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脉冲密度调制


脈衝密度調變（英語：Pulse Density Modulation，PDM）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） （類比）
脈衝調變
模拟PAM · PDM · PPM
数字PCM · PWM
扩频
CSS（英语：Chirp spread spectrum） · DSSS · THSS（英语：Time-hopping） · FHSS
另見
調變 · 线路码 · 调制解调器 · ΔΣ調變 · OFDM · FDM

描述

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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

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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

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  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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