La modulazione di fase (PM) è un tipo di tecnica di modulazione utilizzata nei sistemi di comunicazione che codifica le informazioni nell'angolo di fase di un segnale. È uno dei due tipi principali di modulazione angolare, l'altro è la modulazione di frequenza (FM). La PM è utilizzata in un'ampia gamma di applicazioni di comunicazione radio, tra cui la radio digitale, il radar e i sistemi satellitari.
La modulazione di fase funziona spostando l'angolo di fase del segnale in proporzione alla grandezza del segnale informativo. Il segnale informativo è solitamente un segnale binario, con uno 0 che rappresenta un angolo di fase e un 1 che rappresenta un angolo di fase diverso. Quando il segnale di informazione cambia tra 0 e 1, la fase del segnale modulato viene spostata di conseguenza.
La modulazione di fase presenta una serie di vantaggi rispetto ad altre tecniche di modulazione, come la relativa insensibilità al rumore. Ciò la rende particolarmente utile per le trasmissioni a lunga distanza, dove il rumore può degradare il segnale trasmesso. Il PM è anche relativamente efficiente, in quanto richiede meno energia per trasmettere la stessa quantità di informazioni rispetto ad altre tecniche.
Lo svantaggio principale della modulazione di fase è che può essere utilizzata solo per segnali a frequenza relativamente bassa. Ciò la rende inadatta alla trasmissione di dati ad alta velocità, dove sono preferibili altre tecniche come la modulazione di ampiezza in quadratura (QAM).
La modulazione di fase è utilizzata in numerose applicazioni di comunicazione radio, tra cui la radio digitale, i sistemi satellitari e il radar. Viene inoltre utilizzata nei modem per trasportare dati digitali sulle linee telefoniche e nei sistemi televisivi digitali.
La modulazione di fase fu proposta per la prima volta dall'ingegnere americano John R. Carson nel 1937, ma non fu ampiamente utilizzata fino agli anni '60, quando furono sviluppati i primi sistemi commerciali basati su questa tecnica.
La modulazione di fase e la modulazione di frequenza sono i due tipi principali di modulazione angolare. Le due tecniche sono simili in quanto entrambe prevedono lo spostamento della fase del segnale in proporzione alla grandezza del segnale informativo. Tuttavia, la PM è più efficiente della FM ed è anche meno sensibile al rumore.
La modulazione di fase (PM) e il Phase-Shift Keying (PMSK) sono due tecniche di modulazione strettamente correlate. La PMSK modula un segnale cambiando la fase del segnale in proporzione alla grandezza del segnale informativo, mentre la PM modula il segnale cambiando l'angolo di fase del segnale. La PMSK è più efficiente della PM e viene utilizzata per la trasmissione di dati ad alta velocità.
Nella modulazione di fase (PM), la fase dell'onda portante viene variata in base all'ampiezza del segnale modulante. Nella modulazione di frequenza (FM), la frequenza dell'onda portante viene variata in base all'ampiezza del segnale modulante.
La formula della modulazione di fase viene utilizzata per calcolare lo spostamento di fase di un segnale in funzione della frequenza. Lo spostamento di fase è la differenza di fase tra due segnali alla stessa frequenza. La formula della modulazione di fase è:
Spostamento di fase = 2πfΔθ
dove f è la frequenza del segnale e Δθ è lo spostamento di fase.
La modulazione di fase è un tipo di modulazione in cui la fase del segnale portante varia in base al segnale modulante. La quantità di spostamento di fase è direttamente proporzionale all'ampiezza del segnale modulante.
Il PM è migliore dell'FM perché è più efficiente in termini di larghezza di banda e consumo energetico. Il PM ha anche una maggiore capacità di trasmissione dati rispetto all'FM.
Esistono tre tipi di modulazione: la modulazione di ampiezza (AM), la modulazione di frequenza (FM) e la modulazione di fase (PM).