PCM（パルス符号変調）
アナログ信号を標本化・量子化・符号化してデジタルデータに変換する方式。電話やCDの音声デジタル化の基礎です。
📌PCMとは
PCM（Pulse Code Modulation、パルス符号変調）とは、連続的に変化するアナログ信号をデジタルデータに変換する基本的な方式です。マイクで拾った声や音楽など、現実の連続的な波を、コンピュータが扱える 0 と 1 のビット列に直します。
身近な例では、音楽CDがまさに PCM です。CDは「サンプリング周波数 44.1kHz・量子化16ビット・ステレオ2チャネル」という規格で音をデジタル化しています。上のツールで標本化回数とビット数を増やすと、元の波形（青）に量子化後の値（緑）が近づくのが分かります。
🔢3ステップの処理
PCM は次の3つのステップでアナログ信号をデジタル化します。
・① 標本化（サンプリング）：一定の時間間隔で波の高さを測る。1秒あたりの測定回数がサンプリング周波数。標本化定理により、元の最高周波数の2倍以上の周波数で測れば波を復元できる
・② 量子化：測った値を、決められた段階（2^ビット数 段階）のいちばん近い値に丸める。ビット数が多いほど段階が細かく、誤差が小さくなる
・③ 符号化：量子化した段階の番号を、2進数のビット列に変換する
アナログ波 → ①標本化 → ②量子化 → ③符号化 → 0101...
🛠用途
PCM は身近なデジタル機器の根幹で使われています。
・電話（デジタル回線）：音声を 8kHz サンプリング・8ビット量子化でデジタル化（64kbps）
・音楽CD：44.1kHz・16ビット・ステレオ
・WAV ファイル：非圧縮の音声データ形式
よく使うのがデータ量の計算です。データ量 = サンプリング周波数 × 量子化ビット数 × チャネル数。例: CD の 1 秒は 44100 × 16 × 2 = 約 1.4 Mbit になります。
