vaihemodulaatiota

Vaihemodulaatio on angle-modulaation muoto, jossa kantaa muokataan sen vaihejakauman mukaan. Perusajatus on, että kantataajuuteen kytketty vaihe φ(t) vaihtelee modulaatioviestin m(t) mukaan. Yksinkertainen malli on s(t) = A_c cos(ω_c t + φ(t)), jossa φ(t) = k_p m(t) + φ0. Tässä k_p on vaihemodulaation herkkyys (rad/v) ja φ0 vakioalkuperä.

Vaihemodulaation ominaispiirteitä. Vaiheen hetkellinen nopeus riippuu φ(t):sta dφ/dt, ja siksi instanttinen taajuus on f_i(t) = f_c + (1/2π) dφ/dt. Jos φ(t) = k_p m(t), saadaan Δf(t) = (k_p/2π) dm/dt. Toisin kuin taajuusmodulaatiossa (FM), jossa taajuus on suoraan modulaatioviestin arvo, PM seuraa viestin muotoa eikä sen suoraan arvoa. Käytännössä PM on tärkeä osa monia analogisia ja digitaalisia modu­lointi-tekniikoita; esimerkiksi monissa digitaalisen tiedonsiirtöin PSK- (phase-shift keying) ja QPSK-tyypeissä modulaatio perustuu vaiheeseen.

Modulaation laajuus ja spektri. Vaihepoikkeama Δφ_max määrittelee modulaation voimakkuuden; β_p = Δφ_max rad on vaihemodulaation indeksinä. Kun m(t) on bändirajoitettu, PM:n taajuuskaista laajenee modulaation mukana ja sen pääkapeus voidaan arvioida vastaavasti kuin FM:illä. Tällöin käyttöön liittyy sivuabihteita, joita kuvaavat laskennat, usein Bessel-funktioihin liittyen, erityisesti sinusoidisella m(t):lla.

Sovellukset. Vaihemodulaatiota käytetään sekä analogisissa että digitaalisissa järjestelmissä. Se on keskeinen osa yleistä angle-modulaatiota ja toimii perusperiaatteena monissa modulointijärjestelmissä sekä signaalinkäsittelyssä että kiinteän tai muuttuvan taajuuden kontrolloiduissa asennoissa. PM on myös taustalla monissa PSK-pohjaisissa sovelluksissa ja tarjoaa vakaata, amplitudiltaan tasaista signaalia.