Vaihemodulaatio
Vaihemodulaation käyttökohteet
Vaihemodulaatiota käytetään sekä analogia- että digitaalisignaalin siirtoon. Signaalien erilainen luonne ja tarkkuusvaatimukset johtavat helposti aivan erilaisiin modulaattoriratkaisuihin. Puheensiirrossa siirretään monitaajuinen vaihteleva-amplitudinen signaali ja modulaattorin tulisi olla lineaarinen. Digitaalisignaalin siirrossa siirrettävällä signaalilla on rajallinen määrä eri arvoja, tyypillisesti kahdesta kuuteentoista ja vastaavasti signaalilla on vastaava määrä arvoja.
Puheensiirron vaihemodulaattori
Puheensiirrossa vaihemodulaatiossa (PhM) lähetteen signaalin vaihetta siirrellään tyypillisesti ±20° suhteessa alkuperäiseen kantoaaltoon. Modulaattoria seuraa taajuuskertoja, joka lisää vaihesiirtoa kerronnan määrällä.
Vaihemodulaatio ja taajuusmodulaatio ovat määrätyllä äänitaajuudella sama asia. Moduloivan taajuuden muuttuessa niiden ero tulee esiin. Samalla modulaatiosignaalin voimakkuudella vaihemodulaatiossa taajuusdeviaatio muuttuu suoraan verrannollisena moduloivan signaalin taajuuteen ja taajuusmodulaatiossa taajuusdeviaation pysyy vakiona moduloivasta taajuudesta riippumatta. Vaihemodulaattoria voidaan käyttää taajuusmodulaattorin tilalla, kun moduloiva signaali ensin integroidaan. Yksinkertaisin integraattori on RC-alipäästösuodatin, jota käytetään sen rajataajuuden yläpuolella eli "estoalueella". Tuo tuo toiminta vastaa FM-vastaanottimen jälkikorjauspiiriä.
On huomattava, että vaihemodulaattori ei muuta vaihetta tasajännitteellä eli sitä ei voi käyttää taajuuden säätöön. Toisaalta tuo ominaisuus mahdollistaa äänitaajuusmoduloidun taajuusmodulaation signaalin kiinteätaajuisen (esim. kide-) oskillaattorin signaalista.
Digitaalisiirron vaihemodulaattori
Digitaalisignaalissa voi olla pitkiä jaksoja, jolloin signaalin arvo ei muutu. Tilanne vastaa samaa kuin modulaattoriin syötettäisiin tasajännite. Edellä esitetty puheensiirron vaihemodulaattori ei tässä mielessä ole suoraan sopiva. Toisaalta modulaattorin pitää muodostaa vain rajallinen määrä vaihesiirtoja.
Esimerkiksi PSK eli kaksivaihemodulaatio tarvitsee vain esim. vaiheet 0 ja 180 astetta. Tuollainen modulaattori vastaa signaalin etumerkin vaihtoa ja voidaan toteuttaa esim. vaiheenkääntömuuntajalla ja valintakytkimellä, jolla valitaan "+"-signaali tai "-"-signaali. Hyvin hitaalla modulaationopeudella kytkimenä on käytetty mekaanista vaihtorelettä.
QPSK eli nelivaihemodulaattori voidaan toteuttaa digitaalisesti usealla eri tavalla joko digitaalipiireillä tai signaaliprosessoreilla. Amatöörien käyttämillä modulointinopeuksilla ja kaistaleveyksillä tavallisen PC:n laskentavoima on täysin riittävä ja kaikkien vaiheensiirtoavainnusten toteuttamiseen äänitaajuudella. Äänitaajuus voidaan siirtää normaalilla SSB-lähettimellä halutulle suurtaajuudelle.
Digitaalisen vaihemoduloidun signaalin kaistaleveys määräytyy lähinnä modulaattorin avainnusnopeudesta ja vaiheensiirron nopeudesta. Siitä johtuen samalla kaistaleveydellä PSK (2-PSK) verrattuna QPSK siirtonopeus on kaksinkertainen, 8-PSK kolminkertainen ja 16-PSK nelinkertainen. Siirtonopeuden kasvattaminen vaatii signaalikohinasuhteen kasvattamista kiihtyvään tahtiin.
Vaihedemodulaattori
Vaihemoduloidun signaalin ilmaisuun voidaan käyttää samanlaista PLL:ää, kuin taajuusmoduloidun signaalinkin ilmaisuun.