パルス符号変調
概要
アナログ信号に対して標本化及び量子化を行い、数列として出力する。サンプリング周波数が高く量子化ビット数が多いほど高音質（変換前に近い）となる。
量子化の方式としては、線形量子化が、CD-DA、DVD-Audio、一部のDVD-Video、BD-Video、PlayStation 3用ゲームソフトなどで用いられている。線形量子化以外には、折線量子化 (NT)、対数量子化がDATのLPモードなどで利用されており、音質の劣化を抑えつつデータ量を削減することができる。差分符号化と量子化幅の適応的制御により、品質を落とさずにPCM信号のデータ量を圧縮するものにADPCMがある。
ノイズと歪み
変調時、以下のノイズ及び歪みが発生する。
サンプリングノイズ
標本化雑音。周波数スペクトルで見るとサンプリング周波数の半分（ナイキスト周波数と言う）の周波数を折り目にして折り返したように現れることから折り返し雑音とも言う。
標本化定理により、最低でも音声に含まれる最も高い周波数成分の2倍以上のサンプリング周波数を持たない限り、高音の信号が「折り返され」て、偽信号として現れる。このため、サンプリング周波数はより高いほどより高音を再現できる。
また、再生時には同様にして、原信号を折り返したような偽信号があらわれ、ノイズとなる。オーバーサンプリング方式では、最初に元信号をデジタルフィルタで数倍のサンプリング周波数に変換することで折り返し雑音を高周波数帯域に移動させ、その後にアナログ変換とローパスフィルタ回路による折り返し雑音の除去を行っている。
量子化歪み
原理上、量子化によりアナログ量からデジタル値にする際の端数処理による誤差（量子化誤差という）のため歪み（量子化歪み）が発生する。また、これによる雑音を量子化雑音と言う。これを抑えるためには、量子化ビット数を増やす必要がある。
PCMプロセッサー
アナログビデオテープレコーダーと組み合わせ、音声をデジタル信号で記録する装置。アナログ-デジタル変換回路とデジタル-アナログ変換回路を備える。業務用と家庭用の製品が発売され、従来のテープレコーダーを上回る高音質の記録が可能な機器として利用された。
PCM音源
PCMデータをDA変換装置によって変換することで音を再生する装置をPCM音源という。サンプラー、サンプリング音源と呼ばれることもある。
ソフトウェアミキサー
アプリケーションソフト側から見ると、任意の個数・性能の仮想PCM音源を鳴らす形となっていて、それらをPCM再生ハードウェアに向けてミキシングして送り出す機能を持つソフトウエアがあり、ソフトウェアミキサーと言う。近年CPUの大幅な処理速度向上により、よりリッチな表現が可能になった。DirectXで音声データに音階を付与する機能、ソフトウェアMIDI音源などはいずれもこの技術により成り立っている。家庭用ゲーム機でこれを利用しているものの代表として、ゲームボーイアドバンスが挙げられる。一方、これをほとんど利用しないゲーム機にはPlayStation 2などがある。これはPSやPS2において、ハードウェアPCMまたはストリーミング再生というスタイルがほぼ確立しているためである。
非PCM音源によるPCMデータの再生
PCM音源を持たないゲーム機では、CPUでサンプリングデータを順次DACに送信してPCMを再生したものがある。ネオジオポケットや光速船などが単独でDACを搭載していたほか、メガドライブやPCエンジンは音源の一部をDACとして使うことができ、それを使ってPCMを再生していた。
ハードウェア制御を細かに行うことによって、発声が可能なハードウェアをDACに見立て、音声を再生する手法も存在している。
ビープ音用のハードウェアでパルス幅変調を行ったり、矩形波の出力をDACに見立てPSGによるPCM再生を行う試みや、同様にX68000ではOPMに音色として矩形波を定義し、8チャンネルの出力ポートを利用することで、最大でモノラルでは50kHz前後、ステレオで25kHz前後のサンプリング周波数の再生を可能にしたソフトウェアも存在する。
DACとしては非線形指数的の特徴を持つなど、元々想定していないハードウェアであるため、再生の音質は想定した設計のものと比較し、低くなりがちである。
また、波形メモリ音源では、制御する側で1周期ごとに波形を更新してPCMを再生したソフトウェアも存在する。