Como você sabe, um sinal de radiofrequência consiste em uma portadora, que é baseada na emissão de rádio na forma de uma oscilação harmônica simples u (t)=U cos (ωt + φ). Segue-se daí que existem três parâmetros independentes no sinal de frequência portadora, atuando sobre os quais é possível capturar mudanças no sinal de controle.
Isto implica a possibilidade de três tipos: amplitude (AM), frequência (FM) e modulação de fase (PM).
Modulação de fase é um método de transmissão de informação analógica ou digital alterando o ângulo inicial (fase) φ0 da frequência portadora do sinal transmitido.
Com ele, a fase φ(t) depende da amplitude do sinal de controle (modulação), ou seja, φ(t)=ω0t + Δφ∙sinΩt + φ0==φ0 + ke (t), onde k é o fator de proporcionalidade.
Um sinal modulado em fase é geralmente descrito pela expressão u (t)=Un sin [ωt + φ (t)].
Ao modular com um tom [e (t)=E sen Ωt] temos: φ(t)=φ0 + kE sen Ωt=φ 0 +Δφmaxsen Ωt.
Após substituir o valor de φ(t) na equação do sinal modulado em fase, obtemos u (t)=Un sin (ω n t + φ0 + Δφmax sin Ωt), onde Δφmax é a mudança de fase máxima proporcional à amplitude da tensão de controle. Δφmaxé também chamado de índice de modulação angular e denotado por m.
Como você pode ver, em FM m=Δφmax =kE. O valor instantâneo do ângulo de fase variável no tempo Θ (t) é Θ (t)=ωn t + φ0 + msin Ωt, então ω=d Θ (t)/dt=ωn + mΩ cosΩt, onde mΩ=ΔφmaxΩ=Δ ω n =kEΩ - desvio máximo de frequência de ωnem PM, diretamente proporcional à amplitude e frequência da oscilação modulante.
Assim, com PM, o índice de modulação, que caracteriza a mudança de fase máxima, é proporcional à amplitude do sinal de controle e independe da frequência de modulação. A mudança na frequência em relação ao valor médio (desvio) muda em proporção direta à amplitude e frequência da tensão modulante.
Dependendo das condições de uso, a modulação de fase possui diversas variedades. Uma delas, em particular, é a codificação de mudança de fase relativa.
Nesta forma, dependendo do sinal modulante, apenas a fase do sinal muda, e a frequência eamplitude permanecem in alteradas. Com OFM, o valor da informação não é a mudança absoluta na fase, mas sua mudança em relação ao valor anterior.
O circuito eletrônico que faz com que o ângulo de fase da forma de onda modulada (em relação à portadora não modulada) mude de acordo com o sinal modulante é chamado de modulador de fase.
Muitos tipos de tais imagens foram desenvolvidos. Um circuito modulador simples contém um varicap - um diodo capaz de alterar a capacitância da junção sob a ação de uma tensão de controle. Neste circuito, a tensão modulante altera a capacitância do varicap. A mudança de fase depende do valor relativo da capacitância deste diodo e da resistência de carga R.
Assim, este deslocamento depende da tensão modulante. Isso é o que causa a modulação de fase do sinal de rádio. No entanto, tal deslocamento é não linearmente relacionado à tensão de modulação, a capacitância do varicap é não linearmente relacionada à tensão de modulação, o que cria problemas adicionais no projeto de moduladores de fase.
Em sua forma pura, a modulação de fase não tem sido amplamente utilizada devido à sua séria desvantagem inerente - baixa imunidade a ruídos.
