概念介绍

PCM指的是脉冲编码调制（Pulse Code Modulation），是一种数字信号处理技术，将由波形表示的模拟音频信号转换为由1和0表示的数字音频信号。这个过程涉及对模拟信号进行采样、量化和编码，以形成一系列数字信号，而不会丢失或压缩任何信息。

发展历程

脉冲编码调制 (PCM) 最初由 Harry Nyquist 和 Claude Shannon 在 1930 年代末开发。以下是 PCM 发展过程中的一些重要里程碑：

工作原理

要了解 深入了解 PCM 的工作原理，首先了解采样的概念会很有帮助。

采样是将模拟信号转换为数字信号的过程。这是通过在等间隔时间点对模拟信号进行一系列测量来完成的。然后将测量值转换为数字，并将数字存储在计算机中。该过程包括对信号值进行采样（测量），  每秒 n次，表示一秒钟内的n 个电压 电平 。 对于语音电话信道，每秒采集 8,000 个样本就足够了，即每 125 μs 采集一个样本，因为根据采样定理，当采集频率为最大频率两倍的电信号样本时信号，这些样本将包含重建原始信号所需的所有信息。

量化，是将某个离散 值分配 给采样中获得的每个电压电平的 过程 。在电话交谈的采样中，由于样本在语音强度范围内可以有无限多个值，因此电话信道中的范围约为 60 dB。为了简化过程，所做的是对一系列预定值中最接近的值进行近似。

实现 PCM 音频的方法因量化或信号处理而异。 量化技术基于数学过程，例如对数、线性和自适应。

PCM 音频的质量取决于采样率和位深度。采样率和位深度越高，音频质量越好。

• 采样率，即每秒采样的次数；采样率是每秒对模拟信号进行采样的次数。采样率越高，模拟信号的数字表示就越准确。然而，更高的采样率也需要更多的存储空间。
• 位深度是每个样本中信息的比特数，决定了每个样本可能取的数字值的个数。位深度越高，模拟信号的数字表示就越准确。然而，更高的位深度也需要更多的存储空间。

一旦模拟信号被采样并转换为数字信号，就可以对其进行存储、传输或处理。要播放数字信号，首先要将其转换回模拟信号。这是通过在样本之间进行插值来完成的。插值是估计样本之间信号值的过程。

PCM类型

PCM 格式有以下主要类型：

参考文献

https://wiki.multimedia.cx/index.php/PCM#PCM_Types

https://www.w1yca.org/tech/papers/nyquist.pdf

https://www.livevideostack.cn/news/nyquist/