什么是PDM，它在我的麦克风中起什么效果?
PDM指脉冲密度调制，一种用来调理双电平信号的格局之一，即在k概率下处于一种状况，在1-k概率下则处于另一种状况。假如状况别离以1和0来表明，那么可视为某种“逻辑”信号，该信号值为k，可所以表明恣意高精度的实数。
在脉冲密度调制中，信号活动以同步到某时钟(需求由解码器供给)的脉冲方式存在。至少在理论上，这些脉冲的等宽与时钟距离相同，且信号值根本上要么为高电平要么为低电平。这些脉冲的瞬时密度即为所需信号的编码，50%=无活动，高于50%=正压，低于50%=负压。调制信号的频率重量一般远低于时钟频率，比方麦克风的音频。
其他可用恣意高精度分数k来表达的在1和0之间替换的信号类型有：PWM，即脉冲宽度调制(此刻改动的是1和0部分的相对宽度)和PFM。PFM不是意大利前卫摇滚乐队，而是一种经过修正接连等宽脉冲的频率(F)来调整其均匀值的办法。读者能够操练核算F参数值。
现在不知读者有没有注意到咱们现已暗示了答案。对许多运用来说，假如信号是由一串不断改动密度、宽度或频率的脉冲直接组成，那会恰当费事。这样的信号中存在过多的高频寄生信号。不过假如用满足长的时刻来求得这样的脉冲序列的均匀值，就能够减轻这种改动形成的影响。
在PDM输出麦克风内部，能够发现一个小型ADC IC(调制器)，其用于将MEMS传感器输出的模仿信号转化为PDM信号流。这种众所周知的音频转化器技术所生成的信号，其低频频谱挨近所需音频信号，而高频寄生部分的频率在某个拐点频率之上随频率上升快速升高，根本落在终究产品需求运用的音频频率规模之外。
在所有商用PDM麦克风中，噪声频率以每倍频超越24dB的速率猛增。图1显现了用于PDM运用的ADC的典型输出频谱。该PDM信号流的噪声密度在100kHz~300kHz频率规模内比在1kHz~3kHz频率规模内要大80dB(恰当于增加了10000倍)。
图1：PDM输出麦克风中转化器的典型输出噪声频谱
由于调制器的这种噪声频谱快速上升的特征，所以咱们不能仅限于均匀处理。均匀仅仅完结正确滤波这一过程中最起码的一步。要成功地充沛消除这种高频噪声，使之不至于导致任何问题，需求采纳比均匀更有确定性的办法。那就需求一种恰当的滤波器!能够看到，在典型PDM接口运用的简略均匀法和高效率滤波办法之间，有着惊人的相似之处。
PDM接口的效果是什么?
简言之，滤波器。双电平信号(在音频域也称1比特信号)能够经过快速改动其在时域上的特点，表达低频信号的细小改动。假如要消除悉数这些高速时域噪声，就需求采纳另一种用双电平信号表达细小改动的办法，即以起伏表达。换言之，在代码域中而不是在时域中。
那么接下来就把PDM双电平音频信号转化为PCM(脉冲代码调制)多电平音频信号。曩昔曾以为运用16位供给的65536个电平即足以表达高质量音频信号。但现在实践上每个人都希望用24位表达，即在理论上把信号起伏规模分为将近1,700万个电平。尽管很少有模仿体系能够满足低噪声地真实完结这样的分辨率。
PDM麦克风的时钟速率比一般希望的音频采样率要高得多。大多数PDM麦克风的时钟频率(即脉冲频率)为1MHz~3MHz。PDM前端收集的音频带宽一般为该频率的百分之一，根本没有噪声，故要让整个音频带宽处于低噪水平，需求的时钟频率应超越2MHz。
那么假如1个引脚要3MHz时钟，那么24个引脚是不是要24MHz时钟呢?答案是不需求。假如滤波功用满足强壮，能够消除满足多的寄生高频噪声，就能够在滤波器输出端进行降采样操作，这样24位输出字只会出现在“有规则”的音频采样率上。典型的抽取因数为64倍，这样在3.072MHz频率下1位输入信号就会转化为频率为48ksps的24位输出信号。由于降采样抽取因数(64)高于“位增加因数”(24)，实践每秒产生的数据位转化次数有所下降，尽管并非刻意为之。
从实践工程规划的视点来看，典型PDM麦克风应有电源引脚、接地引脚，当然还需求时钟输入引脚、数据输出引脚和通道挑选引脚。依据通道挑选引脚的状况，麦克风的输出在时钟信号处于低电平或高电平状况为活泼状况，在另一状况下处于高阻抗。这种聪明的规划意味着能够用一根话筒线多路复用两个麦克风，这样立体声PDM接口仅需两根线缆，即时钟输出线缆和一根一起支撑两个声道的数据回来线。任何运用这种类型的数字麦克风接口的解决方案都会主动解复用出现在输入数据线上的两个信号。
现在的PDM接口解决方案
近年来，音频转化器芯片制造商在自己的旗舰“移动编解码器”上纷繁推出PDM(或数字)麦克风输入。这种全集成芯片，可供给包含一切的从麦克风到耳机的完好信号途径。这对此类厂商来说，一挥而就。由于音频ADC的作业原理是生成1位或数位高采样率输入信号，然后“抽取”输出信号下降采样率。所以选用PDM麦克风能够理想地充沛发挥设备上原有逻辑电路的效益。
所以假如体系现已预备选用全功用正价音频编解码器，这或许是一种不错的做法。是否美中不足呢?带有数字麦克风输入功用的编解码器的挑选规模受限，所以假如不需求PDM，就有或许不能取得某种杰出功用或优惠价格。此刻得到的仅仅厂商现已内置的滤波功用。对此功用难以用自己的滤波器系数从头编程，来微调频率响应或音频组推迟的各种特性。
假如体系规划略微违背惯例，就会遭到没有现成可用器材的限制。假如必定要用，首先应拿到一份内容恰当广泛的滤波器基础功能说明文档，其间包含数页的频率响应图。至少能看到要用的是什么样的器材。但或许产生的状况是，一旦选定，这种%&&&&&%又会以比管理层料想的速度更快地重新规划引荐产品中消失。
假如想要把此项功用更多地交给体系中的主处理器来完结，或许会得到微处理器厂商供给的运用指南和代码库。中端32位微处理器足以担任PDM的处理和滤波需求，尽管需求细心查看是否还要把微处理器用于其他作业。
毫无疑问，这种滤波功用对一般的嵌入式微操控器来说是个难题。不仅如此，实时运算还要求缓冲区巨细、中止时延及其它处理器使命的调度得到杰出操控。
这显着需求经验丰富的编程人员才干完结。需求的代码是专用的，库文件是关闭的“黑匣子”式的，需求严厉优化的方针代码、在编译器中手动编译且无法修正。假如库文件不支撑选定的抽取份额和输出频率组合，就难以进行调整。例如，假如发现很难支撑恰当规范的44.1ksps音频速率，就必须选用48ksps。这种状况会形成某些手机制造商不满。对此事咱们不作谈论。
此外，很难对处理途径的功能进行具体的确诊查看。微操控器厂商在交给高质量音频解决方案方面一向身败名裂(请参阅关于USB音频体系的《慎重挑选USB音频微操控器：测验台上的惊险故事》)。
所以一般来说不得不爽性信任信号的音频内容会得到杰出的处理。假如仅仅规划具有某种语音辨认才能的小配件，这算不上什么问题。但假如要规划的是用于高质量运用的先进超小型麦克风，就会堕入信噪比泥潭而无法自拔。
