Jak víte, radiofrekvenční signál se skládá z nosné, která je založena na rádiovém vyzařování ve formě jednoduché harmonické oscilace u (t)=U cos (ωt + φ). Z toho vyplývá, že v signálu nosné frekvence jsou tři nezávislé parametry, jejichž působením je možné zachytit změny řídicího signálu.
To znamená možnost tří typů: amplitudová (AM), frekvenční (FM) a fázová modulace (PM).
Fázová modulace je metoda přenosu analogových nebo digitálních informací změnou počátečního úhlu (fáze) φ0 nosné frekvence přenášeného signálu.
U něj závisí fáze φ(t) na amplitudě řídícího (modulačního) signálu, tzn. φ(t)=ω0t + Δφ∙sinΩt + φ0==φ0 + ke (t), kde k je faktor proporcionality.
Fázově modulovaný signál je obecně popsán výrazem u (t)=Un sin [ωt + φ (t)].
Při modulaci jedním tónem [e (t)=E sin Ωt] máme: φ(t)=φ0 + kE sin Ωt=φ 0 +Δφmaxsin Ωt.
Po dosazení hodnoty φ(t) do rovnice fázově modulovaného signálu dostaneme u (t)=Un sin (ω n t + φ0 + Δφmax sin Ωt), kde Δφmax je maximální změna fáze úměrná amplitudě řídicího napětí. Δφmaxse jinak nazývá index úhlové modulace a označuje se m.
Jak vidíte, při FM m=Δφmax =kE. Okamžitá hodnota časově proměnlivého fázového úhlu Θ (t) je Θ (t)=ωn t + φ0 + msin Ωt, tedy ω=d Θ (t)/dt=ωn + mΩ cosΩt, kde mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n =kEΩ - maximální odchylka frekvence od ωnv PM, přímo úměrná amplitudě a frekvenci modulační oscilace.
U PM je tedy modulační index, který charakterizuje maximální změnu fáze, úměrný amplitudě řídicího signálu a nezávisí na frekvenci modulace. Změna frekvence vzhledem k průměrné hodnotě (odchylka) se mění přímo úměrně s amplitudou a frekvencí modulačního napětí.
Fázová modulace má několik variant v závislosti na podmínkách použití. Jedním z nich je zejména klíčování s relativním fázovým posunem.
V této podobě se v závislosti na modulačním signálu mění pouze fáze signálu a frekvence aamplituda zůstává nezměněna. U OFM není informační hodnotou absolutní změna fáze, ale její změna vzhledem k předchozí hodnotě.
Elektronický obvod, který způsobuje změnu fázového úhlu modulovaného průběhu (vzhledem k nemodulované nosné) v souladu s modulačním signálem, se nazývá fázový modulátor.
Bylo vyvinuto mnoho typů takových obrázků. Jednoduchý modulátorový obvod obsahuje varikap - diodu schopnou měnit kapacitu přechodu působením řídicího napětí. V tomto obvodu mění modulační napětí kapacitu varikapu. Fázový posun závisí na relativní hodnotě kapacity této diody a odporu zátěže R.
Tento posun tedy závisí na modulačním napětí. To způsobuje fázovou modulaci rádiového signálu. Takový posun však nelineárně souvisí s modulačním napětím, kapacita varikapu nelineárně souvisí s modulačním napětím, což vytváří další problémy při návrhu fázových modulátorů.
Ve své čisté formě nebyla fázová modulace široce používána kvůli své přirozené vážné nevýhodě - nízké odolnosti proti šumu.
