Fasemodulatie

Fasemodulatie (PM) is een vorm van hoekmodulatie waarbij de fase van een draaggolf wordt gewijzigd door een boodschapsignaal. De draaggolf kan worden geschreven als s(t) = A cos(ωc t + φ(t)), waarbij φ(t) de fasetoename is. In de meest eenvoudige vorm geldt φ(t) = φ0 + kp m(t), waarbij m(t) het boodschapsignaal is en kp de fasegevoeligheid in rad per eenheid van m(t). De instantaneous frequency f_i(t) is f_c + (kp/2π) dm/dt, wat betekent dat de frequentieverschuiving afhangt van de afgeleide van het boodschapsignaal.

PM versus FM: bij frequentiemodulatie is s(t) = A cos(ωc t + β ∫ m(τ) dτ), dus FM modificeert de fase via de integrale van het boodschapsignaal. PM kan worden gezien als FM met een modulatie-signaal dat direct in de fase wordt geplaatst. Beide zijn vormen van angle modulation en hangen sterk af van de aard van het modulerende signaal.

Eigenschappen: fasemodulatie heeft doorgaans een constante draaggolven-amplitude, waardoor het envelope-robust is en geschikt is voor digitale en coherente transmissie. De spectrale inhoud bevat zijbanden die afhangen van de modulatie-index en van het spectra van m(t). In digitale toepassingen komt PM vaak uit in de PSK-familie (zoals BPSK, QPSK, 8-PSK), waar discrete faseschakelingen worden gebruikt.

Toepassingen en implementatie: PM wordt toegepast in zowel analoge als digitale communicatiesystemen. Modulatie vindt plaats met technieken zoals VCO’s, varicaps en digitale signaalverwerking. Demodulatie vereist meestal coherente detectie en carrier recovery (bijv. via een phase-locked loop of DSP-algoritmen), vanwege de cruciale rol van faseverschuiving terwijl amplitudevervorming mogelijk storend is. Voordelen zijn onder meer efficiënt gebruik van vermogen en robuustheid tegen amplitudeverstoringen; nadelen omvatten complexiteit van demodulatie en gevoeligheid voor fase-noise.