脉冲编码调制

脉冲编码调制（Pulse-Code Modulation，PCM）是一种把连续时间、连续幅度的模拟信号转换为离散数字数值的方法。编码过程通常包括带限、按固定频率采样、把每个样本映射到有限量化级以及以二进制表示量化结果；播放时再由数模转换和重建滤波恢复连续信号。PCM 不专属于某一种文件或光盘，数字电话、录音工作站、CD、DVD、Blu-ray 和计算机音频都可以采用不同参数的 PCM。

采样率表示每秒取得多少个样本，位深表示每个样本可使用多少个量化级。对于未压缩的整数 PCM，原始数据率可由采样率、有效位数和声道数相乘得到，例如 CD-DA 的双声道 44.1 kHz、16-bit PCM 为 1,411.2 kbit/s。提高采样率扩大可表示的频率范围，提高位深则降低理想量化噪声并增加可表示动态范围；实际系统还受模拟电路、时钟、滤波、抖动处理和录音电平影响。

“PCM”说明采样值的表示原则，并未完整描述字节顺序、整数或浮点格式、带符号方式、声道排列和文件封装。WAVE、AIFF、CAF、MXF 等容器都可保存 PCM；裸 PCM 若缺少外部参数，播放器通常无法仅凭数据判断采样率、位深和声道。线性 PCM（LPCM）使用等间距量化级，是音乐与影视制作中最常见的形式；电话系统中的 A-law 和 μ-law 则先以非线性规则压扩信号，也属于脉冲编码调制体系。

PCM 可以未经数据压缩直接保存，也能作为 FLAC、ALAC、MLP 等无损编码的输入，或在 MP3、AAC、Dolby Digital 等有损编码前后充当工作信号。解码有损音频得到 PCM，并不意味着原先被舍弃的信息已经恢复；它只表示解码器把压缩码流还原为可供播放和处理的采样序列。

数字音频处理中还常见定点 PCM 与浮点 PCM。定点格式的满刻度范围明确，整数溢出会造成削波；浮点格式在工作站内部提供更大的运算余量，便于混音和插件处理，但最终输出到多数消费接口或物理介质时通常仍会转换为规定的整数格式。PCM 的参数和数据内容应分别判断，24-bit 文件可以保存低于 24-bit 有效精度的信号，也不能仅凭位深证明录音质量。