Qué es la salida digital en formato PCM

La modulación por impulsos codificados (PCM, Pulse Code Modulation) es una representación digital de una forma de onda analógica. PCM es el formato de audio estándar para CDs, DVDs, discos Blu-ray y todos los demás productos de audio digital de consumo. PCM es compatible con cualquier fuente y procesador de audio digital que use cables de fibra óptica, coaxial digital y HDMI para transportar las señales.

Cuantización

La cuantización es el término que describe tomar una gran cantidad de datos y convertirlos en un conjunto menor. El audio analógico, por ejemplo, si se grabara sin comprimir en un CD, ocuparía mucho más espacio del que el CD puede contener. Como resultado, los datos se cuantizan a tipos de archivo que encajan en un medio digital como un CD. La cuantización es inherentemente «con pérdidas» (lossy) en que representa menos información que la original. Sin embargo, trucos de compresión digital descartan datos que la gente tiene dificultad para oír, especialmente cuando están enmascarados por sonidos más fuertes simultáneos.

Teorema de Nyquist

PCM funciona duplicando la tasa de muestreo máxima de la frecuencia analógica más alta. PCM en un CD, por ejemplo, muestrea a 44,1 kHz, ligeramente superior al máximo de 20 kHz que los humanos pueden oír. La necesidad de duplicar la tasa máxima ayuda a compensar cualquier compresión que deba ocurrir, donde se descartan datos para acomodar requisitos de espacio físico en disco. Sin duplicar esta frecuencia máxima, ocurren errores de cuantización, asociados a dureza y mala calidad general de audio PCM.

Profundidad de bits (Bit Depth)

Ligada a la tasa de muestreo está la profundidad de bits, la cantidad de datos, medida en bits, que componen cada muestra. Los bits se refieren coloquialmente a «unos y ceros», los componentes binarios de la información digital. Mayor profundidad, combinada con más muestras, igual a mayor calidad de audio PCM. Esto se logra aumentando la relación señal-ruido que gobierna la cantidad de señal frente a ruido de fondo o digital que interfiere con una grabación PCM limpia.

Tasa de muestreo (Sampling Rate)

La tasa de muestreo define la cantidad de muestras digitales tomadas de la forma de onda analógica original en un tiempo dado, usualmente por segundo. En términos generales, tasas de muestreo más altas se asocian con mayores niveles de calidad de sonido. Los CDs usan tasa PCM de 44,1 kHz, mientras formatos de mayor calidad como DVD-Audio y Blu-ray usan 192 kHz. Tasas de muestreo más altas reflejan con más precisión la información analógica original, haciendo la versión digital PCM más fiel a la grabación maestra original.