PCM-heli on põhiline viis, kuidas digitaalne seade muudab heli numbriteks ja tagasi. See artikkel selgitab, kuidas proovivõtu, bittisügavuse ja PCM formaadid töötavad, kuidas need liiguvad HDMI, ARC, eARC, optiliste ja koaksiaalsete ühenduste kaudu ning kuidas PCM võrreldub bitivoogude ja tihendatud koodekitega, pakkudes samm-sammult seadistamisnõuandeid ja infot PCM heli kohta.
PCM heli alused
PCM audio on digitaalne helisignaali formaat, kus heli esitatakse pideva numbriliste näidiste voona. Need proovid on digitaal-analoogmuundurite (DAC) lõplik vorm kõlarite või kõrvaklappide heli tootmiseks.
Kui seade väljastab PCM-heli, tähendab see, et iga tihendatud või kodeeritud formaat on juba dekodeeritud ning heli edastatakse toore digitaalse näidistena. See teeb PCM-ist levinud ja ühilduva väljundformaadi telerite, meediamängijate, mängukonsoolide ja helivastuvõtjate vahel.
Kuidas PCM Audio muudab heli digitaalseteks numbriteks
PCM heli muudab sujuva helilaine digitaalseks andmeteks selgete ja korduvate sammudega. Heli mõõdetakse, muudetakse numbriteks ja seejärel salvestatakse või saadetakse, et seda saaks hiljem helina mängida.
• Proovivõtt – analoogheli signaali mõõdetakse regulaarsete ajavahemike järel.
• Kvantimine – iga mõõtmine ümardatakse lähimale tasemele fikseeritud digitaalsel skaalal.
• Kodeerimine – ümardatud väärtused kirjutatakse binaararvudena, mida digiseadmed saavad salvestada või edastada.
PCM heli proovivõtusagedus ja bittisügavuse seaded
| PCM-seadete tüüp | Ühised väärtused | Mida see mõjutab |
|---|---|---|
| Proovivõtusagedus | 44,1 kHz | Kõrgeim helikõrgus, mida heli suudab hoida |
| Proovivõtusagedus | 48 kHz | Hoiab heli kooskõlas videoga |
| Proovivõtusagedus | 96–192 kHz | Detailsem heli ja lisaruumi monteerimiseks |
| Biti sügavus | 16-bitine | Erinevus pehmete ja valjude helide vahel (umbes 96 dB) |
| Biti sügavus | 24-bitine | Laiem vaiksest valjuni sagedusvahemik (kuni umbes 144 dB) |
PCM helitüübid ja formaadi variandid
Lineaarne PCM (LPCM)
Lineaarne PCM on kõige levinum PCM-heli vorm kodusüsteemides. Digitaalsete tasemete vahelised sammud on ühtlaselt paigutatud, mis hoiab signaali lihtsana ja selgena. Seda formaati kasutatakse teleriheli, Blu-ray, mängukonsoolide ja enamiku muusika esitamise jaoks. Kui seade näitab PCM-i või LPCM-i, tähendab see peaaegu alati seda tüüpi.
μ-õigus ja A-seadus PCM
μ-law ja A-law PCM muudavad seda, kuidas digitaalsed sammud paika pannakse. Väiksemad helid annavad rohkem detaile, samas kui valjemad helid vajavad vähem samme. Seda stiili leidub sageli telefonivõrkudes ja häälkommunikatsioonisüsteemides, kus peamine eesmärk on selge kõne.
DPCM ja ADPCM
DPCM (diferentsiaalne PCM) ja ADPCM (adaptiivne diferentsiaalne PCM) salvestavad proovide vahe, mitte kogu väärtust. See vähendab andmemahtu, hoides samal ajal heli piisavalt selgena, et võimaldada kõnet ja lihtsat heli madala ribalaiusega süsteemides.
PCM helikanali režiimid ja kvaliteeditasemed
| PCM-režiim | Kanalid | Tüüpiline resolutsioon | Kus sa seda näed |
|---|---|---|---|
| Mono PCM | 1 | 8–16-bitine / 8–48 kHz | Kõne ja lihtsad süsteemihelid |
| Stereo PCM | 2 | 16-bitine / 44,1–48 kHz | Muusikarajad ja teleheli |
| Mitmekanaliline PCM | 5.1 / 7.1 | 16–24-bit / 48–96 kHz | Ruumiline heli filmide ja mängude jaoks |
| Kõrglahutusega PCM | 2–8 | 24-bitine / 96–192 kHz | Kõrge detailiga muusika ja produktsiooniheli |
PCM audio rakendused
PCM heli telerites ja digiboksides
PCM-heli luuakse telerites ja digiboksides pärast saabuva signaali dekodeerimist. Heli muudetakse PCM-iks enne, kui see jõuab sisseehitatud kõlaritesse või heliväljunditesse.
PCM heli Blu-ray ja DVD-mängijates
Blu-ray ja DVD-mängijad saavad saata lineaarset PCM-i (LPCM) HDMI kaudu. See võimaldab mängijal edastada valmis digitaalse heli otse televiisorile või vastuvõtjale.
PCM heli mängukonsoolides ja arvutites
Mängukonsoolid ja arvutid segavad mängude heli, häälvestluse ja süsteemiteavituste ühte PCM-voogu. See PCM-signaal saadetakse seejärel HDMI, USB või helipesade kaudu.
PCM heli voogedastusseadmetes ja rakendustes
Voogedastuskastid ja rakendused dekodeerivad seadmes tihendatud helivorminguid. Pärast dekodeerimist väljastavad nad heli PCM-ina digitaal-analoogmuunduri etapile.
PCM-heli võrreldes tihendatud koodekitega
| Funktsioon | PCM Audio (PCM / LPCM) | Tihendatud kodekid (Dolby Digital, DTS, AAC, MP3) |
|---|---|---|
| Kompressioon | Puudub kompressioon: täissignaal hoitakse digitaalsete näidistena | Heli on tihendatud; Andmed on pakitud, et säästa ruumi |
| Andmete suurus | Suurem andmemaht sama pikkuse heli jaoks | Väiksem andmemaht sama pikkuse heli jaoks |
| Montaaž / Segamine | Saab otse redigeerida ja miksida digitaalse helina | Muutusin esmalt PCM-iks enne monteerimist või miksimist |
| Tüüpiline roll | Lõplik taasesitussignaal saadetud DAC-ile ja kõlaritele | Formaat, mida kasutatakse heli salvestamiseks ja saatmiseks plaatidel, failidel ja voogudel |
| Kasutamine TV menüüdes | Kuvatakse heliväljundi seadetes kui "PCM" või "LPCM" | Kuvatakse kui "Bitstream", "Dolby", "DTS" või koodeknimed |
PCM heli vs bitstream teleri ja vastuvõtja seadetes
PCM valik
• Lähteseade dekodeerib heli esmalt ja saadab selle välja PCM-proovidena.
• Sobib paljudele heliribadele ja teleritele, mis on seadistatud stereo- või mitmekanalilise PCM-heli jaoks.
• Aitab vältida probleeme, kui mõned seadmed ei käsitle teatud bitivoogude formaate hästi.
Bitstreami valik
• Lähteseade saadab PCM-i asemel tihendatud Dolby või DTS heli.
• AV-vastuvõtja või heliriba tegeleb signaali dekodeerimisega.
• Kasulik, kui vastuvõtja toetab formaate nagu Dolby TrueHD, DTS-HD või Atmos ja soovid neid funktsioone.
PCM-heli HDMI, ARC, eARC, optilise ja koaksiaalse kaudu
| Ühenduse tüüp | PCM tugi | Tüüpiline kanalipiirang |
|---|---|---|
| HDMI | Stereo ja mitmekanaliline PCM heli | Kuni 7.1 kanalid |
| HDMI ARC | Stereo PCM ja natuke ruumilist heli telekast | Sageli 2.0 PCM |
| HDMI eARC | Täisribalaiusega stereo ja mitmekanaliline PCM | Kuni 7.1 PCM ja kõrgem |
| Optiline (Toslink) | Stereo PCM heli | 2.0 PCM |
| Koaksiaalne digitaalne | Stereo PCM ja natuke tihendatud heli | 2.0 PCM |
PCM-heli levinud failitüüpides
• WAV (.wav) – levinud Windowsis ja paljudel teistel süsteemidel. Sageli mahutab see 16- või 24-bitist lineaarset PCM-heli.
• AIFF (.aiff) – Sarnane WAV-ile ja sageli kasutatakse puhta LPCM heli jaoks Macis ja helitöödes.
• Toor-PCM (.pcm, .raw, .l16, .l24) – Lihtne PCM-andmestik vähese või olematu päisega, mida kasutatakse testide ja madala taseme heliülesannete jaoks.
• CD audio – salvestab igale plaadirajale 44,1 kHz, 16-bitist stereo PCM-i.
• Videokonteinerid (.m2ts, .mkv ja teised) – Saab hoida LPCM heliradu koos Dolby või DTS radadega ühes videos.
PCM-i heliprobleemid ja kiired lahendused
PCM-i valimisel ei ole heli.
• Seadista teleri heliväljund PCM-iks, mitte Dolby või DTS-iks.
• Kontrolli, et heliribal või vastuvõtjal oleks õige sisend valitud.
• Proovi teist HDMI või optilist kaablit, kui heli ikka ei ole.
PCM valik menüüs ei ilmu
• Lülita välja kõik erihelirežiimid, mis võivad heli väljundi lukustada.
• Otsi seadeid nagu "Auto", "Pass-through" või "Digital Audio Out".
• Muuda neid seadeid, kuni PCM ilmub valikuna.
Huulte sünkroonimise viivitus PCM heli ja video vahel
• Kasuta televiisoril või vastuvõtjal "audio delay" või "lip sync" nuppu.
• Kohanda viivitust natuke korraga, kuni hääled vastavad ekraanil suu liikumisele.
PCM kõlab vaiksemalt kui Dolby või DTS
• Keera põhihelitugevus PCM-i kuulamise ajal valjemaks ja käsitle seda kui normaalset taset.
• Lülita välja valjuse või võimenduse režiimid, mis mõjutavad ainult Dolbyt, DTS-i või muid bitivoogude formaate.
Millal Bitstream töötab paremini kui PCM-heli
Bitivoo väljundit eelistatakse sageli keerukate ruumiliste formaatide puhul, nagu Dolby Atmos või DTS:X, kus AV vastuvõtja või heliriba teostab objektipõhist helirenderdust. Mõned ühendused, nagu optilised või vanemad HDMI-lingid, piiravad samuti mitmekanalilist PCM-i ribalaiust, muutes tihendatud bitivoolu formaadid praktilisemaks.
Paljudes seadistustes töötab PCM kõige paremini igapäevaseks televiisori vaatamiseks ja segasisu esitamiseks, samas kui bitivoog on valikuliselt lubatud filmide või mängude puhul, mis kasutavad spetsialiseeritud ruumilist töötlemist.
PCM heli seadistuse kontrollnimekiri televiisori ja kodukino jaoks
Vali PCM-heli jaoks sobiv ühendus
Kasuta HDMI-d või eARC-i mitmekanalilise PCM-heli jaoks. Kasuta optilisi ühendusi stereo PCM-i ja lihtsate heliriba seadistuste jaoks.
Sobita PCM-väljund oma heliseadmega
Seadista teler või lähteseade PCM-väljundile. Luba bitivoog ainult siis, kui AV-vastuvõtja toetab ja kuvab soovitud vormingut.
Seadista PCM proovivõtukiirused, mis sobivad vastavalt sisule
Kasuta 48 kHz PCM-i telesaadete, mängude ja videopõhise voogedastuse jaoks. Lubage muusika esitusseadmetel võimalusel kasutada oma natiivseid proovivõtusagedusi.
Kontrolli PCM-kanali konfiguratsiooni igal seadmel
Veendu, et teler või allikas ei oleks piiratud ainult PCM 2.0-ga, kui HDMI link ja vastuvõtja toetavad mitmekanalilist PCM-i, näiteks 5.1 või 7.1.
Helitöötluse funktsioonide reguleerimine
Keela liigne dünaamilise ulatuse kompressioon. Luba kõnevõimendus või helirežiimid alles pärast õige PCM-taseme ja kanalitasakaalu kinnitamist.
Testi PCM-i seadistust tuttava sisuga
Mängi tuntud stseene selge dialoogi, muusika ja heliefektidega. Rakenda üks muudatus korraga ja hoia konfiguratsioon, mis kõlab kõige loomulikumalt.
Kokkuvõte
PCM heli asub teleri, muusika, mängude ja voogedastuse keskmes, muutes heli selgeteks digitaalseteks näidisteks DAC-ide, kõlarite ja kõrvaklappide jaoks. PCM-i seadete, vormingute, kanalite ja linkide toimimise ning bitivoogude parema sobivuse teadmine aitab hoida taasesitust stabiilsena ja muudab veaotsingu otsesemaks.
Korduma kippuvad küsimused [KKK]
Kas PCM heli suurendab heli viivitust?
PCM lisab iseenesest väga vähe viivitust. Enamik heliviivitust tuleb teleri või vastuvõtja lisatöötlusest, mitte PCM-ist.
Kuidas hinnata PCM helifaili suurust?
Korruta: proovivõtusagedus × bittisügavus × kanalite arv × sekundit, seejärel jaga 8-ga, et saada baite. Kõrgemad kiirused, bitisügavus ja rohkem kanaleid muudavad failid suuremaks.
Mida tähendab 0 dBFS PCM helis?
0 dBFS on kõrgeim tase, mida PCM suudab hoida. Kõik, mis surutakse üle 0 dBFS-i, klammerdub ja moonutatakse, nii et heli jääb paar dB alla selle punkti.
Kas PCM on alati kaotusteta heli?
PCM ise on kaotuseta, kuid kui allikaks oli MP3, AAC või mõni muu kadudega koodek, siis kadunud andmed PCM-iks teisendamisel tagasi ei tule.
Mis vahe on 24-bitise PCM-i ja 32-bitise ujuvheli vahel?
24-bitine PCM kasutab fikseeritud täisarvulisi väärtusi kindlas vahemikus. 32-bitine float võib esindada vaiksemaid detaile ja ajutisi tippe üle 0 dBFS miksimisel ilma lõikamiseta.
Kuidas saadetakse PCM-heli mitmeruumilistes süsteemides?
PCM saadetakse digitaalsete voogudena Etherneti või Wi-Fi kaudu. Mõned süsteemid saadavad toor-PCM-i, teised tihendatud heli ja teisendavad igas kõlaris PCM-iks taasesituseks.
