位相変調

位相変調（PM）は、通信信号を送信用に調整するための信号変調方式です。搬送波の瞬時位相の変化としてメッセージ信号を符号化します。位相変調は、周波数変調と並んで、角度変調の2つの主要な形式の1つです。

位相変調では、ベースバンド信号の瞬時振幅が搬送波信号の位相を変化させ、搬送波信号の振幅と周波数を一定に保ちます。搬送波信号の位相は、メッセージ信号の信号レベル（振幅）の変化に合わせて変調されます。搬送波信号のピーク振幅と周波数は一定に保たれますが、メッセージ信号の振幅が変化すると、搬送波の位相もそれに合わせて変化します。

位相変調は、 Wi-Fi、GSM、衛星テレビなど、幅広い技術の基盤となる多くのデジタル伝送符号化方式に不可欠な要素です。しかし、受信機に比較的複雑な回路が必要となるため、音声信号に付加的な利点がないことから、電波によるアナログ音声信号の伝送には広く用いられていません。また、ヤマハDX7などのデジタルシンセサイザーでは、 FM合成を実現するために信号や波形の生成に用いられています。位相歪みと呼ばれる関連タイプの音源合成は、カシオCZシンセサイザーで使用されています。

一般的に、正弦波搬送波のアナログ変調プロセスは、次の式で表すことができます。^{[ 1 ]}

${\displaystyle m(t)=A(t)\cdot \cos(\omega t+\phi (t))\,}$。

A(t)は正弦波搬送波の時間変化する振幅を表し、コサイン項はその角周波数における搬送波を表す。${\displaystyle \omega }$、そして瞬間位相偏差${\displaystyle \phi (t)}$この説明では、振幅変調と角度変調という2つの主要な変調方式が直接的に示されています。振幅変調では角度項は一定に保たれますが、角度変調ではA(t)項が一定であり、式の第2項は変調メッセージ信号と関数関係にあります。

瞬時位相の式を含むコサイン項の関数形式${\displaystyle \omega t+\phi (t)}$その議論では、角度変調の2つのタイプ、周波数変調（FM）と位相変調（PM）の区別が示されています。^{[ 2 ]}

FM方式では、メッセージ信号によって搬送波周波数が変化する。これらの変化は、変調波の周波数と振幅の両方によって制御される。

位相変調では、瞬間的な位相偏差${\displaystyle \phi (t)}$搬送波の位相角は変調波形によって制御され、主周波数が一定に保たれる。

原理的には、周波数変調または位相変調における変調信号は、アナログ信号であってもデジタル信号であってもよい。

スペクトル挙動の数学的解析から、特に注目すべき2つの領域が明らかになった。

変調指数は、変調された変数が非変調レベルからどれだけ変動しているかを示す指標です。これは搬送波信号の位相の変動と関連しています。

${\displaystyle h=\Delta \theta ,}$

どこ${\displaystyle \Delta \theta }$はピーク位相偏差です。周波数変調の変調指数と比較してください。

• 自動周波数制御
• 変調球
• 極性変調
• ポッケルス効果位相変調を用いた電気光学変調器による単色波へのサイドバンド印加