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脉冲密度调制


脉冲密度调制（英语：Pulse Density Modulation，PDM）是一种二进制信号的模拟信号调制方法。在PDM信号中，脉冲的相对密度对应模拟信号的幅度，并不像脉冲编码调制（PCM）中那样，特定的幅度值不被编码成不同权重的脉冲码。1位DAC的输出与信号的PDM编码相同。脉冲宽度调制（PWM）是PDM的一种特殊情况，其中开关频率是固定的，并且对应于一个样本的所有脉冲在数字信号中是连续的。对于分辨率为8位的50％电压，PWM波形将打开128个时钟周期，然后在剩余的128个周期内关闭。利用PDM和相同的时钟速率，信号将在每隔一个周期的开启和关闭之间交替。两种波形的平均值均为50％，但PDM信号更频繁地切换。对于100％或0％的水平，它们是相同的[1][2][3]。

调制方式
连续调制
调幅调频调角
模拟AM
（SSB · DSB）		FMPM
数字ASK
（OOK · QAM）		FSK
（MSK · GFSK）		PSK
（CPM）
其他SM（英语：Space modulation） （模拟）
脉冲调制
模拟PAM · PDM · PPM
数字PCM · PWM
扩频
CSS（英语：Chirp spread spectrum） · DSSS · THSS（英语：Time-hopping） · FHSS
另见
调制 · 线路码 · 调制解调器 · ΔΣ调制 · OFDM · FDM

描述

在脉冲密度调制的比特流中，1对应于正脉冲（+ A），0对应于负脉冲（-A）。这可以表示为：

 

其中，其中x[n]是双极性比特流（-A或+ A），而a[n]是相应的二进制比特流（0或1）。

由全1组成的运行将对应于最大（正）幅值，所有0将对应于最小（负）幅值，并且交替的1和0将对应于零幅度值。 通过双极PDM比特流的低通滤波器恢复连续幅度波形。

例子

三角函数，采样的单个周期 100倍并表示为PDM比特流，是：

0101011011110111111111111111111111011111101101101010100100100000010000000000000000000001000010010101

 
An example of PDM of 100 samples of one period of a sine wave. 1s represented by blue, 0s represented by white, overlaid with the sine wave.

两个较高频率的正弦波周期将显示为：

0101101111111111111101101010010000000000000100010011011101111111111111011010100100000000000000100101

 
A second example of PDM of 100 samples of two periods of a sine wave of twice the frequency

In pulse-density modulation, a high density of 1s occurs at the peaks of the sine wave, while a low density of 1s occurs at the troughs of the sine wave.

参考资料

  1. ^ Thomas Kite. "Understanding PDM Digital Audio" (PDF) （页面存档备份，存于互联网档案馆）. 2012. The "PDM Microphones" section on p. 6.
  2. ^ Maxim Integrated. "PDM Input Class D Audio Power Amplifier" (PDF) （页面存档备份，存于互联网档案馆）. 2013. Figure 1 on p. 5; and the "Digital Audio Interface" section on p. 13.
  3. ^ Akustica. "AKU230 Digital, CMOS MEMS Microphone" (PDF) （页面存档备份，存于互联网档案馆）. 2012. p. 5.
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