vaiheenmodulaatio

Vaiheenmodulaatio (PM, phase modulation) on modulaatiotekniikka, jossa kantosignaalin vaihetta muutetaan tiedon signaalin mukaisesti. Lähetetty signaali voidaan esittää muodossa s(t) = A_c cos(ω_c t + φ(t)), missä φ(t) on modulaatiovaihe. PM:ssa tavallinen muunnos on φ(t) = φ_0 + k_p m(t), jossa m(t) on informaatiovirta ja k_p on vaihekompetenssin tai modulaatiokannan vakio.

Jos m(t) on jaksollinen A_m cos(ω_m t), modulaatioindeksi β = k_p A_m määrittää sivuaaltojen voimakkuuden. PM:n spektri voidaan esittää Bessel-funktioiden avulla: s(t) voidaan laajentaa useiden sivuaaltojen summana, joilla on taajuudet ω_c ± n ω_m ja joiden amplitudit riippuvat β:stä. Pienellä β-arvolla sivuaaltojen määrä on rajoitettu.

Suhde FM:iin. Väite, jonka mukaan PM ja FM ovat läheisesti yhteydessä, perustuu siihen, että instantaneous frequency on ω_i(t) = ω_c + dφ/dt. Jos m(t) muuttuu hitaasti suhteessa kantosignaaliin, PM voi käyttäytyä sekä DC- että sivuaaltospektrissä samankaltaisesti kuin FM, mutta ne eroavat siinä, miten informaatiota kerrytetään vaiheeseen tai kokonaisuuden asetettavaan taajuusvaihteluun.

Käyttö ja toteutus. Analogisessa PM:ssä modulaatio toteutetaan muuttamalla VCO:n tai viestin vaihejohtoa. Digitaalissa PM:n muunnokset ilmenevät osallistuvina faseikkain 2- tai useannella vaiheen tilakuvana PSK-, QPSK- ja MSK-modulaatioissa. PM tarjoaa usein vakaan amplitudin, mikä soveltuu tehokkaaseen suodatukseen ja vastustuskykyyn amplitudivaihteluille. PM on keskeinen osa monia langattomia ja satelliittiviestintäjärjestelmiä sekä eräissä digitaalisissa modulaatiojärjestelmissä.