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{{NoteTA|G1=Communication}}
{{about|模拟调制|数字信号的版本|相位偏移調變}}
{{Modulation techniques}}

[[File:Phase-modulation.gif|333px|thumb|right|調製波（{{font color|blue|'''藍'''}}）調製載波（{{font color|red|'''紅'''}}）生成PM信號（{{font color|green|'''綠'''}}）。{{center| {{nobr|{{math|&nbsp; ''g''(''t'') {{=}} {{sfrac| ''π'' |2}}×sin[ 2×2''π t''  +  {{sfrac| ''π'' |2}}×sin( 3×2''π t'' ) ] &nbsp;}} }} }}]]

'''調相'''（英語：'''Phase Modulation'''，縮寫：'''PM），又稱相位調變'''，是一種以[[载波]]的[[瞬時頻率|瞬时相位]]變化來表示[[信息]]的[[調變]]方式。

相位调制广泛用于发射[[无线电]]波，并且是大量技术（如Wifi、GSM和卫星电视）背后的许多数字传输编码方案的一部分。

在{{le|数字合成器|digital synthesizer}}中，PM用来产生信号和波形，例如在{{le|Yamaha DX7|Yamaha DX7}}中实现了{{le|调频合成|FM synthesis}}。相关的一种声音合成叫做{{le|相位失真合成|phase distortion synthesis|相位失真}}用于{{le|卡西欧CZ合成器|Casio CZ synthesizers}}。

==性質==
#相位調變的傳送功率具有恆定性
#*對於任何時間<math>t</math>，以及任何敏感性因數<math>k</math>，相位調變的振幅都會等於載波振幅。所以，由此可知，在相位調變中，若假設負載電阻是1歐姆，那麼平均傳送功率是一個常數:
#::<math>P_{av}=\frac{1}{2}*{A_c}^2</math>
#相位調變過程的非線性性質
#*相位調變的波並不滿足疊加性原理。假設一資訊訊號<math>m(t)</math>可以表示為:
#::<math>m(t)=m_1(t)+m_2(t)</math>
#:另外，再假設<math>m(t)</math>、<math>m1(t)</math>以及<math>m2(t)</math>產生的PM波分別是<math>s(t)</math>、<math>s1(t)</math>、<math>s2(t)</math>，那麼我們便可以將以上的PM波如此表示:
#::<math>s(t)=A_ccos[2{\pi}f_ct+k_p(m_1(t)+m_2(t))]</math>
#::<math>s_1(t)=A_ccos[2{\pi}f_ct+k_pm_1(t)]</math>
#::<math>s_2(t)=A_ccos[2{\pi}f_ct+k_pm_2(t)]</math>
#:那麼，我們可以發現，由於
#::<math>s(t){\neq}s_1(t)+s_2(t)</math>
#:所以相位調變的波不滿足疊加原理。
#:相位調變的非線性性質讓PM波的頻譜分析與雜訊分析變得更加複雜，正因為此，相位調變可以很好地對抗雜訊。
#零相交的不規律性
#:零相交(zero-crossing)是指，在時間軸上，波的振幅由正變成負或由負變成正的瞬間。而一個PM波的零相交，並沒有規律性存在。事實上，相位調變波這樣的零相交不規律性，是因為調變過程的非線性性質所致。
#資訊波形難以形象化
#:對於調幅，只要調變百分比小於百分之百，便可以將調變波的波封視為資訊波。但是，在相位調變中並無法如此行。事實上，在相角調變波裡難以形象化資訊波形，是因為相位調變波的非線性性質所致。
#可以透過增加傳輸頻寬，來交換雜訊性能表現
#:和調幅相比，相位調變一個非常好的優點是，它可以改善雜訊性能。之所以會有這樣的優點是因為，對於相加性雜訊，如果是調變一個弦載波的相角，那麼便會比調變一個弦載波的振幅，傳送資訊訊號時較不敏感。但是，這樣雜訊性能的改善，是透過犧牲相位調變所需的一個傳輸頻寬來達成的。亦即，相位調變可以利用增加傳輸頻寬來換得雜訊性能改善的效果，相較之下，在調幅中，沒有這樣的交換可能。

==理论==
PM将[[解析信号|复包络]]的相角改变得与消息信号成正比。

假定要发送的信号（称为调制信号或消息信号）是 <math>m(t)</math>，信号调制的载波为
:<math>c(t) = A_c\sin\left(\omega_\mathrm{c}t + \phi_\mathrm{c}\right).</math>
注释：
:载波(时间) = (载波振幅)*sin(载波频率*时间 + 相移)

这使得已调信号为
:<math>y(t) = A_c\sin\left(\omega_\mathrm{c}t + m(t) + \phi_\mathrm{c}\right).</math>
这说明了 <math>m(t)</math> 如何调制相位 - 在某一时间点的 m(t) 越大，该点调制信号的频移越大。它也可以看成是改变了载波信号的频率，于是当频率调制表示为相位调制对时间求导时，相位调制就可以认为是频率调制的一种特殊情形。

调制信号在这里可以是
:<math>m(t) = \cos\left(\omega_\mathrm{c} t + k\omega_\mathrm{m}(t)\right)\ </math>

[[谱密度|频谱]]特性的数学运算表明有两个区域尤其值得关注：
*对于[[振幅]]小的信号，PM与[[振幅調變]]（AM）类似，并且很遗憾[[基带]][[带宽]]会加倍和效率也不高。
*对于单一[[正弦曲線|正弦]]大信号，PM与FM类似，它的带宽约为
::<math>2\left(h + 1\right)f_\mathrm{M}</math>,
:其中 <math>f_\mathrm{M} = \omega_\mathrm{m}/2\pi</math> 而 <math>h</math> 是后文会定义的调制指数。这也被称为PM的[[卡森带宽法则]]。

==调制指数==
同其他{{le|调制指数|modulation index}}一样，这个量表示调制变量在未调制水平附近变化的范围。它涉及到载波信号的相位变化：
:<math> h\, = \Delta \theta\,</math>,
其中 <math>\Delta \theta</math> 是峰值相位偏差。与[[频率调制]]中的调制指数形成对比。
<!-- in anolog communication . phase modulation how to change phase of carrier with accordance modulating signal-->
<!-- the above text makes no sense. I do not understand why it is there.-->

==参见==
* {{le|角度调制|Angle modulation}}
* {{le|自动频率控制|Automatic frequency control}}
* [[調變]]条目中有一系列其他调制方法
* {{le|极性调制|Polar modulation}}
* {{le|电光调制器|Electro-optic modulator}}，应用边带到单色波的普克尔效应相位调制

{{DEFAULTSORT:相位调制}}
[[Category:無線電調製模式]]