Kuten tiedätte, radiotaajuussignaali koostuu kantoa altoa altosignaalista, joka perustuu radiosäteilyyn yksinkertaisen harmonisen värähtelyn muodossa u (t)=U cos (ωt + φ). Tästä seuraa, että kantoa altotaajuussignaalissa on kolme riippumatonta parametria, joihin vaikuttamalla on mahdollista siepata ohjaussignaalin muutokset.
Tämä tarkoittaa kolmen tyypin mahdollisuutta: amplitudi (AM), taajuus (FM) ja vaihemodulaatio (PM).
Vaihemodulaatio on menetelmä analogisen tai digitaalisen tiedon lähettämiseksi muuttamalla lähetettävän signaalin kantoa altotaajuuden alkukulmaa (vaihetta) φ0.
Sillä vaihe φ(t) riippuu ohjaus- (moduloivan) signaalin amplitudista, ts. φ(t)=ω0t + Δφ∙sinΩt + φ0==φ0 + ke (t), missä k on suhteellisuustekijä.
Vaihemoduloitua signaalia kuvataan yleensä lausekkeella u (t)=Un sin [ωt + φ (t))].
Moduloitaessa yhdellä äänellä [e (t)=E sin Ωt] meillä on: φ(t)=φ0 + kE sin Ωt=φ 0 +Δφmaxsin Ωt.
Kun on korvattu φ(t):n arvo vaihemoduloidun signaalin yhtälöön, saadaan u (t)=Un sin (ω n t + φ0 + Δφmax sin Ωt), jossa Δφmax on suurin vaihemuutos, joka on verrannollinen ohjausjännitteen amplitudiin. Δφmaxkutsutaan muuten kulmamodulaatioindeksiksi ja merkitään m.
Kuten näet, FM:llä m=Δφmax =kE. Ajassa muuttuvan vaihekulman Θ (t) hetkellinen arvo on Θ (t)=ωn t + φ0 + msin Ωt, joten ω=d Θ (t)/dt=ωn + mΩ cosΩt, missä mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n =kEΩ - suurin taajuuden poikkeama arvosta ωnPM:ssä, suoraan verrannollinen moduloivan värähtelyn amplitudiin ja taajuuteen.
Siten PM:llä modulaatioindeksi, joka kuvaa maksimivaiheen muutosta, on verrannollinen ohjaussignaalin amplitudiin, eikä se riipu modulaatiotaajuudesta. Taajuuden muutos suhteessa keskiarvoon (poikkeama) muuttuu suoraan verrannollisesti moduloivan jännitteen amplitudiin ja taajuuteen.
Käyttöolosuhteista riippuen vaihemodulaatiota on useita. Yksi niistä on erityisesti suhteellinen vaihesiirtoavain.
Tässä muodossa moduloivasta signaalista riippuen vain signaalin vaihe muuttuu ja taajuus jaamplitudi pysyy ennallaan. OFM:ssä tiedon arvo ei ole vaiheen absoluuttinen muutos, vaan sen muutos suhteessa edelliseen arvoon.
Elektroniikkapiiriä, joka saa moduloidun a altomuodon vaihekulman (suhteessa moduloimattomaan kantoa altoon) muuttumaan moduloivan signaalin mukaisesti, kutsutaan vaihemodulaattoriksi.
Tällaisia kuvia on kehitetty monen tyyppisiä. Yksinkertainen modulaattoripiiri sisältää varicapin - diodin, joka pystyy muuttamaan liitoskapasitanssia ohjausjännitteen vaikutuksesta. Tässä piirissä moduloiva jännite muuttaa varicapin kapasitanssia. Vaihesiirto riippuu tämän diodin kapasitanssin suhteellisesta arvosta ja kuormitusresistanssista R.
Tämä siirto riippuu siis moduloivasta jännitteestä. Tämä aiheuttaa radiosignaalin vaihemodulaation. Tällainen siirtymä liittyy kuitenkin epälineaarisesti moduloivaan jännitteeseen, varicapin kapasitanssi on epälineaarisesti suhteessa moduloivaan jännitteeseen, mikä aiheuttaa lisäongelmia vaihemodulaattoreiden suunnittelussa.
Puhtaassa muodossaan vaihemodulaatiota ei ole käytetty laaj alti sen luontaisen vakavan haittapuolen - alhaisen kohinansietokyvyn - vuoksi.