3.1 - Codificador PCM

Modulação por Código de Pulso ou em inglês Pulse-Code Modulation (PCM) é um método usado para codificar sinais analógicos, representando as ondas de som em formato de sinal digital.

É a forma padrão para áudio digital em computadores e em vários formatos de Blu-ray, DVD e Discos Compactos (Compact Disc - CD), e também outros usos, tal como os sistemas digitais de telefones.

Um fluxo de PCM é uma representação digital de um sinal analógico. Há no PCM duas propriedades básicas que determinam a sua fidelidade (qualidade) ao sinal analógico original:

a taxa de amostragem, que é o número de vezes por segundo que amostras são tomadas;
e a profundidade de bit, que determina o número de possíveis valores digitais que cada amostra pode tomar.

Entender como o PCM funciona não é difícil, mas exige de você um pouco de conhecimento sobre ondas sonoras. Sabemos que o som é uma onda e, mesmo misturando vários tipos de sons, ainda será uma onda. O trabalho de digitalizar um som analógico depende de sabermos como gravar as informações dessa onda. Veja no gráfico a onda em vermelho. Ela representa uma onda sonora sendo que o eixo X representa o tempo e o eixo Y representa a amplitude da onda.

Para podemos digitalizar essa onda, primeiro precisamos fatiar o tempo. Quanto mais fatias de tempo tivermos, maior será a qualidade.

A “velocidade” ou o “período de tempo” em milissegundos em que fatiamos a onda é a taxa de amostragem, ela está representada no eixo X do gráfico pelas linhas verticais azuis.

Taxa de amostragem

Uma taxa de amostragem de 10 Hz significa que faremos 10 medidas em um segundo. Uma taxa de amostragem de 1.000 Hz representa 1.000 medidas em um segundo. Quanto maior a taxa de amostragem (maior frequência), mais valores serão identificados para calcular a onda digitalizada, consequentemente, mais qualidade o som terá. Por outro lado, como iremos computar mais informação, também teremos um arquivo maior.