الصوت في PCM هو الطريقة الأساسية التي يحول بها الأجهزة الرقمية الصوت إلى أرقام ثم يعيدها مرة أخرى. تشرح هذه المقالة كيف تعمل تنسيقات العينات، عمق البت، وتنسيقات PCM، وكيف تنتقل عبر HDMI، ARC، eARC، الروابط البصرية والمحورية، وكيف يقارن PCM مع الترميزات المضغوطة والتدفق البت، مع نصائح إعداد خطوة بخطوة ومعلومات عن صوت PCM.
أساسيات الصوت PCM
صوت PCM هو تنسيق إشارة صوتية رقمية حيث يمثل الصوت كتيار مستمر من العينات الرقمية. هذه العينات هي الشكل النهائي المستخدم في محولات الرقمية إلى التناظرية (DACs) لإنتاج الصوت لمكبرات الصوت أو سماعات الرأس.
عندما يخرج الجهاز صوت PCM، فهذا يعني أن أي صيغة مضغوطة أو مشفرة قد تم فك ترميزها بالفعل، ويتم تسليم الصوت كعينات رقمية خام. وهذا يجعل PCM صيغة إخراج شائعة ومتوافقة عبر أجهزة التلفاز، ومشغلات الوسائط، وأجهزة الألعاب، وأجهزة استقبال الصوت.
كيف يحول صوت PCM الصوت إلى أرقام رقمية
يحول صوت PCM موجة صوتية سلسة إلى بيانات رقمية بخطوات واضحة وقابلة للتكرار. يتم قياس الصوت، وتحويله إلى أرقام، ثم يخزن أو يرسل ليتم تشغيله لاحقا كصوت.
• أخذ العينات - يتم قياس إشارة الصوت التناظرية على فترات زمنية منتظمة.
• التكميم - يتم تقريب كل قياس إلى أقرب مستوى على مقياس رقمي ثابت.
• الترميز - تكتب القيم المقربة كأرقام ثنائية يمكن للأجهزة الرقمية تخزينها أو نقلها.
معدل أخذ عينات الصوت وإعدادات عمق البت في PCM
| نوع إعداد PCM | القيم المشتركة | ما الذي يؤثر عليه |
|---|---|---|
| معدل أخذ العينات | 44.1 كيلوهرتز | أعلى نغمة يمكن أن يحملها الصوت |
| معدل أخذ العينات | 48 كيلوهرتز | يحافظ على انسجام الصوت مع الفيديو |
| معدل أخذ العينات | 96–192 كيلوهرتز | صوت أكثر تفصيلا ومساحة إضافية للتحرير |
| عمق البت | 16-بت | الفرق بين الأصوات الناعمة والعالية (حوالي 96 ديسيبل) |
| عمق البت | 24-بت | نطاق أوسع من الصوت من الصوت المنخفض إلى الصاخب (حتى حوالي 144 ديسيبل) |
أنواع صوت PCM وأنواع الصيغ
المعالجة المباشرة الخطية (LPCM)
PCM الخطي هو الشكل الأكثر شيوعا من صوت PCM في أنظمة المنزل. الخطوات بين المستويات الرقمية متباعدة بشكل متساو، مما يحافظ على الإشارة بسيطة وواضحة. يستخدم هذا التنسيق لتشغيل الصوت على التلفزيون، وBlu-ray، وأجهزة الألعاب، ومعظم تشغيل الموسيقى. عندما يظهر جهاز PCM أو LPCM، فهذا يعني غالبا هذا النوع.
μ القانون والقانون القانوني الممتاز PCM
μ-law وA-law PCM يغيران طريقة تباعد الخطوات الرقمية. الأصوات الأصغر تحصل على تفاصيل أكثر، بينما الأصوات الأعلى ارتفاعا تتطلب خطوات أقل. غالبا ما يوجد هذا الأسلوب في شبكات الهاتف وأنظمة الاتصال الصوتي حيث يكون الهدف الرئيسي هو الكلام الواضح.
DPCM و ADPCM
يعمل DPCM (PCM التفاضلي) وADPCM (PCM التفاضلي التكيفي) عن طريق تخزين الفرق بين العينات بدلا من القيمة الكاملة. هذا يقلل من كمية البيانات مع الحفاظ على وضوح الصوت بما يكفي للكلام والصوت البسيط في أنظمة النطاق الترددي المنخفض.
أوضاع قنوات الصوت PCM ومستويات الجودة
| وضع PCM | القنوات | الدقة النموذجية | أين تراها |
|---|---|---|---|
| أحادي PCM | 1 | 8–16-بت / 8–48 كيلوهرتز | الكلام والأصوات البسيطة للنظام |
| PCM ستيريو | 2 | 16-بت / 44.1–48 كيلوهرتز | مسارات الموسيقى وصوت التلفزيون |
| PCM متعدد القنوات | 5.1 / 7.1 | 16–24-بت / 48–96 كيلوهرتز | الصوت المحيطي للأفلام والألعاب |
| PCM عالي الدقة | 2–8 | 24-بت / 96–192 كيلوهرتز | موسيقى عالية التفاصيل وصوت الإنتاج |
تطبيقات الصوت PCM
PCM صوت في أجهزة التلفزيون وأجهزة الاستقبال
يتم إنشاء صوت PCM داخل أجهزة التلفزيون وأجهزة الاستقبال بعد أن يفككونها الإشارة الواردة. يتم تحويل الصوت إلى PCM قبل أن ينتقل إلى مكبرات الصوت المدمجة أو مخارج الصوت.
PCM Audio في مشغلات Blu-ray وDVD
يمكن لمشغلات Blu-ray وDVD إرسال PCM خطي (LPCM) عبر HDMI. يتيح ذلك للمشغل تقديم صوت رقمي جاهز مباشرة إلى التلفاز أو جهاز الاستقبال.
صوت PCM 6.3 في أجهزة الألعاب وأجهزة الكمبيوتر الشخصية
تقوم أجهزة الألعاب وأجهزة الكمبيوتر الشخصية بمزج الصوت من الألعاب، والدردشة الصوتية، وتنبيهات النظام في بث واحد من PCM. يتم إرسال إشارة PCM هذه عبر مقابس HDMI أو USB أو صوتية.
PCM Audio في أجهزة وتطبيقات البث
تقوم صناديق البث والتطبيقات بفك تشفير صيغ الصوت المضغوط داخل الجهاز. بعد فك الترميز، يتم إخراج الصوت كPCM إلى مرحلة المحول الرقمي إلى التناظري.
صوت PCM مقارنة بالترميزات المضغوطة
| ميزة | PCM Audio (PCM / LPCM) | الترميزات المضغوطة (دولبي ديجيتال، DTS، AAC، MP3) |
|---|---|---|
| الضغط | لا يوجد ضغط: الإشارة الكاملة محفوظة كعينات رقمية | يتم ضغط الصوت؛ البيانات معبأة لتوفير المساحة |
| حجم البيانات | حجم بيانات أكبر لنفس طول الصوت | حجم بيانات أصغر لنفس طول الصوت |
| المونتاج / المزج | يمكن تحريره ومزجه مباشرة كصوت رقمي | تم تحويله إلى PCM أولا قبل التحرير أو المزج |
| الدور النموذجي | إشارة التشغيل النهائية المرسلة إلى محول الصوت والسماعات | الصيغة المستخدمة لتخزين وإرسال الصوت على الأقراص والملفات والبث |
| الاستخدام في قوائم التلفزيون | يظهر ك "PCM" أو "LPCM" في إعدادات إخراج الصوت | تظهر ك "Bitstream"، "Dolby"، "DTS"، أو أسماء الترميز |
صوت PCM مقابل Bitstream في إعدادات التلفزيون والمستقبل
خيار PCM 8.1
• يقوم الجهاز المصدر بفك تشفير الصوت أولا ويرسله كعينات PCM.
• يتناسب مع العديد من مكبرات الصوت والتلفزيونات المصممة لصوت PCM الستيريو أو متعدد القنوات.
• يمكن أن تساعد في تجنب المشاكل عندما لا تتعامل بعض الأجهزة مع بعض صيغ تدفق البت بشكل جيد.
خيار 8.2 Bitstream
• يرسل الجهاز المصدر صوت دولبي أو DTS مضغوط بدلا من PCM.
• جهاز استقبال الصوت والصوتية أو مكبر الصوت يتولى فك تشفير الإشارة.
• مفيد عندما يدعم المستقبل صيغ مثل Dolby TrueHD أو DTS-HD أو Atmos، وترغب في هذه الميزات.
صوت PCM عبر HDMI، ARC، eARC، بصري، وكوكسيال
| نوع الاتصال | دعم PCM | الحد النموذجي للقناة |
|---|---|---|
| HDMI | الصوت الستيريو ومتعدد القنوات PCM | حتى 7.1 قنوات |
| HDMI ARC | جهاز PCM ستيريو وبعض الصوت المحيطي من التلفزيون | غالبا PCM 2.0 |
| HDMI eARC | PCM ستيريو ومتعدد القنوات بعرض نطاق كامل | حتى 7.1 PCM وما فوق |
| بصري (توسلينك) | صوت PCM ستيريو | 2.0 PCM |
| الكوكسيل ديجيتال | PCM ستيريو وبعض الصوت المضغوط | 2.0 PCM |
صوت PCM داخل أنواع الملفات الشائعة
• WAV (.wav) - شائع في ويندوز والعديد من الأنظمة الأخرى. غالبا ما يحمل صوت PCM خطي 16-بت أو 24-بت.
• AIFF (.aiff) - مشابه ل WAV وغالبا ما يستخدم للصوت النظيف LPCM على أجهزة ماك وفي الأعمال الصوتية.
• PCM خام (.pcm، .raw، .l16، .l24) - بيانات PCM بسيطة مع رأس قليل أو بدون رأس، تستخدم للاختبارات ومهام الصوت منخفضة المستوى.
• صوت CD - يخزن 44.1 كيلوهرتز، PCM ستيريو 16-بت على كل مسار من القرص.
• حاويات الفيديو (.m2ts، .mkv، وغيرها) - يمكنها حمل مسارات صوت LPCM إلى جانب مسارات دولبي أو DTS داخل ملف فيديو واحد.
مشاكل الصوت في PCM والحلول السريعة
لا يوجد صوت عند اختيار PCM
• ضبط مخرج صوت التلفزيون على PCM، وليس دولبي أو DTS.
• تحقق من اختيار المدخل الصحيح على مكبر الصوت أو جهاز الاستقبال.
• جرب كابل HDMI أو كابل بصري مختلف إذا لم يكن هناك صوت حتى الآن.
خيار PCM 11.2 غير ظاهر في القائمة
• إيقاف أي وضع صوتي خاص قد يقفل مخرج الصوت.
• ابحث عن إعدادات مثل "تلقائي"، "تمرير"، أو "مخرج صوتي رقمي".
• غير هذه الإعدادات حتى يظهر PCM كخيار.
تأخير مزامنة الشفاه بين صوت PCM والفيديو
• استخدم زر "تأخير الصوت" أو "مزامنة الشفاه" على التلفزيون أو جهاز الاستقبال.
• ضبط التأخير قليلا في كل مرة حتى تتطابق الأصوات مع حركة الفم على الشاشة.
PCM يبدو أهدأ من Dolby أو DTS
• ارفع مستوى الصوت الرئيسي أثناء الاستماع في PCM واعتبر ذلك المستوى الطبيعي.
• إيقاف أوضاع الصوت أو التعزيز التي تؤثر فقط على Dolby أو DTS أو صيغ بث البت.
عندما يعمل Bitstream بشكل أفضل من صوت PCM
غالبا ما يفضل إخراج التيار البتي عند استخدام صيغ محيطية متقدمة مثل Dolby Atmos أو DTS:X، حيث يقوم جهاز استقبال AV أو مكبر الصوت بتنفيذ عرض صوتي قائم على الكائنات. بعض الاتصالات، مثل وصلات HDMI البصرية أو القديمة، تحد أيضا من عرض النطاق الترددي متعدد القنوات PCM، مما يجعل تنسيقات تدفق البت المضغوط أكثر عملية.
في العديد من الإعدادات، يعمل PCM بشكل أفضل لمشاهدة التلفزيون اليومي وتشغيل المحتوى المختلط، بينما يتم تفعيل البث البتstream بشكل انتقائي للأفلام أو الألعاب التي تستفيد من معالجة محيطية متخصصة.
قائمة التحقق لإعداد الصوت PCM للتلفاز والمسرح المنزلي
اختيار الاتصال المناسب لصوت PCM
استخدم HDMI أو eARC لصوت PCM متعدد القنوات. استخدم الاتصالات البصرية لأنظمة PCM الستيريو وإعدادات مكبر الصوت الأساسية.
مطابقة مخرج PCM مع معدات الصوت الخاصة بك
قم بضبط التلفزيون أو الجهاز المصدر على مخرج PCM. فعل تدفق البتات فقط عندما يدعم مستقبل AV الصيغة المطلوبة بشكل صريح ويعرضها.
تعيين معدلات عينات PCM المناسبة للمحتوى
استخدم PCM بتردد 48 كيلوهرتز لبرامج التلفزيون والألعاب والمحتوى المعتمد على الفيديو. اسمح لأجهزة تشغيل الموسيقى باستخدام معدلات العينات الأصلية الخاصة بها عندما يكون ذلك ممكنا.
التحقق من تكوين قناة PCM على كل جهاز
تأكد من أن التلفزيون أو المصدر ليس محدودا ب PCM 2.0 عندما يدعم رابط HDMI وجهاز الاستقبال PCM متعدد القنوات مثل 5.1 أو 7.1.
تعديل ميزات معالجة الصوت
قم بتعطيل الضغط المفرط للنطاق الديناميكي. قم بتفعيل تحسين الصوت أو أوضاع الصوت فقط بعد التأكد من صحة مستويات PCM وتوازن القنوات.
اختبار إعداد PCM باستخدام محتوى مألوف
شغل مشاهد معروفة بحوار واضح وموسيقى ومؤثرات صوتية. طبق تغييرا واحدا في كل مرة وحافظ على التكوين الذي يبدو طبيعيا أكثر.
الخاتمة
يقع صوت PCM في قلب التلفزيون والموسيقى والألعاب والبث، حيث يحول الصوت إلى عينات رقمية واضحة لأجهزة DAC ومكبرات الصوت والسماعات. معرفة كيفية عمل إعدادات PCM، الصيغ، القنوات، والروابط، ومتى يكون البث أكثر ملاءمة، يساعد في الحفاظ على استقرار التشغيل ويجعل اكتشاف الأخطاء أكثر مباشرة.
الأسئلة الشائعة [الأسئلة الشائعة]
هل يزيد صوت PCM من تأخير الصوت؟
PCM يضيف تأخير قليل جدا بمفرده. معظم تأخر الصوت يأتي من معالجة إضافية في التلفزيون أو المستقبل، وليس من PCM.
كيف أقدر حجم ملف صوت PCM؟
اضرب: معدل العينة × عمق البت × عدد القنوات × ثانية، ثم قسمه على 8 للحصول على البايتات. المعدلات الأعلى، عمق البت، والمزيد من القنوات تجعل الملفات أكبر.
ماذا يعني 0 ديسيبل في صوت PCM؟
0 dBFS هو أعلى مستوى يمكن لأخصائي الرعاية الصحية الاحتفاظ به. أي شيء يدفع فوق 0 dBFS يقطع ويشوه، لذا يبقى الصوت بضعة ديسيبل أقل من تلك النقطة.
هل PCM دائما صوت بدون فقدان؟
PCM نفسه بدون فقدان، ولكن إذا كان المصدر MP3 أو AAC أو أي ترميز خاسر آخر، فإن البيانات المفقودة لا تعود عند تحويلها إلى PCM.
ما الفرق بين PCM 24-بت وصوت الطفو 32-بت؟
يستخدم PCM 24-بت قيما صحيحة ثابتة ضمن نطاق محدد. يمكن لعوامة 32 بت أن تمثل تفاصيل أكثر هدوءا وقمم مؤقتة فوق 0 ديسيبل في الثانية أثناء المزج دون الحاجة إلى قص.
كيف يتم إرسال صوت PCM في أنظمة متعددة الغرف؟
يتم إرسال PCM كبث رقمي عبر الإيثرنت أو الواي فاي. بعض الأنظمة ترسل PCM خام، وأخرى ترسل صوتا مضغوطا ثم تتحول إلى PCM عند كل سماعة للتشغيل.
