Ứng dụng định dạng âm thanh PCM trên thiết bị hiện nay

Định dạng âm thanh PCM là một dạng tín hiệu âm thanh thô của tín hiệu analog. Vậy đây là dạng âm thanh gì? Có ứng dụng như thế nào trong đời sống. Hãy cùng Tech Sound Việt Nam tìm hiểu thông tin chi tiết qua bài viết sau.

1. Định dạng âm thanh PCM là gì?

PCM là viết tắt của "Pulse Code Modulation" (Modulation mã hóa theo xung), một định dạng âm thanh số dựa trên việc biến đổi âm thanh analog thành dạng số bằng cách biểu diễn các mẫu âm thanh bằng các giá trị số. Định dạng PCM được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống ghi và phát âm thanh số, bao gồm CD, DVD và các định dạng âm thanh số khác như WAV và AIFF.

Trong PCM, tín hiệu âm thanh analog được biến đổi thành một chuỗi các mẫu số, mỗi mẫu biểu diễn mức độ âm thanh tại một thời điểm cụ thể. Tần số lấy mẫu (sampling rate) và độ phân giải (bit depth) là hai yếu tố quan trọng trong việc xác định chất lượng của âm thanh PCM.

Tần số lấy mẫu (Sampling rate): Đây là số lượng mẫu âm thanh được lấy mỗi giây. Ví dụ, CD âm thanh chuẩn có tần số lấy mẫu là 44.1 kHz, tức là 44,100 mẫu mỗi giây.
Độ phân giải (Bit depth): Đây là số bit được sử dụng để biểu diễn mỗi mẫu âm thanh, xác định mức độ chi tiết của âm thanh. Ví dụ, CD âm thanh chuẩn có độ phân giải 16 bit, nghĩa là mỗi mẫu được biểu diễn bởi 16 bit dữ liệu.

Các thông số tần số lấy mẫu và độ phân giải càng cao thì chất lượng âm thanh PCM càng tốt, nhưng cũng cần phải có dung lượng lưu trữ lớn hơn để lưu trữ dữ liệu âm thanh.

am thanh pcm la gi 1

>>> Xem thêm: 3 phút hiểu rõ tín hiệu âm tần là gì

2. Ngõ ra âm thanh PCM là gì?

Cổng hoặc giao diện đầu ra âm thanh PCM là nơi mà tín hiệu âm thanh được truyền từ một thiết bị hoặc hệ thống dưới dạng tín hiệu PCM (Pulse Code Modulation). Các cổng hoặc giao diện đầu ra âm thanh PCM phổ biến bao gồm: AES/EBU (Audio Engineering Society/European Broadcasting Union), S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface) hoặc HDMI (High-Definition Multimedia Interface). Tín hiệu được truyền qua các cổng hoặc giao diện này được biểu diễn dưới dạng các mẫu số đại diện cho biên độ âm thanh tại các điểm thời gian cụ thể, theo chuẩn PCM.

3. Ứng dụng của định dạng âm thanh PCM

Định dạng âm thanh PCM được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả trong các thiết bị âm thanh mà chúng ta thường sử dụng:

Lưu trữ âm thanh số: PCM được coi là một phương thức chính thức để lưu trữ âm thanh dưới dạng số trong các thiết bị điện tử như CD, DVD, Blu-ray và các loại băng ghi âm số. Định dạng PCM đảm bảo chất lượng âm thanh cao và không mất mát so với các định dạng nén khác.
Truyền tải âm thanh số: PCM được sử dụng để truyền tải âm thanh số qua các kênh truyền thông số như cáp quang, cáp đồng và kết nối không dây. Điều này đảm bảo rằng tín hiệu âm thanh được truyền tải một cách chính xác và không bị biến đổi.
Xử lý âm thanh số: PCM là một dạng biểu diễn tiêu chuẩn cho việc xử lý âm thanh trong các thiết bị số như máy ghi âm, bàn mixer, máy phát nhạc và các thiết bị xử lý âm thanh khác.
Đồng bộ hóa âm thanh và hình ảnh: Trong các hệ thống video, PCM thường được sử dụng để đồng bộ hóa âm thanh với hình ảnh, đảm bảo rằng âm thanh phù hợp với hình ảnh một cách hoàn hảo.

Trong các hệ thống âm thanh hiện đại, công nghệ âm thanh PCM phổ biến nhất là trên các dòng mixer, amply nghe nhạc, bộ giải mã DAC và Preamplifier.

am thanh pcm la gi 2

4. Công nghệ nào có thể thay thế cho PCM?

Các thiết bị di động hiện đại có khả năng sử dụng PDM (Hệ thống quản lý dữ liệu kỹ thuật) để điều chế mật độ xung thay vì dùng PCM để chuyển đổi âm thanh từ Micro tới bộ xử lý tín hiệu âm thanh. Mặc dù PCM có quy trình thao tác dễ dàng hơn, nhưng PDM sẽ có lợi từ việc thu nhận nhiều tín hiệu với chi phí thấp hơn, bao gồm Dolby Digital, TrueHD, DTS và DTS-HD.

Các công nghệ âm thanh này có nhiều định dạng phát lại khác nhau. Ví dụ, Sony sử dụng công nghệ Super Audio CD với kỹ thuật ghi âm gọi là “Direct Stream Digital”. Phương pháp này chỉ ghi lại nếu sóng âm thanh di chuyển lên hoặc xuống tại các mẫu thời gian cụ thể, thay vì vi phạm giá trị PCM.

am thanh pcm la gi 3