脈衝密度調制

脈衝密度調制（英語：Pulse Density Modulation，PDM）是一種二進制訊號的模擬訊號調製方法。在PDM訊號中，脈衝的相對密度對應模擬訊號的振幅，並不像脈衝編碼調製（PCM）中那樣，特定的振幅值不被編碼成不同權重的脈衝碼。1位DAC的輸出與訊號的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訊號中是連續的。對於解像度為8位元的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，訊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訊號更頻繁地切換。對於100％或0％的水平，它們是相同的。

調制方式
連續調制
調幅 調頻 調相 類比 AM （SSB · DSB） FM PM 數位 ASK （OOK · QAM） FSK （MSK · GFSK） PSK （CPM） 其他 SM （模擬）
脈衝調制
類比	PAM · PDM · PPM
數位	PCM · PWM
展頻
CSS · DSSS · THSS · FHSS
另見
調制 · 線路碼 · 數據機 · ΔΣ調制 · OFDM · FDM

描述

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

$x[n]=-A(-1)^{a[n]}\$

其中，其中x[n]是雙極性位元流（-A或+ A），而a[n]是相應的二進制位元流（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將對應於零振幅值。 通過雙極PDM位元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位元流，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.

參考資料

• 1-bit A/D and D/A Converters （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） – Discusses delta modulation, PDM (also known as Sigma-delta modulation or SDM), and relationships to Pulse-code modulation (PCM)
• Kite, Thomas. Understanding PDM Digital Audio (PDF). Audio Precision. 2012 [19 January 2017]. （原始內容存檔 (PDF)於2016-02-21）.