顾名思义,相位调制,PM使用相位变化来承载调制的信息。由于相位和频率是相互关联的,这种关系延续到相位调制中,它与频率调制有许多共同点。因此,术语角度调制通常用于描述两者。
相位调制,PM有时用于模拟传输,但它已成为用于传输数据的调制方案的基础。相位键控,PSK广泛用于数据通信。相位调制也是一种称为正交幅度调制的调制形式的基础,其中相位和幅度都经过改变以提供额外的功能。
在研究相位调制之前,首先需要看相位本身。射频信号由正弦波形式的振荡载波组成,是信号的基础。瞬时振幅沿着这条曲线移动,先是正,然后是负,在一个完整的周期后回到起点——它遵循正弦波的曲线。
正弦波也可以用一个点围绕圆的运动来表示,任何给定点的相位都是起点和波形上的点之间的角度,如图所示。
此外,相位会随着时间的流逝而前进,因此可以说波形上的点之间存在相位差。
相位调制的工作原理是调制信号的相位,即改变点绕圆移动的速率。这会改变信号的相位,而不是在不应用调制的情况下。换句话说,围绕圆的旋转速度是围绕平均值进行调制的。
为此,有必要在短时间内改变信号的频率。换句话说,当对信号施加相位调制时,频率会发生变化,反之亦然。相位和频率是密不可分的,因为相位是频率的积分。
只需在集成调制信号的调制信号中添加CR网络,就可以将频率调制更改为相位调制。因此,考虑到边带、带宽等信息对于相位调制和频率调制也是如此。
对于任何时间𝑡,以及任何敏感性因数𝑘,相位调制的幅度都会等于载波幅度。所以,由此可知,在相位调制中,若假设负载电阻是1欧姆,那么平均传送功率是一个常数:
相位调制的波并不满足叠加性原理。相位调制的非线性性质让PM波的频谱分析与噪声分析变得更加复杂,正因为此,相位调制可以很好地对抗噪声。
零相交(zero-crossing)是指,在时间轴上,波的幅度由正变成负或由负变成正的瞬间。而一个PM波的零相交,并没有规律性存在。事实上,相位调制波这样的零相交不规律性,是因为调制过程的非线性性质所致。
对于调幅,只要调制百分比小于百分之百,便可以将调制波的波封视为信息波。但是,在相位调制中并无法如此行。事实上,在相角调制波里难以形象化信息波形,是因为相位调制波的非线性性质所致。
和调幅相比,相位调制一个非常好的优点是,它可以改善噪声性能。之所以会有这样的优点是因为,对于相加性噪声,如果是调制一个弦载波的相角,那么便会比调制一个弦载波的幅度,传送信息信号时较不敏感。但是,这样噪声性能的改善,是透过牺牲相位调制所需的一个传输带宽来达成的。亦即,相位调制可以利用增加传输带宽来换得噪声性能改善的效果,相较之下,在调幅中,没有这样的交换可能。
虽然相位调制用于某些模拟传输,但它作为一种数字调制形式被更广泛地使用,它在不同相位之间切换。这被称为相移键控(PSK),它有很多种。甚至可以将相移键控和幅度键控组合在一起,形成一种称为正交幅度调制 (QAM) 的调制形式。
下面的列表给出了一些使用的相移键控形式:
这些只是当今无线电通信应用中广泛使用的一些主要相位调制形式。借助当今高度软件适应的无线电通信系统,可以在不同类型的调制之间进行切换,以最好地满足当前条件。自从引入数字或数据通信以来,以相移键控形式使用相位调制的使用已经非常显着。以前,它的使用几乎没有优势。现在,它与正交幅度调制一起被广泛使用,正交幅度调制将相位元件纳入其工作和幅度。随着数据通信仅设置为增加各种形式的相位调制,或者使用相位元件的调制形式将继续增加。