PCM (Pulse Code Modulation) beschreibt einen Prozess, der analoge Audiosignale (dargestellt durch Wellenformen) in digitale Audiosignale (dargestellt durch Einsen und Nullen) ohne Komprimierung umwandelt. Dieser Prozess ermöglicht die Aufnahme einer Musikdarbietung, eines Filmsoundtracks oder anderer Audiostücke auf kleinerem Raum, virtuell und physisch.
Um eine visuelle Vorstellung davon zu bekommen, wie viel Platz analoges und digitales Audio einnimmt, vergleichen Sie die Größe einer Schallplatte (analog) mit der einer CD (digital).
PCM-Grundlagen
Die PCM-Analog-zu-Digital-Audiokonvertierung kann komplex sein, abhängig vom konvertierten Inhalt, der gewünschten Qualität und der Art und Weise, wie die Informationen gespeichert, übertragen und verteilt werden.
Grundsätzlich handelt es sich bei einer PCM-Audiodatei um eine digitale Interpretation einer analogen Schallwelle. Ziel ist es, die Eigenschaften eines analogen Audiosignals so genau wie möglich nachzubilden.
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Die Analog-zu-PCM-Umwandlung erfolgt über einen Prozess namens Sampling. Analoger Ton bewegt sich in Wellen, im Gegensatz zu PCM, das aus einer Reihe von Einsen und Nullen besteht. Um analogen Ton mit PCM aufzunehmen, müssen bestimmte Punkte der Schallwelle, die von einem Mikrofon oder einer anderen analogen Audioquelle kommt, abgetastet werden.
Die Menge der analogen Wellenform, die an einem bestimmten Punkt abgetastet wird (als Bits bezeichnet), ist ebenfalls Teil des Prozesses. Mehr abgetastete Punkte in Kombination mit größeren Abschnitten einer Schallwelle, die an jedem Punkt abgetastet werden, bedeuten, dass auf der Hörseite mehr Genauigkeit sichtbar wird.
Beispielsweise wird bei CD-Audio eine analoge Wellenform 44,1 Tausend Mal pro Sekunde (oder 44,1 kHz) abgetastet, wobei die Punkte eine Größe von 16 Bit (Bittiefe) haben. Mit anderen Worten: Der digitale Audiostandard für CD-Audio ist 44,1 kHz/16 Bit.
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PCM-Audio und Heimkino
PCM wird in CD-, DVD-, Blu-ray- und anderen digitalen Audioanwendungen verwendet. Beim Einsatz in Surround-Sound-Anwendungen wird es oft als lineare Pulse-Code-Modulation (LPCM) bezeichnet.
Ein CD-, DVD- oder Blu-ray-Disc-Player liest ein PCM- oder LPCM-Signal von einer Disc und kann es auf zwei Arten übertragen:
- Durch Beibehaltung der digitalen Form des Signals und Senden an einen Heimkino-Receiver über ein digitales optisches, digitales Koaxialkabel oder HDMI-Anschluss . Der Heimkino-Receiver wandelt dann das PCM-Signal in ein analoges Signal um, sodass der Receiver das Signal über die Verstärker und an die Lautsprecher senden kann. Das PCM-Signal muss in ein analoges Signal umgewandelt werden, da das menschliche Ohr analoge Audiosignale hört.
- Durch die interne Rückumwandlung des PCM-Signals in eine analoge Form und die anschließende Übertragung des wiederhergestellten analogen Signals über standardmäßige analoge Audioverbindungen an ein Heimkino oder einen Stereoreceiver. In diesem Fall muss der Stereo- oder Heimkino-Receiver keine zusätzliche Konvertierung durchführen, damit Sie den Ton hören.
Die meisten CD-Player bieten nur analoge Audio-Ausgangsanschlüsse, daher muss das PCM-Signal auf der Disc vom Player intern in ein analoges umgewandelt werden. Einige CD-Player (sowie fast alle DVD- und Blu-ray-Disc-Player) können das PCM-Audiosignal jedoch direkt über die digitale optische oder digitale koaxiale Anschlussmöglichkeit übertragen.
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Darüber hinaus können die meisten DVD- und Blu-ray-Disc-Player PCM-Signale über eine HDMI-Verbindung übertragen. Überprüfen Sie die Anschlussmöglichkeiten Ihres Players und Ihrer Stereoanlage oder Ihres Heimkino-Receivers.
PCM, Dolby und DTS
Ein weiterer Trick, den die meisten DVD- und Blu-ray-Disc-Player ausführen können, besteht darin, nicht dekodierte Dolby Digital- oder DTS-Audiosignale zu lesen. Dolby und DTS sind digitale Audioformate, die mithilfe von Codierung die Informationen so komprimieren, dass alle Surround-Sound-Audioinformationen digital auf eine DVD oder Blu-ray-Disc passen. Normalerweise werden nicht dekodierte Dolby Digital- und DTS-Audiodateien zur weiteren Dekodierung in analoge Dateien an einen Heimkino-Receiver übertragen, es gibt jedoch auch eine andere Möglichkeit.
Sobald sie Signale von einer Disc lesen, können viele DVD- oder Blu-ray-Disc-Player auch Dolby Digital- und DTS-Signale in unkomprimiertes PCM umwandeln und dann:
- Leiten Sie das dekodierte Signal über eine HDMI-Verbindung direkt an einen Heimkino-Receiver weiter, oder
- Wandeln Sie das PCM-Signal in ein analoges Signal um, um es über zwei- oder mehrkanalige analoge Audioausgänge an einen Heimkino-Receiver mit den entsprechenden Eingängen auszugeben.
Da ein PCM-Signal unkomprimiert ist, nimmt es mehr Bandbreiten-Übertragungsraum ein. Wenn Sie also eine digitale optische oder koaxiale Verbindung von Ihrem DVD- oder Blu-ray-Disc-Player zu einem Heimkino-Receiver verwenden, ist nur genügend Platz für die Übertragung von zwei PCM-Audiokanälen vorhanden. Für die CD-Wiedergabe ist diese Situation in Ordnung, aber für Dolby Digital- oder DTS-Surround-Signale, die in PCM konvertiert wurden, müssen Sie für vollen Surround-Sound eine HDMI-Verbindung verwenden, da diese bis zu acht Kanäle PCM-Audio übertragen kann.
Weitere Informationen zur Funktionsweise von PCM zwischen einem Blu-ray-Disc-Player und einem Heimkino-Receiver finden Sie unter Audioeinstellungen des Blu-ray-Disc-Players: Bitstream vs. PCM.
