Como sabe, una señal de radiofrecuencia consta de una portadora, que se basa en la emisión de radio en forma de una oscilación armónica simple u (t)=U cos (ωt + φ). De esto se deduce que hay tres parámetros independientes en la señal de frecuencia portadora, actuando sobre los cuales es posible capturar cambios en la señal de control.
Esto implica la posibilidad de tres tipos: amplitud (AM), frecuencia (FM) y modulación de fase (PM).
La modulación de fase es un método de transmisión de información analógica o digital cambiando el ángulo inicial (fase) φ0 de la frecuencia portadora de la señal transmitida.
Con él, la fase φ(t) depende de la amplitud de la señal de control (moduladora), es decir φ(t)=ω0t + Δφ∙sinΩt + φ0==φ0 + ke (t), donde k es el factor de proporcionalidad.
Una señal modulada en fase generalmente se describe mediante la expresión u (t)=Un sin [ωt + φ (t)].
Al modular con un tono [e (t)=E sen Ωt] tenemos: φ(t)=φ0 + kE sen Ωt=φ 0 +Δφmaxsin Ωt.
Después de sustituir el valor de φ(t) en la ecuación de la señal modulada en fase, obtenemos u (t)=Un sin (ω n t + φ0 + Δφmax sin Ωt), donde Δφmax es el cambio de fase máximo proporcional a la amplitud del voltaje de control. Δφmaxtambién se denomina índice de modulación angular y se denota por m.
Como puede ver, en FM m=Δφmax =kE. El valor instantáneo del ángulo de fase variable en el tiempo Θ (t) es Θ (t)=ωn t + φ0 + msen Ωt, entonces ω=d Θ (t)/dt=ωn + mΩ cosΩt, donde mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n =kEΩ - desviación de frecuencia máxima de ωnen PM, directamente proporcional a la amplitud y frecuencia de la oscilación de modulación.
Así, con PM, el índice de modulación, que caracteriza el máximo cambio de fase, es proporcional a la amplitud de la señal de control y no depende de la frecuencia de modulación. El cambio de frecuencia relativo al valor promedio (desviación) cambia en proporción directa a la amplitud y frecuencia del voltaje de modulación.
Dependiendo de las condiciones de uso, la modulación de fase tiene varias variedades. Uno de ellos, en particular, es la modulación por desplazamiento de fase relativa.
De esta forma, dependiendo de la señal de modulación, solo cambia la fase de la señal, y la frecuencia yamplitud permanece sin cambios. Con OFM, el valor de la información no es el cambio absoluto en la fase, sino su cambio relativo al valor anterior.
El circuito electrónico que hace que el ángulo de fase de la forma de onda modulada (en relación con la portadora no modulada) cambie de acuerdo con la señal de modulación se denomina modulador de fase.
Se han desarrollado muchos tipos de este tipo de imágenes. Un circuito modulador simple contiene un varicap, un diodo capaz de cambiar la capacitancia de la unión bajo la acción de un voltaje de control. En este circuito, el voltaje de modulación cambia la capacitancia del varicap. El cambio de fase depende del valor relativo de la capacitancia de este diodo y la resistencia de carga R.
Por lo tanto, este cambio depende del voltaje de modulación. Esto es lo que provoca la modulación de fase de la señal de radio. Sin embargo, tal cambio no está relacionado linealmente con el voltaje de modulación, la capacitancia del varicap no está relacionado linealmente con el voltaje de modulación, lo que crea problemas adicionales en el diseño de moduladores de fase.
En su forma pura, la modulación de fase no se ha utilizado mucho debido a su grave inconveniente inherente: baja inmunidad al ruido.
