DSD (англ. Direct Stream Digital) — однобитный аудиоформат, разработанный компаниями Sony и Philips, в котором используется кодирование плотностно-импульсной модуляцией (англ. Pulse Density Modulation (PDM), разновидность сигма-дельта-модуляции) и применяется для хранения звукозаписей на оптическом носителе SACD. Изначально предполагался как архивный формат звукозаписывающей компании Sony Music для перевода музыкального архива в цифровой формат.
Аналоговый звуковой сигнал конвертируется в цифровой с помощью дельта-сигма модуляции при частоте дискретизации 2,8224 МГц (в 64 раза больше, чем у CD Audio), с разрешением 1 бит и 4 раза большим битрейтом данных, в отличие от используемых в формате CD 16 бит при частоте 44,1 кГц. Преобразование, при котором отсчёты аналогового сигнала берутся с частотой, многократно превышающей верхнюю граничную частоту сигнала, называется передискретизацией (англ. oversampling).
Избыточность дискретизации способствует уменьшению шума квантования, являющегося продуктом процесса квантования аналогового сигнала по времени. При равномерном законе распределения спектра шума квантования его модуль спектральной плотности мощности уменьшается благодаря увеличению частоты Найквиста (Котельникова) при передискретизации, то есть шум распределяется на более широкую полосу частот.[1] При этом мощность шума в частотном диапазоне, занимаемом полезным сигналом, уменьшается пропорционально повышению частоты дискретизации. Таким образом, отношение сигнал/шум увеличивается, когда частота дискретизации становится больше. Передискретизация позволяет избежать необходимости предварительного фильтрования и сохраняет гармоники в их первоначальном состоянии (хотя они могут оказаться задавленными шумом квантования, особенно на высоких частотах). Фазовая характеристика становится более схожей с высокочастотной характеристикой аналоговых систем.
Чтобы иметь ещё меньший уровень шумов в пределах частотного диапазона полезного сигнала, дельта-сигма модуляция применяет технологию формирования шума (англ. noise shaping), которая перемещает большую часть шумов за пределы слышимого диапазона. Формирование шума является основой уменьшения шума квантования сигнала в области полезных частот. Без неё избыточность дискретизации не давала бы значительного прикладного эффекта. Полученные одноразрядные синхронные[2] импульсы записываются напрямую на носитель.
Значение амплитуды аналогового сигнала в каждый момент представляется в виде плотности импульсов, из-за чего этот метод иногда называют плотностно-импульсной модуляцией Pulse-density modulation[англ.] (PDM).
Цифро-аналоговое преобразование состоит в фильтрации одноразрядного представления для удаления ультразвуковых шумов.