Zoals u weet, bestaat een radiofrequentiesignaal uit een draaggolf die is gebaseerd op radio-emissie in de vorm van een eenvoudige harmonische oscillatie u (t)=U cos (ωt + φ). Hieruit volgt dat er drie onafhankelijke parameters in het draaggolffrequentiesignaal zijn, waardoor het mogelijk is om veranderingen in het stuursignaal vast te leggen.
Dit impliceert de mogelijkheid van drie typen: amplitude (AM), frequentie (FM) en fasemodulatie (PM).
Fasemodulatie is een methode voor het verzenden van analoge of digitale informatie door de beginhoek (fase) φ0 van de draaggolffrequentie van het verzonden signaal te veranderen.
Hiermee hangt de fase φ(t) af van de amplitude van het stuur (modulerende) signaal, d.w.z. φ(t)=ω0t + Δφ∙sinΩt + φ0==φ0 + ke (t), waarbij k de evenredigheidsfactor is.
Een fasegemoduleerd signaal wordt over het algemeen beschreven door de uitdrukking u (t)=Un sin [ωt + φ (t)].
Bij het moduleren met één toon [e (t)=E sin Ωt] hebben we: φ(t)=φ0 + kE sin Ωt=φ 0 +Δφmaxsin Ωt.
Na vervanging van de waarde van φ(t) in de vergelijking van het fasegemoduleerde signaal, krijgen we u (t)=Un sin (ω n t + φ0 + Δφmax sin Ωt), waarbij Δφmax is de maximale faseverandering die evenredig is met de amplitude van de stuurspanning. Δφmaxwordt ook wel de hoekmodulatie-index genoemd en wordt aangeduid met m.
Zoals je kunt zien, bij FM m=Δφmax =kE. De momentane waarde van de in de tijd variërende fasehoek Θ (t) is Θ (t)=ωn t + φ0 + msin Ωt, dus ω=d Θ (t)/dt=ωn + mΩ kosten, waarbij mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n =kEΩ - maximale frequentieafwijking van ωnbij PM, recht evenredig met de amplitude en frequentie van de modulerende oscillatie.
Zo is bij PM de modulatie-index, die de maximale faseverandering kenmerkt, evenredig met de amplitude van het stuursignaal en niet afhankelijk van de modulatiefrequentie. De verandering in frequentie ten opzichte van de gemiddelde waarde (afwijking) verandert recht evenredig met de amplitude en frequentie van de modulerende spanning.
Afhankelijk van de gebruiksomstandigheden kent fasemodulatie verschillende varianten. Een daarvan is in het bijzonder relatieve faseverschuivingstoetsen.
In deze vorm verandert, afhankelijk van het modulerende signaal, alleen de fase van het signaal, en de frequentie enamplitude ongewijzigd blijven. Bij OFM is de informatiewaarde niet de absolute verandering in de fase, maar de verandering ten opzichte van de vorige waarde.
Het elektronische circuit dat ervoor zorgt dat de fasehoek van de gemoduleerde golfvorm (ten opzichte van de ongemoduleerde draaggolf) verandert in overeenstemming met het modulerende signaal, wordt een fasemodulator genoemd.
Er zijn veel soorten van dergelijke afbeeldingen ontwikkeld. Een eenvoudig modulatorcircuit bevat een varicap - een diode die de junctiecapaciteit kan veranderen onder invloed van een stuurspanning. In dit circuit verandert de modulerende spanning de capaciteit van de varicap. De faseverschuiving is afhankelijk van de relatieve waarde van de capaciteit van deze diode en de belastingsweerstand R.
Deze verschuiving hangt dus af van de modulerende spanning. Dit is de oorzaak van de fasemodulatie van het radiosignaal. Een dergelijke verschuiving is echter niet-lineair gerelateerd aan de modulerende spanning, de capaciteit van de varicap is niet-lineair gerelateerd aan de modulerende spanning, wat extra problemen veroorzaakt bij het ontwerp van fasemodulatoren.
In zijn pure vorm is fasemodulatie niet veel gebruikt vanwege het inherente ernstige nadeel - lage ruisimmuniteit.
