实时 Delta-Sigma 引擎
三态
脉冲密度调制
(PDM)
观察脉冲序列如何通过噪声整形重建任意波形 —— 过采样率越高，重建精度越高。换能器带通特性完成最终平滑。
测试波形
正弦
线性调频
高斯脉冲
调幅波
PDM 过采样率 (OSR)
OSR × 16
动画速度
正常
⏸ 暂停
① 目标模拟波形
· 期望发射的声学信号
连续模拟
② 三态脉冲密度序列
· +1 / 0 / −1 编码输出
数字域
ΔΣ 累加器
0.00
0
实时采样点
0
+1 密度
—
−1 密度
—
0 密度
—
③ 重建模拟输出
· 经换能器带通滤波后波形
声学输出
目标波形 (期望)
PDM 重建输出 (滤波后)
+1 脉冲区
−1 脉冲区
步骤 01
上采样 & 归一化
目标波形归一化至 [−1,+1]，上采样至 PDM 时钟速率 (OSR × 基带采样率)。
步骤 02
Delta-Sigma 调制
累加器积分误差：超出 +0.5 输出 +1 并减 1；低于 −0.5 输出 −1 并加 1；否则输出 0。
步骤 03
换能器带通滤波
压电元件的有限带宽自然平滑脉冲密度，重建连续模拟波形。
步骤 04
任意波形输出
高 OSR (≥20) 时残余误差低于 −25 dB，实现高保真任意波形超声发射。