi kodek sa gubitkom, izgubljeni podaci se ne vraćaju kada se konvertuju u PCM.
Koja je razlika između 24-bitnog PCM-a i 32-bitnog float zvuka?
24-bitni PCM koristi fiksne cele vrednosti u podešenom opsegu. 32-bitni plovak može predstavljati tiše detalje i privremene vrhove iznad 0 dBFS tokom mešanja bez isecanja.
Kako se PCM audio šalje u multi-room sistemima?
PCM se šalje kao digitalni tokovi preko Etherneta ili Vi-Fi-ja. Neki sistemi šalju sirovi PCM, drugi šalju komprimovani zvuk i pretvaraju se u PCM na svakom zvučniku za reprodukciju.
