Faasismodulaatio

Faasismodulaatio on modulaatiotekniikka, jossa kantosignaalin faasia muutetaan sen mukaan, mitä modulaattorina käytetty signaalikuva arvioi. Amplitudi säilyy käytännössä vakaana, jolloin informaation välittäminen perustuu faasin vaihteluun. Kun modulaattorisignaali m(t) kasvaa tai pienenee, kantosignaalin faasi siirtyy correspondingly.

Matemaattisesti faasmodulaatio voidaan kirjoittaa s(t) = Ac cos(ωc t + β m(t)), jossa Ac on kantosignaalin amplitudi, ωc sen kulmataajuus ja β on faasin muutosnopeus per yksikkö m(t). Tällöin modu­laation aikainen faasinmuutos on suoraan kytketty modulaattorisignaaliin. Informaation esiintyminen välitettävään signaaliin tulee siten faasin ajallisesta muutoksesta, ei amplitudista.

Frekvenssimaailmassa faasmodulaatio on läheistä sukua frekvenssimodulaatiolle (FM). Erona on, että PM:n faasin muutos on suoraan m(t):n arvo, kun taas FM:ssa taajuuspoikkeama on suoraan m(t):n arvo. Tämä tarkoittaa, että PM:llä taajuusvaihtelu on m(t):n muutosnopeuden eli dm/dt:n funktio, ja sin­kreetiselle taajuudelle syntyy riippuvuus dm/dt:stä. Esimerkiksi siniaallolla m(t) = Am cos(Ωm t) ilmenevä PM tuottaa sivuaalloja, joiden teholliset vahvuudet määritellään Bessel-funktioilla β:n mukaan.

Sovelluksissa PM yhdistetään usein jatkuvaan faasivyöhykkeeseen ja sitä käytetään sekä analogisessa että digitaalisessa radio- ja vedenjaksoissa. Digitaalissa modulaatioissa faasmodulaatio ilmenee PSK- (Phase Shift Keying) ja DPSK-tekniikoissa; yleisiä esimerkkejä ovat QPSK ja muut CPM-tyypit. Demodulaatio vaatii koherenttia vastaanottoa tai arvcin demodulaattoria, jossa faasin arvoa verrataan tunnettuun lokaliseen kantaan.

Yhteenvetona faasismodulaatio tarjoaa keinon välittää informaatiota muuttamalla signaalin faasia, säilyttäen amplitudin vakaana ja korostaen signaalin koherenssia ja läpinäkyvyyttä vaativissa sovelluksissa.