PCM

PCM, skrót od Pulse Code Modulation, to technika cyfrowej reprezentacji próbek analogowych sygnałów. Wprowadzona przez Bell Labs w latach 30. XX wieku, PCM jest podstawą wielu technologii komunikacyjnych i multimedialnych, od telefonii cyfrowej po audio CD.

W PCM, analogowy sygnał jest mierzony w regularnych odstępach czasu. Wartość każdej próbki jest następnie kwantyzowana, co oznacza zaokrąglenie jej do najbliższej wartości z zestawu dyskretnych możliwości. Na przykład, w standardowym CD audio, wartość próbki może wynosić od -32768 do 32767. Ta kwantyzowana wartość jest następnie kodowana w postaci ciągu binarnego.

Pomimo swojej prostoty, PCM ma wiele zalet. Po pierwsze, jest łatwy w implementacji zarówno w sprzęcie, jak i oprogramowaniu. Po drugie, jest odporne na błędy: nawet jeśli niektóre bity zostaną błędnie przesłane, wpływ na ostateczny sygnał zwykle będzie niewielki. Po trzecie, PCM pozwala na łatwe przetwarzanie sygnałów cyfrowych, takie jak filtracja czy kompresja.

PCM ma jednak również pewne wady. Kwantyzacja, podczas której następuje zaokrąglanie wartości próbek, prowadzi do błędów kwantyzacji, co z kolei prowadzi do szumów kwantyzacyjnych. Ponadto, PCM wymaga dużej przepustowości: standardowe CD audio próbuje sygnał 44,1 tysiąca razy na sekundę, z każdą próbką kodowaną na 16 bitach, co prowadzi do szybkości transmisji prawie 1,5 miliona bitów na sekundę.