Ogni volta che si riproduce un CD o parlare sul tuo cellulare, utilizzi Pulse Code Modulation, o PCM. È il processo di assunzione di un segnale analogico, come il suono e convertirlo in un flusso costante di numeri rappresentati come dati del computer. In primo luogo sviluppato nel 1930, la tecnica ha vaste applicazioni all'interno della moderna tecnologia digitale.
Conversione
Prima di poter archiviare o trasmettere dati PCM, è necessario prima convertire un segnale analogico a un insieme di numeri. Un circuito elettronico chiamato un convertitore analogico-digitale, o A/S, esegue questo compito. Migliaia di volte al secondo, il convertitore A/D misura la tensione di un segnale analogico in ingresso e produce un numero equivalente; maggiore è la tensione, maggiore è il numero. Altri circuiti collegati al convertitore A/D il numero del pacchetto come standard byte di dati informatici. I dati sono facili da memorizzare e trasmettere con circuiti digitali standard, ma non si sente direttamente. Un altro circuito, chiamato un convertitore digitale-analogico, prende i dati del computer e lo cambia in un segnale analogico. Da lì, un amplificatore e un altoparlante trasformare il segnale in suono.
Bit di risoluzione
Diversi convertitori A/D lavoro a bit diverse risoluzioni. Più bit di risoluzione, migliore la qualità di conversione. Un convertitore a 8-bit rappresenta un segnale con 256 livelli di precisione; Questo è il numero minimo di bit in uso comune. Questo significa, per un segnale che raggiunge un massimo di 10 volt, un convertitore a 8 bit è preciso a.039 volt. Lettore CD utilizzano 16 bit o 65.536 livelli, precisi a.000154 volt. Apparecchiature audio professionali utilizza convertitori A/D 24 bit.
Frequenza di campionamento
Oltre alla risoluzione di un convertitore bit, la frequenza alla quale prende campioni inoltre svolge un ruolo importante. Maggiore è la frequenza, migliore la precisione dei dati. Sistemi telefonici, ad esempio, di prelevare campioni a 8 kHz, compact disc utilizza una frequenza di 44.1 kHz e attrezzature di qualità professionale funziona a frequenze di 48 o 96 kHz. A ciascun campione, il convertitore A/D produce un numero, così a tassi più veloci, che genera più numeri. Questo è un compromesso, come maggiore velocità dei dati consuma risorse di memoria più veloce.
Limite di Nyquist
Un parametro denominato il limite di Nyquist colpisce il più alta frequenza in grado di codificare un sistema PCM. Si mette un massimo teorico sulla massima frequenza audio come metà della frequenza di campionamento. Un circuito di A/D produce un numero per ogni campione di un segnale analogico in ingresso. Ad esempio, se ci vuole 1 campione al secondo di un segnale di 1 Hz, i picchi positivi e negativi dell'onda annullino reciprocamente, e il campione finisce per essere zero. È pertanto necessario raddoppiare la frequenza di campionamento a 2 Hz o ridurre la frequenza del segnale a mezzo Hz. Il circuito quindi acquisisce i picchi positivi e negativi. La figura standard per la massima frequenza udibile è 20 kHz, quindi frequenza di 44.1 kHz di un CD più di si raddoppia per buona fedeltà.