L’audio PCM est la méthode de base pour que le matériel numérique transforme le son en chiffres puis inversement. Cet article explique comment fonctionnent les formats d’échantillonnage, de profondeur de bits et PCM, comment ils voyagent sur HDMI, ARC, eARC, liens optiques et coaxiaux, et comment le PCM se compare aux codecs en flux binaire et compressés, avec des conseils de configuration étape par étape et des informations sur l’audio PCM.
Bases de l’audio PCM
L’audio PCM est un format de signal audio numérique où le son est représenté comme un flux continu d’échantillons numériques. Ces échantillons sont la forme finale utilisée par les convertisseurs numérique-analogique (DAC) pour produire du son pour enceintes ou casques.
Lorsqu’un appareil produit de l’audio PCM, cela signifie que tout format compressé ou codé a déjà été décodé, et l’audio est livré sous forme d’échantillons numériques bruts. Cela fait du PCM un format de sortie courant et compatible pour les téléviseurs, lecteurs multimédias, consoles de jeux et récepteurs audio.
Comment l’audio PCM transforme le son en chiffres numériques
L’audio PCM transforme une onde sonore fluide en données numériques en étapes claires et répétables. Le son est mesuré, transformé en chiffres, puis stocké ou envoyé pour pouvoir être relu ultérieurement sous forme d’audio.
• Échantillonnage - Le signal sonore analogique est mesuré à intervalles réguliers.
• Quantification - Chaque mesure est arrondie au niveau le plus proche sur une échelle numérique fixe.
• Encodage - Les valeurs arrondies sont écrites sous forme de nombres binaires que les équipements numériques peuvent stocker ou transmettre.
Réglages de la fréquence d’échantillonnage audio PCM et de la profondeur binaire
| Type de réglage PCM | Valeurs communes | Ce que cela affecte |
|---|---|---|
| Taux d’échantillonnage | 44,1 kHz | La plus haute hauteur que le son peut contenir |
| Taux d’échantillonnage | 48 kHz | Ça garde le son en harmonie avec la vidéo |
| Taux d’échantillonnage | 96–192 kHz | Un son plus détaillé et plus d’espace pour le montage |
| Profondeur binaire | 16 bits | Différence entre sons doux et forts (environ 96 dB) |
| Profondeur binaire | 24 bits | Plage plus large du doux au fort (jusqu’à environ 144 dB) |
Types audio PCM et variantes de format
PCM linéaire (LPCM)
Le PCM linéaire est la forme la plus courante d’audio PCM dans les systèmes domestiques. Les étapes entre les niveaux numériques sont espacées de façon uniforme, ce qui garde le signal simple et clair. Ce format est utilisé pour l’audio TV, le Blu-ray, les consoles de jeux et la plupart des lectures musicales. Quand un appareil affiche PCM ou LPCM, cela signifie presque toujours ce type.
PCM de μ-law et A-law
μ-law et A-law PCM modifient l’espacement des étapes numériques. Les sons plus petits reçoivent plus de détails, tandis que les sons plus forts nécessitent moins de pas. Ce style se retrouve souvent dans les réseaux téléphoniques et les systèmes de communication vocale où la clarté de la parole est l’objectif principal.
DPCM et ADPCM
DPCM (PCM différentielle) et ADPCM (PCM différentiel adaptatif) fonctionnent en stockant la différence entre les échantillons plutôt que la valeur complète. Cela réduit la quantité de données tout en maintenant le son suffisamment clair pour la parole et un son simple dans les systèmes à faible bande passante.
Modes et niveaux de qualité des canaux audio PCM
| Mode PCM | Chaînes | Résolution typique | Là où tu le vois |
|---|---|---|---|
| Mono PCM | 1 | 8–16 bits / 8–48 kHz | Parole et sons simples du système |
| PCM stéréo | 2 | 16 bits / 44,1–48 kHz | Pistes musicales et son TV |
| PCM multicanal | 5.1 / 7.1 | 16–24 bits / 48–96 kHz | Son surround pour films et jeux vidéo |
| PCM haute résolution | 2–8 | 24 bits / 96–192 kHz | Musique et audio de production très détaillés |
Applications audio PCM
Audio 6.1 PCM dans les téléviseurs et décodeurs
L’audio PCM est créé à l’intérieur des téléviseurs et des décodeurs après qu’ils ont décodé le signal entrant. Le son est transformé en PCM avant d’aller aux enceintes intégrées ou aux sorties audio.
Audio 6.2 PCM en lecteurs Blu-ray et DVD
Les lecteurs Blu-ray et DVD peuvent envoyer du PCM linéaire (LPCM) via HDMI. Cela permet au lecteur de diffuser un audio numérique prêt à l’écoute directement sur une télévision ou un récepteur.
Audio 6.3 PCM dans les consoles de jeux et les PC
Les consoles de jeux et les PC mélangent le son des jeux, du chat vocal et des alertes système en un seul flux PCM. Ce signal PCM est ensuite envoyé via HDMI, USB ou prises audio.
Audio PCM dans les appareils et applications de streaming
Les boîtiers de streaming et les applications décodent les formats audio compressés à l’intérieur de l’appareil. Après décodage, ils envoient le son en PCM vers l’étage convertisseur numérique-analogique.
Audio PCM comparé aux codecs compressés
| Fonctionnalité | Audio PCM (PCM / LPCM) | Codecs compressés (Dolby Digital, DTS, AAC, MP3) |
|---|---|---|
| Compression | Pas de compression : signal complet conservé sous forme d’échantillons numériques | L’audio est compressé ; les données sont emballées pour économiser de l’espace |
| Taille des données | Une taille de données plus grande pour la même longueur d’audio | Taille de données plus petite pour la même longueur audio |
| Montage / Mixage | Peut être monté et mixé directement en son numérique | Transformé en PCM avant d’être monté ou mixé |
| Rôle typique | Signal de lecture final envoyé au DAC et aux haut-parleurs | Format utilisé pour stocker et envoyer l’audio sur des disques, fichiers et flux |
| Utilisation dans les menus TV | Affiché comme « PCM » ou « LPCM » dans les paramètres de sortie audio | Affichés sous les formes « Bitstream », « Dolby », « DTS » ou noms de codec |
Audio PCM vs Flux binaire dans les réglages de la TV et du récepteur
Option PCM 8.1
• Le périphérique source décode d’abord l’audio et l’envoie sous forme d’échantillons PCM.
• Convient à de nombreuses barres de son et téléviseurs configurés pour le son stéréo ou PCM multicanal.
• Peut aider à éviter des problèmes lorsque certains appareils ne gèrent pas correctement certains formats de flux binaire.
Option du flux binaire 8.2
• L’appareil source envoie de l’audio compressé Dolby ou DTS au lieu de PCM.
• Le récepteur AV ou la barre de son s’occupe du décodage du signal.
• Utile lorsque le récepteur prend en charge des formats comme Dolby TrueHD, DTS-HD ou Atmos, et que vous souhaitez ces fonctionnalités.
Audio PCM sur HDMI, ARC, eARC, optique et coaxial
| Type de connexion | Soutien PCM | Limite typique de canal |
|---|---|---|
| HDMI | Audio stéréo et PCM multicanal | Jusqu’à 7,1 canaux |
| HDMI ARC | PCM stéréo et un peu de surround envoyés depuis la télévision | Souvent 2.0 PCM |
| HDMI eARC | PCM stère et multicanal à bande passante complète | Jusqu’à 7,1 PCM et plus |
| Optique (Toslink) | Audio PCM stéréo | 2.0 PCM |
| Coaxial Digital | PCM stéréo et un peu d’audio compressé | 2.0 PCM |
Audio PCM à l’intérieur des types de fichiers courants
• WAV (.wav) - Courant sur Windows et de nombreux autres systèmes. Contient souvent de l’audio PCM linéaire 16 bits ou 24 bits.
• AIFF (.aiff) - Similaire au WAV et souvent utilisé pour l’audio LPCM propre sur Mac et en audio.
• PCM brut (.pcm, .raw, .l16, .l24) - Données PCM simples avec peu ou pas d’en-tête, utilisées pour les tests et les tâches audio de bas niveau.
• Audio CD - Stocke du PCM stéréo 16 bits 44,1 kHz sur chaque piste du disque.
• Conteneurs vidéo (.m2ts, .mkv et autres) - Peuvent contenir des pistes audio LPCM aux côtés des pistes Dolby ou DTS dans un seul fichier vidéo.
Problèmes audio PCM et solutions rapides
Aucun son lorsque le PCM est sélectionné
• Régler la sortie audio TV en PCM, et non en Dolby ou DTS.
• Vérifier que l’entrée droite est sélectionnée sur la barre de son ou le récepteur.
• Essayez un autre câble HDMI ou optique s’il n’y a toujours pas de son.
Option PCM non affichée dans le menu
• Désactiver tout mode sonore spécial qui pourrait bloquer la sortie audio.
• Recherchez des réglages comme « Auto », « Pass-through » ou « Sortie audio numérique ».
• Modifier ces réglages jusqu’à ce que PCM apparaisse comme option.
Délai de synchronisation labiale entre l’audio et la vidéo PCM
• Utiliser le contrôle « délai audio » ou « lip sync » sur la télévision ou le récepteur.
• Ajustez le délai petit à petit jusqu’à ce que les voix correspondent au mouvement de la bouche à l’écran.
Le 11,4 PCM sonne plus faible que le Dolby ou le DTS
• Montez le volume principal en écoutant en PCM et considérez cela comme le niveau normal.
• Désactiver les modes de volume ou de boost qui n’affectent que Dolby, DTS ou autres formats de flux binaire.
Quand le débit binaire fonctionne mieux que l’audio PCM
La sortie en flux binaire est souvent préférée lors de l’utilisation de formats surround avancés tels que Dolby Atmos ou DTS :X, où le récepteur AV ou la barre de son effectue un rendu audio basé sur des objets. Certaines connexions, comme les liaisons optiques ou les anciennes liaisons HDMI, limitent également la bande passante PCM multicanal, rendant les formats compressés en flux binaire plus pratiques.
Dans de nombreuses configurations, le PCM fonctionne mieux pour le visionnage quotidien de la télévision et la lecture de contenu mixte, tandis que le bitstream est activé de manière sélective pour les films ou jeux bénéficiant d’un traitement surround spécialisé.
Liste de contrôle de l’installation audio PCM pour la télévision et le home cinéma
Choisir une connexion adaptée pour l’audio PCM
Utilisez HDMI ou eARC pour l’audio PCM multicanal. Utilisez des connexions optiques pour des configurations PCM stéréo et des barres de son basiques.
Associez la sortie PCM à votre équipement audio
Réglez la télévision ou l’appareil source sur la sortie PCM. Activez le flux binaire uniquement lorsque le récepteur AV prend explicitement en charge et affiche le format désiré.
Définir des taux d’échantillonnage PCM adaptés au contenu
Utilisez le PCM 48 kHz pour les programmes TV, les jeux et le contenu vidéo en streaming. Permettre aux appareils de lecture musicale d’utiliser leurs fréquences d’échantillonnage natives lorsque cela est possible.
Vérifier la configuration des canaux PCM sur chaque appareil
Assurez-vous que la télévision ou la source ne se limite pas au PCM 2.0 lorsque le lien HDMI et le récepteur supportent le PCM multicanal tel que le 5.1 ou le 7.1.
Ajuster les fonctions de traitement sonore
Désactivez une compression excessive de la plage dynamique. Activez l’amélioration de la voix ou les modes sonores seulement après avoir confirmé les corrects niveaux PCM et l’équilibre des canaux.
Tester la configuration PCM en utilisant du contenu familier
Jouez des scènes connues avec des dialogues, de la musique et des effets sonores clairs. Appliquez un changement à la fois et gardez la configuration qui semble la plus naturelle.
Conclusion
L’audio PCM est au centre de la télévision, de la musique, des jeux et du streaming, transformant le son en échantillons numériques clairs pour les DAC, enceintes et casques. Savoir comment fonctionnent les réglages, formats, canaux et liens PCM, et quand le flux de bits est mieux, aide à maintenir la lecture stable et rend la détection des erreurs plus directe.
Foire aux questions [FAQ]
L’audio PCM augmente-t-il le délai audio ?
PCM ajoute très peu de délai à lui seul. La plupart des retards audio proviennent d’un traitement supplémentaire dans la TV ou le récepteur, pas du PCM.
Comment puis-je estimer la taille d’un fichier audio PCM ?
Multiplier : fréquence d’échantillonnage × profondeur de bits × nombre de canaux × secondes, puis diviser par 8 pour obtenir des octets. Des débits plus élevés, une profondeur de bits et plus de canaux rendent les fichiers plus volumineux.
Que signifie 0 dBFS dans l’audio PCM ?
0 dBFS est le niveau le plus élevé que la PCM peut tenir. Tout ce qui dépasse 0 dBFS clipse et se déforme, donc l’audio est maintenu quelques dB en dessous de ce seuil.
Le PCM est-il toujours un son sans perte ?
Le PCM lui-même est sans perte, mais si la source était MP3, AAC ou un autre codec avec perte, les données perdues ne reviennent pas lors de la conversion en PCM.
Quelle est la différence entre l’audio PCM 24 bits et l’audio float 32 bits ?
Le PCM 24 bits utilise des valeurs entières fixes dans une plage donnée. Le flotteur 32 bits peut représenter des détails plus discrets et des pics temporaires au-dessus de 0 dBFS lors du mixage sans saturation.
Comment l’audio PCM est-il envoyé dans les systèmes multi-pièces ?
Le PCM est envoyé en flux numérique via Ethernet ou Wi-Fi. Certains systèmes envoient du PCM brut, d’autres envoient de l’audio compressé et convertissent en PCM à chaque enceinte pour la lecture.
