? Varje gång du spelar en CD eller prata i din mobiltelefon , använder du Pulse Code Modulation , eller PCM . Det är processen att ta en analog signal , såsom ljud , och omvandla den till en stadig ström av siffror företräddes av datoriserade uppgifter . Först utvecklades på 1930-talet , har tekniken breda tillämpningar inom modern digital teknik . Konvertering
Innan du kan lagra eller överföra PCM-data , måste du först konvertera en analog signal till en uppsättning siffror . En elektronisk krets som kallas en analog -till-digital -omvandlare, eller A /D, utför denna uppgift. Tusentals gånger per sekund , A /D- åtgärder omvandlare spänningen av en inkommande analog signal och innebär att samma nummer ; Ju högre spänningen är , desto större antal . Andra kretsar som är anslutna till A /D-omvandlaren paket numret som standard bitgrupper av datordata . Informationen är lätt att lagra och överföra med vanliga digitala kretsar , men du kan inte höra det direkt . En annan krets , som kallas en digital-till -analog- omvandlare, tar datordata och ändrar det tillbaka till en analog signal . Därifrån , en förstärkare och högtalare stänga av signalen till ljud.
Bitars upplösning
Olika A /D-omvandlare arbetar på olika bitars upplösning . Ju fler bitars upplösning , desto bättre konverteringskvalitet. En 8 – bitars omvandlare representerar en signal med 256 nivåer av precision ; detta är det minsta antalet bitar i allmänt bruk. Detta innebär , för en signal som når högst 10 volt , är en 8 – bitars omvandlare exakt till 0,039 volt . CD-spelare använder 16 bitar , eller 65.536 nivåer , exakt till 0,000154 volt . Professionell ljudutrustning använder 24 -bitars A /D-omvandlare .
Samplingsfrekvens
Förutom en omvandlare bitars upplösning , den frekvens där det tar prover spelar också en viktig roll. Ju högre frekvens , desto bättre riktigheten i uppgifterna . Telefonsystem , till exempel, ta prover vid 8 kHz , CD-skivor använder en 44,1 kHz hastighet och professionell kvalitet utrustning arbetar på 48 eller 96 kHz priser . Vid varje prov , producerar A /D-omvandlaren en rad , så vid högre hastigheter , genererar det fler nummer. Detta är en kompromiss , eftersom högre datahastigheter förbrukar minne resurser snabbare .
Nyquist Limit
En parameter som kallas Nyquist Limit påverkar den högsta frekvensen ett PCM -system kan koda . Den sätter en teoretisk övre gräns för den högsta ljudfrekvens som en halva samplingsfrekvensen. En A /D -kretsen producerar ett nummer för varje prov av en inkommande analog signal . Till exempel, om det tar ett sampel per sekund av en 1 Hz-signalen , de positiva och negativa topparna av den våg ut varandra , och provet slutar vara noll. Du måste därför fördubbla samplingsfrekvensen till 2 Hz eller minskar signalfrekvensen till hälften Hz . Kretsen fångar då de positiva och negativa toppar . Standarden siffran för den högsta hörbara frekvensen är 20 kHz , så en CD 44,1 kHz räntan mer än fördubblar den för gott trohet . Addera