脉冲密度调制

脈衝密度調變英語:)是一種二進制信號的模擬信號調製方法。在PDM信號中,脈衝的相對密度對應模擬信號的幅度,並不像脈衝編碼調製(PCM)中那樣,特定的幅度值不被編碼成不同權重的脈衝碼。1位DAC的輸出與信號的PDM編碼相同。脈衝寬度調製(PWM)是PDM的一種特殊情況,其中開關頻率是固定的,並且對應於一個樣本的所有脈沖在數字信號中是連續的。對於分辨率為8位的50%電壓,PWM波形將打開128個時鐘週期,然後在剩餘的128個週期內關閉。利用PDM和相同的時鐘速率,信號將在每隔一個週期的開啟和關閉之間交替。兩種波形的平均值均為50%,但PDM信號更頻繁地切換。對於100%或0%的水平,它們是相同的[1][2][3]

調變方式
連續調變
调幅调频
AM
SSB · DSB
FMPM
ASK
OOK · QAM
FSK
MSK · GFSK
PSK
CPM
其他SM (類比)
脈衝調變
PAM · PDM · PPM
PCM · PWM
CSS · DSSS · THSS · FHSS
另見
調變 · 线路码 · 调制解调器 · ΔΣ調變 · OFDM · FDM

描述

在脈衝密度調製的比特流中,1對應於正脈衝(+ A),0對應於負脈衝(-A)。這可以表示為:

其中,其中x[n]是雙極性比特流(-A或+ A),而a[n]是相應的二進制比特流(0或1)。

由全1組成的運行將對應於最大(正)幅值,所有0將對應於最小(負)幅值,並且交替的1和0將對應於零幅度值。 通過雙極PDM比特流的低通濾波器恢復連續振幅波形。

例子

三角函數採樣的單個週期 100倍並表示為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.

兩個較高頻率的正弦波週期將顯示為:

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. 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. 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. 2012. p. 5.
  • 1-bit A/D and D/A Converters 页面存档备份,存于 – Discusses delta modulation, PDM (also known as Sigma-delta modulation or SDM), and relationships to Pulse-code modulation (PCM)
  • Kite, Thomas. (PDF). Audio Precision. 2012 [19 January 2017]. (原始内容存档 (PDF)于2016-02-21).
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