Bạn có bao giờ nghe về định dạng âm thanh PCM chưa? Đặc biệt là khi bạn nghe CD hoặc DVD? Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về định dạng âm thanh PCM – một định dạng âm thanh phổ biến mà bạn nên biết.
1. Định dạng âm thanh PCM là gì?
PCM là viết tắt của Pulse-Code Modulation, một đại diện kỹ thuật số của tín hiệu âm thanh analog. Khi âm thanh analog được chuyển đổi thành dạng sóng số, nó phải được lấy mẫu và ghi lại theo những quãng hoặc xung nhất định. Định dạng âm thanh PCM chứa thông tin về số lần lấy mẫu trên một giây (sampling rate) và số bit được sử dụng để đại diện cho mỗi mẫu âm thanh (bit depth). Định dạng này cho phép chúng ta có một bản ghi kỹ thuật số gần như chính xác với âm thanh analog.
Ngoài ra, còn một loại khác của PCM được gọi là Linear Pulse-Code Modulation (LPCM), trong đó các mẫu âm thanh được lấy theo những quãng tuyến tính. LPCM là một dạng phổ biến của PCM và được sử dụng rộng rãi trong các đĩa CD và DVD.
1.1. Công nghệ âm thanh PCM
PCM, còn được gọi là điều chế mã xung, là quá trình chuyển đổi tín hiệu âm thanh tương tự thành tín hiệu âm thanh kỹ thuật số mà không bị nén hay mất đi thông tin. Đầu tiên, âm thanh được ghi thông qua định dạng PCM trước khi chuyển đổi sang định dạng khác như MP3 hay AAC. Khi được phát lại, những tệp âm thanh nén như MP3 sẽ được giải nén trở lại PCM.
Công nghệ PCM có nguồn gốc từ những năm 1937 và được Alec Reeves, một kỹ sư người Anh, phát triển. Những công ty điện thoại đã bắt đầu sử dụng công nghệ này từ những năm 1960 để gửi các cuộc gọi điện thoại đường dài hiệu quả hơn. Mặc dù các tệp PCM lớn hơn nhiều so với âm thanh nén như MP3, công nghệ PCM đã trở thành lựa chọn phổ biến để ghi âm thanh.
1.2. Công nghệ âm thanh Linear PCM
Linear PCM là một loại định dạng âm thanh không nén, được phát triển dựa trên định dạng PCM và thường được sử dụng trong các ứng dụng âm thanh vòm. Để trải nghiệm âm thanh vòm đầy đủ, bạn cần kết nối thiết bị phát âm thanh với tín hiệu âm thanh PCM qua kết nối HDMI. Tuy nhiên, vì dữ liệu của công nghệ âm thanh này khá lớn, nếu sử dụng kết nối quang học hoặc kết nối đồng trục kỹ thuật số từ đầu phát đĩa DVD hay Blu-ray đến bộ thu rạp hát gia đình, chỉ có âm thanh 2 kênh PCM được truyền tải.
1.2.1. Bản ghi âm PCM
Bản ghi âm PCM là một mẫu âm thanh kỹ thuật số thô. Vì không nén hoặc gỡ bỏ thông tin âm thanh, các bản ghi âm PCM chất lượng cao giữ được đầy đủ chi tiết âm thanh. Các yếu tố quan trọng để đánh giá hiệu suất của PCM là tốc độ lấy mẫu và Wordlength. Tốc độ lấy mẫu của PCM có thể từ 8 đến 192 nghìn lần mỗi giây, trong khi Wordlength đo tỷ lệ tín hiệu nhiễu hay băng thông có sẵn trong 8 đến 24 bit. PCM cũng hỗ trợ các bản ghi âm đơn, âm thanh nổi và đa kênh để gửi tín hiệu âm thanh đến các loa khác nhau. Định dạng ghi âm PCM có thể được tìm thấy trong các file AIFF, WAV chứa dữ liệu PCM.
1.2.2. Thiết bị sử dụng PCM
Công nghệ PCM đã được áp dụng rộng rãi trong các thiết bị âm thanh và máy tính. Ví dụ, các định dạng ghi như 8mm, Hi8, VHS, CD âm thanh, DVD và blu-ray sử dụng công nghệ PCM. Thẻ âm thanh của máy tính cũng sử dụng định dạng PCM để ghi âm từ micro và có thể chuyển đổi âm thanh nén sang PCM để phát lại. Các TV và thiết bị âm thanh thường có các cổng được gắn nhãn PCM để gửi tín hiệu âm thanh không nén từ các thiết bị phát tới TV hoặc bộ thu.
1.2.3. Công nghệ thay thế
Một công nghệ thay thế cho PCM là Pulse-Density Modulation (PDM). Điện thoại hiện đại có thể sử dụng PDM để di chuyển âm thanh từ micro qua bộ xử lý tín hiệu. PDM thao tác dễ dàng hơn PCM và có thể giảm nhiễu với chi phí thấp hơn. Ngoài ra, có nhiều công nghệ âm thanh khác như Dolby Digital, TrueHD, DTS và DTS-HD được sử dụng rộng rãi để phục vụ nhiều định dạng phát lại âm thanh khác nhau. Ví dụ, công nghệ Super Audio CD của Sony sử dụng một kỹ thuật ghi âm khác gọi là “Direct Stream Digital” để ghi âm chỉ khi sóng âm thanh di chuyển lên hoặc xuống trong các điểm mẫu, thay vì ghi tất cả các giá trị như PCM.
Xem thêm: Ứng dụng thay đổi giọng nói khi gọi điện
2. Lợi ích mang lại từ công nghệ này
PCM cho phép lấy mẫu tín hiệu analog định kỳ và ghi lại chúng dưới dạng các điểm trên thang kỹ thuật số, mà không có sự xử lý hay nén dữ liệu. Điều này giúp đảm bảo chất lượng âm thanh cao, giống như trong studio chuyên nghiệp. Tuy nhiên, định dạng PCM tạo ra các tập tin kích thước lớn, không thực tế cho lưu trữ hàng ngày.
Công nghệ PCM cũng hỗ trợ tạo ra âm thanh chân thực hơn khi được áp dụng trong hệ thống âm thanh vòm. Điều này giúp tạo ra một trải nghiệm nghe nhạc hoặc xem phim giống như thật trong không gian thực tế.
Một ứng dụng khác của công nghệ PCM là phát lại các tín hiệu âm thanh Dolby Digital hoặc DTS chưa được mã hóa. Bằng cách chuyển đổi Dolby Digital và DTS sang PCM, bạn có thể truyền tín hiệu đã giải mã trực tiếp tới bộ thu rạp hát gia đình thông qua kết nối HDMI hoặc chuyển đổi sang tín hiệu tương tự hoặc âm thanh analog đa kênh.
Đó là những điều cơ bản về định dạng âm thanh PCM. Hi vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ âm thanh này. Đừng quên ghé thăm dnulib.edu.vn để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức hữu ích khác. Hẹn gặp lại bạn trong những bài viết tiếp theo.
