相位調(diào)制類似于頻率調(diào)制，是數(shù)字通信系統(tǒng)中的一種重要技術(shù)。
我們都聽說過調(diào)幅（AM）收音機和調(diào)頻（FM）收音機。但是，相位調(diào)制似乎屬于不同的范疇——“PM 收音機”絕不是一個常見的術(shù)語。事實證明，相位調(diào)制在數(shù)字射頻的背景下更具相關(guān)性。在某種程度上，我們可以說 PM 收音機與 FM 收音機一樣常見，因為相位調(diào)制和頻率調(diào)制之間幾乎沒有區(qū)別。FM 和 PM 最好被視為角度調(diào)制的兩個密切相關(guān)的變體，其中“角度”是指對傳遞給正弦或余弦函數(shù)的量的修改。

數(shù)學(xué)原理

我們在上一頁中看到，頻率調(diào)制是通過將基帶信號的積分加到正弦或余弦函數(shù)的自變量（其中正弦或余弦函數(shù)表示載波）上來實現(xiàn)的：

不過，你會記得，我們是先討論了相位調(diào)制，然后才引入頻率調(diào)制的：加入基帶信號本身（而不是基帶信號的積分），會導(dǎo)致相位根據(jù)基帶值而變化。因此，相位調(diào)制實際上比頻率調(diào)制更簡單一些。

與頻率調(diào)制一樣，我們可以使用調(diào)制指數(shù)來使相位變化對基帶值的變化更加敏感：

如果我們考慮一個單頻基帶信號，相位調(diào)制和頻率調(diào)制之間的相似性就變得很明顯了。假設(shè)xBB(t) = sin(ωBBt)。正弦的積分是負余弦（加上一個常數(shù)，我們可以忽略它）——換句話說，積分只是原始信號的時間位移版本。因此，如果我們使用此基帶信號進行相位調(diào)制和頻率調(diào)制，則調(diào)制波形之間的唯一差異將是基帶值與載波變化之間的對齊方式；而變化本身是相同的。在下一節(jié)中，我們將查看一些時域圖，這將更加清晰。

重要的是要記住，我們處理的是瞬時相位，就像頻率調(diào)制基于瞬時頻率的概念一樣?！跋辔弧币辉~相當(dāng)模糊。一個熟悉的意思是指正弦波的初始狀態(tài)；例如，“正常”的正弦波從零值開始，然后增加到其最大值。在其周期中不同點開始的正弦波具有相位偏移。我們也可以將相位視為完整波形周期的一個特定部分；例如，在π/2的相位處，正弦波已完成其周期的四分之一。

當(dāng)我們處理一個隨基帶波形連續(xù)變化的相位時，這些對“相位”的解釋并不能給我們太多幫助。相反，我們使用瞬時相位的概念，即某一給定時刻的相位，它對應(yīng)于（在某一給定時刻）傳遞給三角函數(shù)的值。我們可以將這些瞬時相位的連續(xù)變化視為將載波值“推”得更遠或更接近波形的前一狀態(tài)。

還有一件事要記?。喝呛瘮?shù)，包括正弦和余弦，都是在角度上操作的。改變?nèi)呛瘮?shù)的自變量相當(dāng)于改變角度，這解釋了為什么調(diào)頻和調(diào)相都被描述為角度調(diào)制。

時域分析
我們將使用與調(diào)頻討論中相同的波形，即10 MHz的載波和1 MHz的正弦基帶信號：

這是我們在上一頁中看到的調(diào)頻波形（m=4）：

我們可以通過以下方程來計算調(diào)相波形，其中添加到載波波形自變量中的信號使用正弦（即原始信號）而不是負余弦（即原始信號的積分）。

這是調(diào)相波形圖：

在討論之前，我們先來看一個顯示調(diào)頻波形和調(diào)相波形的圖：

首先，從視覺角度來看，調(diào)頻比調(diào)相更直觀——調(diào)制波形的高頻和低頻部分與基帶值的高低之間存在明顯的視覺聯(lián)系。而在調(diào)相中，基帶波形與載波行為之間的關(guān)系可能并不明顯。然而，經(jīng)過仔細觀察，我們可以看到調(diào)相載波頻率對應(yīng)于基帶波形的斜率；在xBB最陡的正斜率期間出現(xiàn)最高頻部分，在xBB最陡的負斜率期間出現(xiàn)最低頻部分。

這是有道理的：回想一下，頻率（作為時間的函數(shù)）是相位（作為時間的函數(shù)）的導(dǎo)數(shù)。在相位調(diào)制中，基帶信號的斜率決定了相位變化的快慢，而相位變化的速度相當(dāng)于頻率。因此，在調(diào)相波形中，高基帶斜率對應(yīng)于高頻，低基帶斜率對應(yīng)于低頻。在調(diào)頻中，我們使用xBB的積分，其效果是將高頻（或低頻）載波部分轉(zhuǎn)移到基帶波形的高（或低）斜率部分之后的基帶值上。前面的時域圖證明了之前所說的內(nèi)容：調(diào)頻和調(diào)相非常相似。因此，調(diào)相在頻域中的效果與調(diào)頻相似也就不足為奇了。以下是使用上述載波和基帶信號的調(diào)相頻譜圖：

頻域分析

總結(jié)
調(diào)相是通過將基帶信號添加到表示載波的正弦或余弦函數(shù)的自變量中來計算的。
調(diào)制指數(shù)使相位變化對基帶信號的行為更加敏感或不太敏感。
調(diào)相在頻域中的效果與調(diào)頻相似。
模擬調(diào)相并不常見，但數(shù)字調(diào)相卻得到了廣泛應(yīng)用。