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脉冲密度调制

(重定向自脈衝密度調變

脈衝密度調變(英語:Pulse Density ModulationPDM)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]

调制方式
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 (類比)
脈衝调制
模拟 PAM · PDM · PPM
数字 PCM · PWM
扩频
CSS · DSSS · THSS · FHSS
另見
调制 · 线路码 · 调制解调器 · ΔΣ調變 · OFDM · FDM

描述编辑

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。

例子编辑

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.

参考资料编辑

  1. ^ Thomas Kite. "Understanding PDM Digital Audio" (PDF). 2012. The "PDM Microphones" section on p. 6.
  2. ^ Maxim Integrated. "PDM Input Class D Audio Power Amplifier" (PDF). 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.