Như trường hợp của PAM, ta lại bắt đầu với một sĩng mang là một chuỗi xung tuần hồn. Hình 6.23, chỉ một sĩng mang chưa biến điệu, một tín hiệu chứa tin s(t) và sĩng biến điệu PWM. Độ rộng của mỗi xung biến điệu thay đổi tuỳ theo trị mẫu tức thời của s(t). Trị mẫu lớn hơn sẽ làm độ rộng xung biến điệu rộng hơn. Vì độ rộng xung thay đổi, nên năng lượng của sĩng cũng thay đổi. Vậy khi biên độ tín hiệu tăng, cơng suất truyền cũng tăng.
Hình 6.23: Biến điệu PWM
Cũng như trong trường hợp FM, PWM là một phép biến điệu phi tuyến. Xem một thí dụ đơn giản để minh chứng điều đĩ. Giả sử tín hiệu chứa tin là một hằng, s(t) = 1. Sĩng PWM sẽ gần những xung cĩ độ rộng bằng nhau, vì mỗi trị mẫu thì bằng với mỗi trị mẫu khác. Bây giờ nếu ta truyền s(t) = 2 theo PWM, thì ta lại cĩ một chuỗi xung cĩ độ rộng bằng nhau, nhưng độ rộng của chúng lớn hơn khi truyền s(t) = 1. Nguyên lý tuyến tính sẽ cho kết quả là độ rộng xung của trường hợp sau gấp đơi trường hợp trước. Nhưng ở đây khơng phải như vậy, như hình 6.24.
Nếu ta giả sử tín hiệu s(t) biến đổi chậm ( lấy mẫu với nhịp nhanh hơn so với nhịp Nyquist ) thì các xung lân cận sẽ cĩ độ rộng hầu như bằng nhau. Với giả thiết này, cĩ thể phân giải xấp xĩ cho sĩng biến điệu, theo chuỗi Fourier. Mỗi số hạng của chuỗi là một sĩng FM, thay vì là một sĩng sin thuần tuý.
Ta sẽ trình bày một dạng của khối biến điệu và một dạng của khối hồn điệu cho PWM. Trong cả hai, ta đều dùng sĩng răng cưa để chuyển đổi giữa thời gian và biên độ. Điều này tương tự như cách thức cho FM, ở đĩ ta thấy rằng cách dễ nhất để biến điệu một tín hiệu là trước tiên đổi nĩ thành AM. Tín hiệu răng cưa được dùng vẽ ở hình 6.25.
Hình 6.25
Cách xử lý được diễn tả ở hình 6.26.
Hình 6.26: Khối biến điệu PWM.
Tín hiệu răng cưa bị dời xuống 1 đơn vị tạo nên s2(t). Tổng của s1(t) và s2(t) tạo nên s3(t) và vào mạch so sánh. Những khoảng thời gian mà s3(t) dương là những khoảng mà ở đĩ độ rộng tỷ lệ với trị giá mẫu gốc. Output của mạch so sánh là 1 khi s3(t) dương và là 0 khi s3(t) âm. Kết quả là s4(t), là một sĩng PWM. Độ rộng xung cĩ thể được hiệu chỉnh bằng cách tăng giảm s(t). Trong hình vẽ, ta giả sử rằng bình thường s(t) nằm giữa 0 và 1.
Sự hồn điệu được thực hiện bằng cách tích phân sĩng PWM trong mỗi khoảng thời gian. Vì chiều cao của xung thì khơng đổi, tích phân tỷ lệ với độ rộng xung. Nếu output của tích phân được lấy mẫu và giữ tại trị giá cuối của nĩ, kết quả sẽ là một sĩng PAM.