Come sapete, un segnale a radiofrequenza è costituito da una portante, che si basa sull'emissione radio sotto forma di una semplice oscillazione armonica u (t)=U cos (ωt + φ). Ne consegue che ci sono tre parametri indipendenti nel segnale di frequenza portante, agendo sui quali è possibile catturare le variazioni del segnale di controllo.
Ciò implica la possibilità di tre tipi: ampiezza (AM), frequenza (FM) e modulazione di fase (PM).
La modulazione di fase è un metodo per trasmettere informazioni analogiche o digitali modificando l'angolo iniziale (fase) φ0 della frequenza portante del segnale trasmesso.
Con esso, la fase φ(t) dipende dall'ampiezza del segnale di controllo (modulante), cioè φ(t)=ω0t + Δφ∙sinΩt + φ0==φ0 + ke (t), dove k è il fattore di proporzionalità.
Un segnale a modulazione di fase è generalmente descritto dall'espressione u (t)=Un sin [ωt + φ (t)].
Modulando con un tono [e (t)=E sin Ωt] abbiamo: φ(t)=φ0 + kE sin Ωt=φ 0 +Δφmaxpeccato Ωt.
Dopo aver sostituito il valore di φ(t) nell'equazione del segnale modulato in fase, otteniamo u (t)=Un sin (ω n t + φ0 + Δφmax sin Ωt), dove Δφmax è la variazione di fase massima proporzionale all'ampiezza della tensione di controllo. Δφmaxè altrimenti chiamato indice di modulazione angolare e indicato con m.
Come puoi vedere, a FM m=Δφmax =kE. Il valore istantaneo dell'angolo di fase variabile nel tempo Θ (t) è Θ (t)=ωn t + φ0 + msin Ωt, quindi ω=d Θ (t)/dt=ωn + mΩ cosΩt, dove mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n =kEΩ - deviazione di frequenza massima da ωna PM, direttamente proporzionale all'ampiezza e alla frequenza dell'oscillazione modulante.
Così, con PM, l'indice di modulazione, che caratterizza il massimo cambio di fase, è proporzionale all'ampiezza del segnale di controllo e non dipende dalla frequenza di modulazione. La variazione di frequenza relativa al valore medio (deviazione) cambia in proporzione diretta all'ampiezza e alla frequenza della tensione modulante.
A seconda delle condizioni d'uso, la modulazione di fase ha diverse varietà. Uno di questi, in particolare, è il key shift relativo di fase.
In questa forma, a seconda del segnale modulante, cambia solo la fase del segnale e la frequenza el'ampiezza rimane invariata. Con OFM, il valore dell'informazione non è la variazione assoluta della fase, ma la sua variazione relativa al valore precedente.
Il circuito elettronico che fa cambiare l'angolo di fase della forma d'onda modulata (rispetto alla portante non modulata) in base al segnale modulante è chiamato modulatore di fase.
Sono stati sviluppati molti tipi di tali immagini. Un semplice circuito modulatore contiene un varicap, un diodo in grado di modificare la capacità di giunzione sotto l'azione di una tensione di controllo. In questo circuito, la tensione modulante cambia la capacità del varicap. Lo sfasamento dipende dal valore relativo della capacità di questo diodo e dalla resistenza di carico R.
Quindi, questo spostamento dipende dalla tensione modulante. Questo è ciò che provoca la modulazione di fase del segnale radio. Tuttavia, tale spostamento non è correlato in modo lineare alla tensione modulante, la capacità del varicap è correlata in modo non lineare alla tensione modulante, il che crea ulteriori problemi nella progettazione dei modulatori di fase.
Nella sua forma pura, la modulazione di fase non è stata ampiamente utilizzata a causa del suo grave inconveniente intrinseco: bassa immunità ai disturbi.
