¿Qué es un código PCM?

May 6

¿Qué es un código PCM?


Siempre que juegues un CD o hablar por su teléfono móvil, está utilizando modulación por impulsos codificados, o PCM. Es el proceso de tomar una señal analógica, como el sonido, y la conversión a una corriente constante de números representados como datos informáticos. Desarrollado por primera vez en la década de 1930, la técnica tiene amplias aplicaciones en la tecnología digital moderna.

Conversión

Antes de que pueda almacenar o transmitir datos PCM, primero debe convertir una señal analógica a un conjunto de números. Un circuito electrónico llamado un convertidor de analógico a digital, o A / D, realiza esta tarea. Miles de veces por segundo, el convertidor A / D mide el voltaje de una señal analógica de entrada y produce un número equivalente; cuanto mayor es la tensión, mayor será el número. Otros circuitos conectados al paquete de convertidor A / D el número como bytes estándar de datos informáticos. Los datos son fáciles de almacenar y transmitir con circuitos digitales estándar, pero no se puede escuchar directamente. Otro circuito, llamado un convertidor de digital a analógico, toma los datos de la computadora y la transforma en una señal analógica. A partir de ahí, un amplificador y altavoz convierten la señal en sonido.

bit Resolución

Diferentes convertidores A / D trabajan a diferentes resoluciones bits. Cuantos más bits de resolución, mejor será la calidad de la conversión. Un convertidor de 8 bits representa una señal con 256 niveles de precisión; este es el menor número de bits de uso común. Esto significa, por una señal que llega a un máximo de 10 voltios, un convertidor de 8 bits tiene una precisión de .039 voltios. reproductores de CD utilizan 16 bits, o 65.536 plantas, con una precisión de .000154 voltios. equipos de audio profesional utiliza convertidores de 24 bits A / D.

Frecuencia de muestreo

Además de la resolución de bits de un convertidor, la frecuencia a la que toma muestras también juega un papel importante. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la precisión de los datos. sistemas de telefonía, por ejemplo, toman muestras a 8 kHz, discos compactos utilizan una velocidad de 44,1 kHz y equipos de calidad profesional trabaja en 48 o 96 kHz tasas. En cada muestra, el convertidor A / D produce un número, por lo que en las velocidades más rápidas, genera más números. Se trata de un trade-off, ya que las tasas de datos más altas consumen recursos de memoria más rápida.

Límite de Nyquist

Un parámetro llamado el límite de Nyquist afecta a la frecuencia más alta de un sistema PCM puede codificar. Se pone un límite teórico sobre la frecuencia de audio más alta como la mitad de la frecuencia de muestreo. Un circuito A / D produce un número para cada muestra de una señal analógica entrante. Por ejemplo, si se lleva a 1 muestra por segundo de una señal de 1 Hz, los picos positivos y negativos de la onda se anulan entre sí, y la muestra termina siendo cero. Por lo tanto necesita el doble de la frecuencia de muestreo de 2 Hz o reducir la frecuencia de la señal a la mitad Hz. El circuito entonces captura los picos positivos y negativos. La figura estándar para la frecuencia audible más alta es de 20 kHz, por lo que la tasa de 44,1 kHz de un CD es más del doble que para una buena fidelidad.


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