אודיו PCM הוא הדרך הבסיסית שבה ציוד דיגיטלי הופך צליל למספרים וחוזר. מאמר זה מסביר כיצד פועלים דגימה, עומק סיביות ופורמטים של PCM, כיצד הם נעים דרך HDMI, ARC, eARC, קישורים אופטיים וקואקסיאלים, וכיצד PCM משתווה לקודקים דחוסים וביטסטרים, עם טיפים להגדרה שלב אחר שלב ומידע על אודיו PCM.
יסודות האודיו של PCM
אודיו PCM הוא פורמט אות אודיו דיגיטלי שבו הצליל מיוצג כזרם רציף של דגימות מספריות. דגימות אלו הן הצורה הסופית שבה משתמשים ממירים דיגיטליים לאנלוגיים (DACs) להפקת צליל לרמקולים או לאוזניות.
כאשר מכשיר מפיק אודיו PCM, פירושו שכל פורמט דחוס או מקודד כבר פוענח, והאודיו מועבר כדגימות דיגיטליות גולמיות. זה הופך את PCM לפורמט פלט נפוץ ותואם בין טלוויזיות, נגני מדיה, קונסולות משחקים ומקלטי אודיו.
כיצד PCM Audio הופך קול למספרים דיגיטליים
אודיו PCM הופך גל קול חלק לנתונים דיגיטליים בשלבים ברורים וחוזרים. הצליל נמדד, הופך למספרים, ואז נשמר או נשלח כדי שניתן יהיה להשמיע אותו מאוחר יותר כשמע.
• דגימה - אות הקול האנלוגי נמדד במרווחי זמן קבועים.
• קוונטיזציה - כל מדידה מעוגלת לרמה הקרובה ביותר בסולם דיגיטלי קבוע.
• קידוד - הערכים המעוגלים נכתבים כמספרים בינאריים שציוד דיגיטלי יכול לאחסן או לשדר.
קצב דגימת אודיו והגדרות עומק ביט ב-PCM
| סוג הגדרת PCM | ערכים משותפים | מה זה משפיע |
|---|---|---|
| קצב דגימה | 44.1 קילוהרץ | הגובה הגבוה ביותר שהצליל יכול להחזיק |
| קצב דגימה | 48 קילוהרץ | שומר על הסאונד בקצב עם וידאו |
| קצב דגימה | 96–192 קילוהרץ | סאונד מפורט יותר ומרחב נוסף לעריכה |
| עומק ביט | 16-ביט | הבדל בין צלילים רכים לרועשים (כ-96 dB) |
| עומק ביט | 24-ביט | טווח רחב יותר מ-רך לקול (עד כ-144 dB) |
סוגי אודיו PCM וגרסאות פורמט
PCM ליניארי (LPCM)
PCM ליניארי הוא הצורה הנפוצה ביותר של אודיו PCM במערכות ביתיות. השלבים בין הרמות הדיגיטליות מרווחים באופן שווה, מה ששומר על האות פשוט וברור. פורמט זה משמש לאודיו בטלוויזיה, Blu-ray, קונסולות משחקים ורוב ניגוני המוזיקה. כשמכשיר מציג PCM או LPCM, זה כמעט תמיד מתכוון לסוג הזה.
μ-law ו-A-law PCM
μ-law ו-A-law PCM משנים את האופן שבו הצעדים הדיגיטליים מרווחים. צלילים קטנים מקבלים יותר פרטים, בעוד שצלילים חזקים יותר דורשים פחות צעדים. סגנון זה נמצא לעיתים קרובות ברשתות טלפון ובמערכות תקשורת קוליות, שבהן המטרה העיקרית היא דיבור ברור.
DPCM ו-ADPCM
DPCM (PCM דיפרנציאלי) ו-ADPCM (PCM דיפרנציאלי אדפטיבי) פועלים על ידי אחסון ההפרש בין הדגימות במקום הערך המלא. זה מפחית את כמות הנתונים תוך שמירה על צליל ברור מספיק לדיבור ואודיו פשוט במערכות ברוחב פס נמוך.
מצבי ערוץ אודיו PCM ורמות איכות
| מצב PCM | ערוצים | רזולוציה טיפוסית | איפה אתה רואה את זה |
|---|---|---|---|
| מונו PCM | 1 | 8–16 ביט / 8–48 קילוהרץ | דיבור וצלילים פשוטים של מערכת |
| PCM סטריאו | 2 | 16-ביט / 44.1–48 קילוהרץ | רצועות מוזיקה וסאונד טלוויזיה |
| PCM רב-ערוצי | 5.1 / 7.1 | 16–24-ביט / 48–96 קילוהרץ | סאונד סראונד לסרטים ומשחקים |
| PCM ברזולוציה גבוהה | 2–8 | 24-ביט / 96–192 קילוהרץ | מוזיקה מפורטת ואודיו הפקה |
יישומי אודיו PCM
אודיו 6.1 PCM בטלוויזיות ובממירים
אודיו PCM נוצר בתוך טלוויזיות וממירי טלוויזיה לאחר שהם מפענחים את האות הנכנס. הסאונד הופך ל-PCM לפני שהוא עובר לרמקולים המובנים או ליציאות האודיו.
אודיו PCM 6.2 בנגני Blu-ray ו-DVD
נגני Blu-ray ו-DVD יכולים לשלוח PCM ליניארי (LPCM) דרך HDMI. זה מאפשר לנגן להעביר אודיו דיגיטלי מוכן להפעלה ישירות לטלוויזיה או למקלט.
אודיו PCM 6.3 בקונסולות משחקים ומחשבים אישיים
קונסולות משחק ומחשבים אישיים מערבבים קול ממשחקים, שיחות קוליות והתראות מערכת לזרם PCM אחד. אות ה-PCM הזה נשלח דרך HDMI, USB או שקעי שמע.
אודיו PCM 6.4 במכשירי סטרימינג ואפליקציות
תיבות ואפליקציות סטרימינג מפענחות פורמטים דחוסים של אודיו בתוך המכשיר. לאחר הפענוח, הם מוציאים את הקול כ-PCM לשלב ממיר דיגיטלי לאנלוגי.
אודיו PCM בהשוואה לקודקים דחוסים
| מאפיין | קול PCM (PCM / LPCM) | קודקים דחוסים (Dolby Digital, DTS, AAC, MP3) |
|---|---|---|
| דחיסה | ללא דחיסה: אות מלא נשמר כדגימות דיגיטליות | האודיו דחוס; הנתונים נארזים כדי לחסוך מקום |
| גודל הנתונים | גודל נתונים גדול יותר עבור אותו אורך אודיו | גודל נתונים קטן יותר עבור אותו אורך אודיו |
| עריכה / מיקס | ניתן לערוך ולערבב ישירות כסאונד דיגיטלי | הפך ל-PCM קודם לפני העריכה או המיקס |
| תפקיד טיפוסי | אות ההשמעה הסופי נשלח ל-DAC ולרמקולים | פורמט המשמש לאחסון ושליחת אודיו על דיסקים, קבצים וזרמים |
| שימוש בתפריטי טלוויזיה | מוצג כ"PCM" או "LPCM" בהגדרות יציאת אודיו | מוצגים כ"Bitstream," "Dolby," "DTS," או שמות קודקים |
אודיו PCM לעומת Bitstream בטלוויזיה ובהגדרות מקלט
אפשרות PCM 8.1
• מכשיר המקור מפענח את האודיו תחילה ושולח אותו כדגימות PCM.
• מתאימה להרבה סאונדברים וטלוויזיות המוגדרים לסאונד PCM סטריאו או רב-ערוצי.
• יכול לסייע במניעת בעיות כאשר מכשירים מסוימים אינם מטפלים היטב בפורמטים מסוימים של זרם סיביות.
אפשרות 8.2 Bitstream
• התקן המקור שולח אודיו דחוס ב-Dolby או DTS במקום PCM.
• מקלט ה-AV או הסאונדבר דואגים לפענוח האות.
• מועיל כאשר המקלט תומך בפורמטים כמו Dolby TrueHD, DTS-HD או Atmos, ואתה רוצה את הפיצ'רים האלה.
אודיו PCM ב-HDMI, ARC, eARC, אופטי וקואקסיאלי
| סוג חיבור | תמיכה ב-PCM | מגבלת ערוץ טיפוסית |
|---|---|---|
| HDMI | אודיו PCM סטריאו ורב-ערוצי | עד 7.1 ערוצים |
| HDMI ARC | PCM סטריאו וקצת סראונד שנשלחו מהטלוויזיה | לעיתים קרובות PCM 2.0 |
| HDMI eARC | PCM סטריאו ורב-ערוצים ברוחב פס מלא | עד 7.1 PCM ומעלה |
| אופטי (Toslink) | אודיו PCM סטריאו | 2.0 PCM |
| קואקסיאל דיגיטל | PCM סטריאו וקצת אודיו דחוס | 2.0 PCM |
אודיו PCM בתוך סוגי קבצים נפוצים
• WAV (.wav) - נפוץ ב-Windows ובמערכות רבות אחרות. לעיתים קרובות מחזיק אודיו PCM ליניארי 16 ביט או 24 ביט.
• AIFF (.aiff) - דומה ל-WAV ומשמש לעיתים קרובות לאודיו LPCM נקי במק ובעבודת אודיו.
• PCM גולמי (.pcm, .raw, .l16, .l24) - נתוני PCM פשוטים עם מעט או ללא כותרת, המשמשים לבדיקות ומשימות אודיו ברמה נמוכה.
• אודיו CD - שומר 44.1 kHz, PCM סטריאו 16 ביט בכל ערוץ בדיסק.
• מיכלי וידאו (.m2ts, .mkv ואחרים) - יכולים להחזיק ערוצי אודיו LPCM לצד ערוצי Dolby או DTS בתוך קובץ וידאו אחד.
בעיות אודיו PCM ותיקונים מהירים
אין קול כאשר PCM נבחר
• הגדר את יציאת האודיו של הטלוויזיה ל-PCM, לא ל-Dolby או DTS.
• בדוק שהכניסה הנכונה נבחרה בסאונדבר או במקלט.
• נסה כבל HDMI או אופטי אחר אם עדיין אין קול.
אפשרות PCM 11.2 לא מופיעה בתפריט
• כבו כל מצב סאונד מיוחד שעלול לנעול את יציאת האודיו.
• חפש הגדרות כמו "אוטומטי", "מעבר דרך" או "יציאת אודיו דיגיטלית".
• לשנות את ההגדרות הללו עד ש-PCM יופיע כאופציה.
עיכוב סינכרון שפתיים בין אודיו PCM לוידאו
• השתמש בבקרת "עיכוב שמע" או "סינכרון שפתיים" בטלוויזיה או במקלט.
• כוונן את ההשהיה בהדרגה עד שהקולות יתאימו לתנועת הפה על המסך.
PCM נשמע שקט יותר מדולבי או DTS
• להעלות את הווליום הראשי בזמן ההאזנה ב-PCM ולהתייחס לזה כרמה רגילה.
• כיבוי מצבי עוצמה או הגברה שמשפיעים רק על Dolby, DTS או פורמטים אחרים של זרם ביטים.
מתי Bitstream עובד טוב יותר מאודיו PCM
פלט זרם ביטים מועדף לעיתים קרובות כאשר משתמשים בפורמטים מתקדמים כמו Dolby Atmos או DTS:X, כאשר מקלט AV או סאונדבר מבצעים רינדור אודיו מבוסס אובייקטים. חלק מהחיבורים, כמו אופטיים או קישורי HDMI ישנים, גם הם מגבילים את רוחב הפס של PCM רב-ערוצי, מה שהופך את פורמטי זרם הסיביות הדחוס ליותר פרקטיים.
בהגדרות רבות, PCM עובד בצורה הטובה ביותר לצפייה יומיומית בטלוויזיה וניגון תוכן מעורב, בעוד ש-bitstream מופעל באופן סלקטיבי לסרטים או משחקים שנהנים מעיבוד סראונד מיוחד.
רשימת בדיקה להגדרת אודיו PCM לטלוויזיה ולקולנוע ביתי
בחר חיבור מתאים לאודיו PCM
השתמש ב-HDMI או eARC לאודיו PCM רב-ערוצי. השתמש בחיבורים אופטיים ל-PCM סטריאו והגדרות סאונדבר בסיסיות.
התאימו את פלט ה-PCM לציוד האודיו שלכם
הגדר את הטלוויזיה או מכשיר המקור ליציאת PCM. הפעל זרם סיביות רק כאשר מקלט ה-AV תומך ומציג במפורש את הפורמט הרצוי.
קביעת קצבי דגימה של PCM המתאימים לתוכן
השתמש ב-PCM בתדר 48 קילוהרץ לתוכניות טלוויזיה, משחקים ותוכן סטרימינג מבוסס וידאו. אפשר למכשירי השמעת מוזיקה להשתמש בקצב הדגימה המקוריים שלהם כשאפשר.
אימות תצורת ערוץ PCM בכל מכשיר
ודא שהטלוויזיה או המקור אינם מוגבלים ל-PCM 2.0 כאשר קישור HDMI והמקלט תומכים ב-PCM רב-ערוצי כמו 5.1 או 7.1.
התאמת תכונות עיבוד הקול
כבה דחיסת טווח דינמי מופרז. הפעל שיפור דיבור או מצבי סאונד רק לאחר אימות רמות PCM נכונות ואיזון ערוצים.
בדיקת הגדרת PCM באמצעות תוכן מוכר
שחק סצנות מוכרות עם דיאלוג ברור, מוזיקה ואפקטים קוליים. הפעיל שינוי אחד בכל פעם ושמור על הקונפיגורציה שנשמעת הכי טבעית.
סיכום
אודיו PCM נמצא במרכז הטלוויזיה, המוזיקה, המשחקים והסטרימינג, והופך את הצליל לדגימות דיגיטליות ברורות ל-DACים, רמקולים ואוזניות. הבנת הגדרות PCM, פורמטים, ערוצים וקישורים, ומתי bitstream מתאים יותר, עוזרת לשמור על יציבות ניגון והופכת את מציאת התקלות לישירה יותר.
שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]
האם אודיו PCM מעלה את עיכוב האודיו?
PCM מוסיף מעט מאוד דיליי בפני עצמו. רוב ההשהיה באודיו נובעת מעיבוד נוסף בטלוויזיה או במקלט, לא מ-PCM.
איך אני מעריך את גודל קובץ האודיו של PCM?
כפל: קצב דגימה × עומק ביט × מספר הערוצים × שניות, ואז חלק ב-8 לקבלת בתים. קצבים גבוהים יותר, עומק ביטים ויותר ערוצים הופכים קבצים לגדולים יותר.
מה המשמעות של 0 dBFS באודיו PCM?
0 dBFS הוא הרמה הגבוהה ביותר ש-PCM יכול להחזיק. כל דבר שנדחף מעל 0 dBFS מקליפים ומעוות, אז האודיו נשמר כמה dB מתחת לנקודה הזו.
האם PCM תמיד קול ללא אובדן?
ה-PCM עצמו הוא ללא אובדן, אך אם המקור היה MP3, AAC או קודק איבוד אחר, הנתונים שאבדו לא חוזרים כאשר הם מומרים ל-PCM.
מה ההבדל בין PCM 24 ביט לאודיו צף 32 ביט?
PCM של 24 ביט משתמש בערכים שלמים קבועים בטווח מוגדר. צף של 32 ביט יכול לייצג פרטים שקטים יותר ושיאים זמניים מעל 0 dBFS במהלך ערבוב ללא קליפינג.
איך נשלח אודיו PCM במערכות מרובות חדרים?
PCM נשלח כזרמים דיגיטליים דרך אתרנט או Wi-Fi. חלק מהמערכות שולחות PCM גולמי, אחרות שולחות אודיו דחוס וממירים ל-PCM בכל רמקול לניגון.
