2) Фазова маніпуляція сигналів

При фазовій маніпуляції (ФМн) (Phase Shift Keyng, PSK ) або двійкової фазової маніпуляції (ДФМн) (Binary PSK, DPSK ) логічні рівні цифрового сигналу передаються за допомогою двох фаз, рознесених на кут  радіан, як показано на рис. 5. Тут поява логічної «1» викликає передачу ФМн- сигналу з нульовою фазою, а логічного «0» – з фазою . Сигналом, що модулює, у цьому випадку є періодична послідовність прямокутних відеоімпульсів , наприклад, виду (3б). Вираз для опису вихідного коливання має вигляд

,

де  – девіація фази або індекс модуляції.

Рис. 5. Двійкова фазова маніпуляція

При фазовій модуляції періодичною послідовністю прямокутних відеоімпульсів ( , наприклад, виду (3б) ) спектр сигналу обчислюється по співвідношенню:

.

Таким чином, спектр ФМн- сигналу аналогічний спектрові АМн- сигналу (заснований на балансовій модуляції), до якого додана додаткова складова на частоті несучої, симетрично від якої розташовуються бічні складові, віддалені на частотні інтервали, кратні частоті маніпуляції . При фазовій модуляції періодичною послідовністю прямокутних імпульсів має місце наступне:

- ширина спектра ФМн дорівнює ширині спектра АМн і не залежить від індексу модуляції;

- амплітуди бічних частот ФМн- сигналу відрізняються від аналогічних при AMн на величину .

Двійкова фазова маніпуляція зберігає ту перевагу частотної маніпуляції (ЧМн), що вона також має постійну огинаючу, але при цьому — меншу смугу частот, як АМн. Отже, ДФМн ефективна по смугових властивостях, і при наявності шумів більш стійка, чим АМн і ЧМн. Єдине, про що не слід забувати, це те, що, на відміну від двох вищезгаданих методів, для ДФМн не може бути використане некогерентне детектування.

Там, де в цифрових системах з фазовою маніпуляцією бажано перебороти обмеження, зв'язані з необхідністю застосування когерентного детектування, використовується відносна фазова маніпуляція (ОФМн) (differential phase shift keying DPSK ) або диференціальна фазова маніпуляція. У найпростішому виді вона виглядає так: поява двійкової «1» приводить до фазового зрушення на  радіан, тоді як двійковій «0» не викликає ніякого зрушення взагалі, або навпаки. Фаза кожного символу в приймачі порівнюється з фазою попереднього символу, тому необхідно затримувати прийнятий сигнал на час, рівний тривалості одного символу. Зміна фаз двох сусідніх імпульсів говорить про те, що прийнято «1», незмінність фази служить ознакою прийому «0». Спектр модульованого за допомогою відносної ФМн сигналу подібний спектрові сигналу з двійковою фазовою маніпуляцією.

Проблема, з якою можна зштовхнутися при використанні методу відносної фазової маніпуляції, полягає в тому, що в цьому випадку повідомлення, що складається з одних нулів, приведе до передачі сигналу з постійною фазою. Такий сигнал приймач розпізнає правильно, і на виході з'явиться потрібна послідовність символів, але при цьому відсутність переключень приведе до того, що приймач не відновить сигнал синхронізації, ув'язнений у сигналі, що передається. Тому приймач і передавач можуть розсинхронізуватися внаслідок дрейфу генератора тактових імпульсів. При наступній зміні фази інформаційного сигналу приймачеві знадобиться якийсь час, перш ніж генератор тактових імпульсів відкоректується і стане працювати синхронно з генератором тактових імпульсів передавача. Але це відбудеться тільки в тому випадку, якщо в схемі відновлення синхросигналу передбачені достатні проміжки часу для коректування синхронізації. Протягом усього цього часу на виході приймача інтервали ухвалення рішення щодо переданого символу можуть бути невірними, що приведе до помилок при наступній обробці даних.

Щоб перебороти виниклі труднощі, у модуляторах передавача звичайно використовується рандомізація даних (тобто їхній випадковий розподіл у часі), для чого застосовується спеціальний пристрій, що кодує - скремблер. Використання скремблеру запобігає передачі того самого символу протягом тривалого періоду часу.