PCM garsas yra pagrindinis būdas, kuriuo skaitmeninė įranga garsą paverčia skaičiais ir atgal. Šiame straipsnyje paaiškinama, kaip veikia atranka, bitų gylis ir PCM formatai, kaip jie keliauja per HDMI, ARC, eARC, optinius ir bendraašius ryšius ir kaip PCM lyginamas su bitų srautu ir suglaudintais kodekais, pateikiant nuoseklius sąrankos patarimus ir informaciją apie PCM garsą.
PCM garso pagrindai
PCM garsas yra skaitmeninis garso signalo formatas, kuriame garsas vaizduojamas kaip nenutrūkstamas skaitmeninių pavyzdžių srautas. Šie pavyzdžiai yra galutinė forma, kurią naudoja skaitmeniniai-analoginiai keitikliai (DAC), kad sukurtų garsą garsiakalbiams ar ausinėms.
Kai įrenginys išveda PCM garsą, tai reiškia, kad bet koks suspaustas arba užkoduotas formatas jau buvo iššifruotas, o garsas pateikiamas kaip neapdoroti skaitmeniniai pavyzdžiai. Dėl to PCM yra įprastas ir suderinamas išvesties formatas televizoriuose, medijos leistuvuose, žaidimų konsolėse ir garso imtuvuose.
Kaip PCM garsas paverčia garsą skaitmeniniais skaičiais
PCM garsas sklandžią garso bangą paverčia skaitmeniniais duomenimis aiškiais ir pakartojamais žingsniais. Garsas matuojamas, paverčiamas skaičiais ir saugomas arba siunčiamas, kad vėliau jį būtų galima atkurti kaip garsą.
• Atranka – analoginis garso signalas matuojamas reguliariais laiko intervalais.
• Kvantavimas – kiekvienas matavimas suapvalinamas iki artimiausio lygio fiksuotoje skaitmeninėje skalėje.
• Kodavimas – suapvalintos reikšmės rašomos kaip dvejetainiai skaičiai, kuriuos skaitmeninė įranga gali saugoti arba perduoti.
PCM garso atrankos dažnio ir bitų gylio nustatymai
| PCM nustatymo tipas | Bendros vertybės | Ką tai veikia |
|---|---|---|
| Atrankos dažnis | 44,1 kHz | Aukščiausias garso aukštis |
| Atrankos dažnis | 48 kHz | Išlaiko garsą koja kojon su vaizdo įrašu |
| Atrankos dažnis | 96–192 kHz | Išsamesnis garsas ir papildoma erdvė redagavimui |
| Bitų gylis | 16 bitų | Skirtumas tarp švelnių ir garsių garsų (apie 96 dB) |
| Bitų gylis | 24 bitų | Platesnis diapazonas nuo švelnaus iki garso (iki maždaug 144 dB) |
PCM garso tipai ir formato variantai
Linijinis PCM (LPCM)
Linijinis PCM yra labiausiai paplitusi PCM garso forma namų sistemose. Žingsniai tarp skaitmeninių lygių yra tolygiai išdėstyti, todėl signalas yra paprastas ir aiškus. Šis formatas naudojamas TV garsui, "Blu-ray", žaidimų konsolėms ir daugumai muzikos atkūrimo. Kai įrenginys rodo PCM arba LPCM, tai beveik visada reiškia šį tipą.
μ dėsnis ir A dėsnis PCM
μ dėsnis ir A dėsnis PCM keičia skaitmeninių žingsnių išdėstymą. Mažesni garsai įgauna daugiau detalių, o garsesni garsai reikalauja mažiau žingsnių. Šis stilius dažnai sutinkamas telefonų tinkluose ir balso ryšio sistemose, kur pagrindinis tikslas yra aiški kalba.
DPCM ir ADPCM
DPCM (diferencialinis PCM) ir ADPCM (adaptyvus diferencialinis PCM) veikia saugodami skirtumą tarp mėginių, o ne visą vertę. Tai sumažina duomenų kiekį, o garsas išlieka pakankamai aiškus kalbai ir paprastam garsui mažo pralaidumo sistemose.
PCM garso kanalų režimai ir kokybės lygiai
| PCM režimas | Kanalai | Tipinė skiriamoji geba | Kur matote |
|---|---|---|---|
| Vienspalvis PCM | 1 | 8–16 bitų / 8–48 kHz | Kalba ir paprasti sistemos garsai |
| Stereo PCM | 2 | 16 bitų / 44,1–48 kHz | Muzikos takeliai ir TV garsas |
| Daugiakanalis PCM | 5.1 / 7.1 | 16–24 bitų / 48–96 kHz | Erdvinis garsas filmams ir žaidimams |
| Didelės raiškos PCM | 2–8 | 24 bitų / 96–192 kHz | Itin detali muzika ir garso įrašai |
PCM garso programos
PCM garsas televizoriuose ir priedėliuose
PCM garsas sukuriamas televizoriuose ir priedėliuose, kai jie iššifruoja gaunamą signalą. Garsas paverčiamas PCM prieš patenkant į įmontuotus garsiakalbius ar garso išvestis.
PCM garsas "Blu-ray" ir DVD grotuvuose
"Blu-ray" ir DVD grotuvai gali siųsti linijinį PCM (LPCM) per HDMI. Tai leidžia grotuvui perduoti paruoštą skaitmeninį garsą tiesiai į televizorių ar imtuvą.
PCM garsas žaidimų konsolėse ir asmeniniuose kompiuteriuose
Žaidimų konsolės ir asmeniniai kompiuteriai sujungia žaidimų, balso pokalbių ir sistemos įspėjimų garsą į vieną PCM srautą. Tada šis PCM signalas siunčiamas per HDMI, USB arba garso lizdus.
PCM garsas srautinio perdavimo įrenginiuose ir programose
Srautinio perdavimo dėžutės ir programos iššifruoja suspaustus garso formatus įrenginio viduje. Po dekodavimo jie išveda garsą kaip PCM į skaitmeninio-analoginio keitiklio pakopą.
PCM garsas, palyginti su suspaustais kodekais
| Funkcija | PCM garsas (PCM / LPCM) | Suglaudinti kodekai (Dolby Digital, DTS, AAC, MP3) |
|---|---|---|
| Suspaudimas | Nėra suspaudimo: visas signalas laikomas kaip skaitmeniniai pavyzdžiai | Garsas suspaustas; Duomenys supakuoti, kad būtų sutaupyta vietos |
| Duomenų dydis | Didesnis duomenų dydis tokiam pačiam garso ilgiui | Mažesnis duomenų dydis tokiam pačiam garso ilgiui |
| Redagavimas / miksavimas | Galima redaguoti ir maišyti tiesiogiai kaip skaitmeninį garsą | Pirmiausia paversta PCM prieš redaguojant ar maišant |
| Tipiškas vaidmuo | Galutinis atkūrimo signalas, siunčiamas į DAC ir garsiakalbius | Formatas, naudojamas garsui saugoti ir siųsti diskuose, failuose ir srautuose |
| Naudojimas TV meniu | Garso išvesties nustatymuose rodoma kaip "PCM" arba "LPCM" | Rodoma kaip "Bitstream", "Dolby", "DTS" arba kodekų pavadinimai |
PCM garsas ir bitų srautas televizoriaus ir imtuvo nustatymuose
PCM parinktis
• Šaltinio įrenginys pirmiausia iššifruoja garsą ir siunčia jį kaip PCM pavyzdžius.
• Tinka daugeliui garso juostų ir televizorių, nustatytų stereofoniniam arba daugiakanaliam PCM garsui.
• Gali padėti išvengti problemų, kai kai kurie įrenginiai netinkamai apdoroja tam tikrus bitų srauto formatus.
Bitų srauto parinktis
• Šaltinio įrenginys siunčia suspaustą "Dolby" arba DTS garsą, o ne PCM.
• AV imtuvas arba garso juosta pasirūpina signalo dekodavimu.
• Naudinga, kai imtuvas palaiko tokius formatus kaip "Dolby TrueHD", DTS-HD arba "Atmos" ir norite šių funkcijų.
PCM garsas per HDMI, ARC, eARC, optinį ir bendraašį
| Ryšio tipas | PCM palaikymas | Tipinis kanalų limitas |
|---|---|---|
| HDMI | Stereo ir daugiakanalis PCM garsas | Iki 7.1 kanalų |
| HDMI LANKAS | Stereo PCM ir kai kurie erdvinis siunčiamas iš televizoriaus | Dažnai 2.0 PCM |
| HDMI eARC | Viso pralaidumo stereofoninis ir daugiakanalis PCM | Iki 7,1 PCM ir daugiau |
| Optinis (Toslink) | Stereo PCM garsas | 2,0 PCM |
| Koaksialinis skaitmeninis | Stereo PCM ir šiek tiek suspausto garso | 2,0 PCM |
PCM garsas įprastuose failų tipuose
• WAV (.wav) – įprasta "Windows" ir daugelyje kitų sistemų. Dažnai talpina 16 bitų arba 24 bitų linijinį PCM garsą.
• AIFF (.aiff) – panašus į WAV ir dažnai naudojamas švariam LPCM garsui "Mac" ir garso darbuose.
• Raw PCM (.pcm, .raw, .l16, .l24) – paprasti PCM duomenys su maža antrašte arba be jos, naudojami testams ir žemo lygio garso užduotims.
• CD Audio – kiekviename disko takelyje saugomas 44,1 kHz, 16 bitų stereo PCM.
• Vaizdo įrašų talpyklos (.m2ts, .mkv ir kt.) – gali laikyti LPCM garso takelius kartu su "Dolby" arba DTS takeliais viename vaizdo faile.
PCM garso problemos ir greiti pataisymai
Nėra garso, kai pasirenkamas PCM
• Nustatykite televizoriaus garso išvestį į PCM, o ne į Dolby ar DTS.
• Patikrinkite, ar garso juostoje arba imtuve pasirinkta tinkama įvestis.
• Išbandykite kitą HDMI arba optinį kabelį, jei vis tiek nėra garso.
PCM parinktis nerodoma meniu
• Išjunkite bet kokį specialų garso režimą, kuris gali užrakinti garso išvestį.
• Ieškokite nustatymų, pvz., "Auto", "Pass-through" arba "Digital Audio Out".
• Keiskite šiuos nustatymus, kol PCM pasirodys kaip parinktis.
Lūpų sinchronizavimo delsa tarp PCM garso ir vaizdo
• Naudokite televizoriaus arba imtuvo "garso delsos" arba "lūpų sinchronizavimo" valdiklį.
• Po truputį sureguliuokite delsą, kol balsai sutaps su burnos judesiais ekrane.
PCM skamba tyliau nei "Dolby" ar DTS
• Klausydamiesi PCM padidinkite pagrindinį garsumą ir laikykite jį įprastu lygiu.
• Išjunkite garsumo arba padidinimo režimus, kurie veikia tik "Dolby", DTS ar kitus bitų srauto formatus.
Kai "Bitstream" veikia geriau nei PCM garsas
Bitų srauto išvestis dažnai teikiama naudojant pažangius erdvinius formatus, tokius kaip Dolby Atmos arba DTS:X, kur AV imtuvas arba garso juosta atlieka objektinį garso atvaizdavimą. Kai kurios jungtys, pvz., optinės arba senesnės HDMI jungtys, taip pat riboja daugiakanalį PCM pralaidumą, todėl suglaudinti bitų srauto formatai tampa praktiškesni.
Daugelyje sąrankų PCM geriausiai tinka kasdieniam TV žiūrėjimui ir mišraus turinio atkūrimui, o bitų srautas įjungiamas pasirinktinai filmams ar žaidimams, kuriems naudingas specializuotas erdvinis apdorojimas.
PCM garso sąrankos kontrolinis sąrašas televizoriui ir namų kinui
Pasirinkite tinkamą PCM garso jungtį
Naudokite HDMI arba eARC daugiakanaliam PCM garsui. Naudokite optines jungtis stereo PCM ir pagrindinėms garso juostos sąrankoms.
Suderinkite PCM išvestį su garso įranga
Nustatykite televizorių arba šaltinio įrenginį į PCM išvestį. Įjunkite bitų srautą tik tada, kai AV imtuvas aiškiai palaiko ir rodo norimą formatą.
Nustatykite PCM mėginių ėmimo dažnius, atitinkančius turinį
Naudokite 48 kHz PCM TV programoms, žaidimams ir vaizdo transliacijos turiniui. Jei įmanoma, leiskite muzikos atkūrimo įrenginiams naudoti savo vietinį atrankos dažnį.
Patikrinkite PCM kanalo konfigūraciją kiekviename įrenginyje
Įsitikinkite, kad televizorius ar šaltinis neapsiriboja PCM 2.0, kai HDMI jungtis ir imtuvas palaiko daugiakanalį PCM, pvz., 5.1 arba 7.1.
Sureguliuokite garso apdorojimo funkcijas
Išjungti pernelyg didelį dinaminio diapazono glaudinimą. Įgalinkite kalbos gerinimo arba garso režimus tik patvirtinę teisingą PCM lygį ir kanalų balansą.
Patikrinkite PCM sąranką naudodami pažįstamą turinį
Leiskite žinomas scenas su aiškiais dialogais, muzika ir garso efektais. Taikykite po vieną pakeitimą ir išlaikykite konfigūraciją, kuri skamba natūraliausiai.
Išvada
PCM garsas yra televizijos, muzikos, žaidimų ir srautinio perdavimo centre, paverčiantis garsą aiškiais skaitmeniniais DAC, garsiakalbių ir ausinių pavyzdžiais. Žinojimas, kaip veikia PCM nustatymai, formatai, kanalai ir nuorodos ir kada bitų srautas geriau tinka, padeda išlaikyti stabilų atkūrimą ir tiesioginę gedimų paiešką.
Dažnai užduodami klausimai [DUK]
Ar PCM garsas padidina garso delsą?
PCM prideda labai mažai vėlavimo. Dauguma garso delsos atsiranda dėl papildomo apdorojimo televizoriuje ar imtuve, o ne iš PCM.
Kaip įvertinti PCM garso failo dydį?
Padauginkite: atrankos dažnį × bitų gylį × kanalų skaičių × sekundes, tada padalinkite iš 8, kad gautumėte baitus. Didesnis greitis, bitų gylis ir daugiau kanalų padidina failus.
Ką reiškia 0 dBFS PCM garse?
0 dBFS yra aukščiausias PCM lygis. Viskas, kas stumiama virš 0 dBFS klipai ir iškraipo, todėl garsas laikomas keliais dB žemiau šio taško.
Ar PCM visada garsas be nuostolių?
Pats PCM yra be nuostolių, tačiau jei šaltinis buvo MP3, AAC ar kitas nuostolingas kodekas, prarasti duomenys negrįžta konvertuojant į PCM.
Kuo skiriasi 24 bitų PCM ir 32 bitų plūduriuojantis garsas?
24 bitų PCM naudoja fiksuotas sveikųjų skaičių reikšmes nustatytame diapazone. 32 bitų plūdė gali atspindėti tylesnes detales ir laikinas smailes, viršijančias 0 dBFS maišymo metu be apkarpymo.
Kaip PCM garsas siunčiamas kelių kambarių sistemose?
PCM siunčiamas kaip skaitmeniniai srautai per Ethernet arba Wi-Fi. Kai kurios sistemos siunčia neapdorotą PCM, kitos siunčia suspaustą garsą ir konvertuoja į PCM kiekviename garsiakalbyje atkūrimui.
