脈沖密度調制，或稱PDM，是一種調制形式，用于用二進制信號表示模擬信號。在PDM信號中，特定的振幅值并不像在脈沖編碼調制（PCM）中那樣被編碼為不同重量的脈沖的代碼；相反，脈沖的相對密度與模擬信號的振幅相對應。1位DAC的輸出與信號的PDM編碼相同。脈寬調制（PWM）是PDM的一個特例，開關頻率是固定的，所有對應于一個樣本的脈沖在數字信號中是連續的。對于一個分辨率為8位的50%的電壓，PWM波形將在128個時鐘周期內打開，然后在剩余的128個周期內關閉。在PDM和相同的時鐘速率下，信號將每隔一個周期交替開啟和關閉。兩種波形的平均值都是50%，但PDM信號的切換頻率更高。對于xxx或0%的水平，它們是一樣的。

在脈沖密度調制比特流中，1對應的是正極性的脈沖（+A），0對應的是負極性的脈沖（-A）。在數學上，這可以表示為

x [ n ] = - A ( - 1 ) a [ n ] , {\displaystyle x[n]=-A(-1){a[n]},}。

其中x[n]是雙極比特流（要么是-A或+A），a[n]是相應的二進制比特流（要么是0或1）。

由所有1組成的運行將對應于xxx（正）振幅值，所有0將對應于最小（負）振幅值，而1和0交替出現將對應于零振幅值。通過對雙極性PDM比特流進行低通濾波來恢復連續振幅波形。

一個單周期的三角正弦函數，采樣100次，表示為PDM比特流，是。

在脈沖密度調制中，正弦波的波峰處出現高密度的1，而正弦波的波谷處則出現低密度的1。

PDM比特流通過delta-sigma調制過程從模擬信號編碼。這個過程使用一個單比特量化器，根據模擬信號的振幅產生1或0。1或0分別對應于信號的全速上升或全速下降。因為在現實世界中，模擬信號很少是單向的，所以有一個量化誤差，即1或0與它所代表的實際振幅之間的差異。這個誤差在ΔΣ過程循環中被反饋為負值。這樣一來，每一個誤差都會連續影響其他的量化測量和它的誤差。這具有平均化量化誤差的效果。

將PDM信號解碼為模擬信號的過程很簡單：只需將PDM信號通過一個低通濾波器。這是因為低通濾波器的功能基本上是對信號進行平均。脈沖的平均振幅是由這些脈沖隨時間變化的密度來衡量的，因此低通濾波器是解碼過程中xxx需要的步驟。

值得注意的是，動物神經系統表示感覺和其他信息的方式之一是通過速率編碼，據此信號的大小與感覺神經元的發射速率有關。在直接類比中，每個神經事件--稱為動作電位--代表一個比特（脈沖），神經元的點火率代表脈沖密度。

脈沖密度調制的數字模型可以從delta-sigma調制器的數字模型得到。考慮一個信號x [ n ] {displaystyle x[n]}在離散時域作為一階delta-sigma調制器的輸入，y [ n ] {displaystyle y[n]}是輸出。在離散頻域，Z變換已經應用于振幅時間序列x [ n ] {displaystyle x[n]}以產生X ( z ) {displaystyle X(z)}，delta-sigma調制器/的操作的輸出Y ( z ) {displaystyle Y(z)}

1 - z - 1 {1-z{-1}代表高通濾波器，所以很明顯，E ( z ) {E(z)}在低頻時對輸出Y ( z ) {Y(z)}的貢獻較小，而在高頻時貢獻較大。