Pulse-Code-Modulation

PCM oder "Pulse-Code-Modulation" ist ein Standard, der digitale Signale darstellt. PCM wird von Compact Discs und den meisten elektronischen Geräten verwendet. Wenn wir zum Beispiel eine MP3-Datei mit einem Computer, Smartphone oder Tablet hören, wird die MP3-Datei automatisch in ein PCM-Signal umgewandelt und dann an die Kopfhörer gesendet.

Ein PCM-Stream ist ein Strom von organisierten Bits. Es kann aus mehreren Kanälen bestehen. Zum Beispiel hat eine Stereo-Musik 2 Kanäle.

In einem Stream wird die Amplitude des Signals in Samples aufgeteilt. Die Anzahl der Samples pro Sekunde entspricht der Abtastrate (Sampling-Rate) der Musik. Zum Beispiel wird eine 44,1 kHz-gesampelte Musik 44.100 Samples pro Sekunde haben. Jeder Abtastwert gibt die (quantisierte) Amplitude des Klangs des entsprechenden Bruchteils von Sekunden an.

Es gibt mehrere PCM-Formate, aber das am Häufigsten im Audiobereich verwendete ist das (lineare) PCM 44,1 kHz, 16-Bit-Tiefe Stereo-Format. Dieses Format hat 44.100 Samples pro Sekunde an Musik. Jedes Beispiel dauert 4 Bytes:

  • 2 Bytes (16 bits) für die Intensität (von -32.768 bis 32.767) des linken Kanals
  • 2 Bytes (16 bits) für die Intensität (von -32.768 bis 32.767) des rechten Kanals
Abbildung 11
Pulse-Code-Modulation (PCM)
Abbildung 11: Pulse-Code-Modulation (PCM)

In einem PCM mit 44,1 kHz 16-Bit-Tiefe Stereo-Format hat man 44.100 Samples wie das oben abgebildete für jede Sekunde Musik.

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