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关键字：SoC PDM麦克风接口 调制器 滤波器
什么是PDM，它在我的麦克风中起什么作用？
PDM指脉冲密度调制，一种用来调节双电平信号的格式之一，即在k概率下处于一种状态，在1-k概率下则处于另一种状态。如果状态分别以1和0来表示，那么可视为某种“逻辑”信号，该信号值为k，可以是表示任意高精度的实数。
在脉冲密度调制中，信号活动以同步到某时钟（需要由解码器提供）的脉冲形式存在。至少在理论上，这些脉冲的等宽与时钟间隔相同，且信号值基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。调制信号的频率分量一般远低于时钟频率，比如麦克风的音频。
其他可用任意高精度分数k来表达的在1和0之间交替的信号类型有：PWM，即脉冲宽度调制（此时改变的是1和0部分的相对宽度）和PFM。PFM不是意大利前卫摇滚乐队，而是一种通过修改连续等宽脉冲的频率(F)来调整其平均值的方法。读者可以练习计算F参数值。
现在不知读者有没有注意到我们已经暗示了答案。对许多应用来说，如果信号是由一串不断改变密度、宽度或频率的脉冲直接组成，那会相当麻烦。这样的信号中存在过多的高频寄生信号。不过如果用足够长的时间来求得这样的脉冲序列的平均值，就可以减轻这种变化造成的影响。
在PDM输出麦克风内部，可以发现一个小型ADC IC（调制器），其用于将MEMS传感器输出的模拟信号转换为PDM信号流。这种众所周知的音频转换器技术所生成的信号，其低频频谱接近所需音频信号，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，基本落在最终产品需要使用的音频频率范围之外。
在所有商用PDM麦克风中，噪声频率以每倍频超过24dB的速率陡增。图1显示了用于PDM应用的ADC的典型输出频谱。该PDM信号流的噪声密度在100kHz~300kHz频率范围内比在1kHz~3kHz频率范围内要大80dB（相当于增加了10000倍）。
图1：PDM输出麦克风中转换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，所以我们不能仅限于平均处理。平均只是实现正确滤波这一过程中最起码的一步。要成功地充分消除这种高频噪声，使之不至于导致任何问题，需要采取比平均更有确定性的措施。那就需要一种适当的滤波器！可以看到，在典型PDM接口使用的简单平均法和高效率滤波方法之间，有着惊人的相似之处。
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