Phasenmodulationsverfahren

Phasenmodulation (PM) ist ein Modulationsverfahren, bei dem die Phasenlage eines Trägers durch ein Modulatorsignal verändert wird. Der modulierte Träger lässt sich allgemein schreiben als s(t) = A cos(ω_c t + φ(t)), wobei A die Amplitude, ω_c der Trägerwinkel und φ(t) die zeitlich variable Phasenführung ist. Bei idealer PM bleibt die Amplitude konstant, während die Phase proportional zum Modulatorsignal m(t) verändert wird.

Bei analoger PM gilt φ(t) = k_p m(t), wobei k_p der Phasenmodulationsindex ist. Die momentane Frequenz ergibt sich aus f_i(t) = f_c + (1/2π) dφ/dt = f_c + (k_p/2π) dm/dt. Damit liegt die Frequenzabweichung in der Ableitung des Modulatorsignals. Im Vergleich dazu moduliert die Frequenzmodulation (FM) die Frequenz durch das Integral des Modulatorsignals, nämlich φ(t) = ∫ 2π f_Δ m(t) dt.

Digital oder schrittweise moduliert, wird PM oft als Phasenverschiebung genutzt, bekannt als Phasen-Shift-Keying (PSK) wie BPSK oder QPSK. Damit wird die Information durch diskrete Phasenwerte codiert, wobei das Trägersignal koherent detektiert werden muss.

Bandbreite und Spektrum: Für eine periodische oder sinusförmige Modulation kann PM ähnliche Spektralverbreiterung wie FM zeigen. Die maximale Phasenabweichung β und deren Frequenzinhalt bestimmen grob die benötigte Bandbreite, oft approximiert durch ähnliche Regeln wie Carson.

Demodulation erfolgt typischerweise kohärent über Phasen- oder Frequenzdiskriminatoren oder PLL-basierte Verfahren. Anwendungen finden sich in analogen Fernmeldesystemen sowie in digitalen Modulationsschemas wie PSK, CPM oder anderen kontinuumsmodulationsbasierten Techniken.

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