Bei der Phasenmodulation wird die Phase einer Trägerwelle in Abhängigkeit vom Modulationssignal verändert. Das bedeutet, dass die Phasenverschiebung der Trägerwelle direkt proportional zur Amplitude des Modulationssignals variiert. Diese Veränderung der Phase bleibt im Verlauf des Signals erhalten und variiert im Vergleich zur ursprünglichen Trägerwelle in einem bestimmten Muster. Das Resultat ist ein sinusförmiges Signal, dessen „Versatz“ (Phase) sich laufend anpasst, ohne dass sich dabei die Amplitude des Signals ändert.
Die Phasenmodulation kann man sich bildlich als das Verschieben der Sinuskurve entlang der Zeitachse vorstellen, wobei jede Veränderung der Phase durch das Modulationssignal gesteuert wird. Je stärker die Amplitude des Modulationssignals, desto mehr verschiebt sich die Phase des Trägersignals. Dabei bleibt die Frequenz des Signals grundsätzlich konstant.
Phasenmodulation und Frequenzmodulation gehören beide zur Gruppe der Winkelmodulationstechniken, da sie beide den Winkel der Trägerwelle beeinflussen. Der Unterschied liegt darin, dass bei der Frequenzmodulation die Frequenz und bei der Phasenmodulation die Phase direkt beeinflusst wird.
Die beiden Modulationsarten stehen in einem engen Zusammenhang: Die Phasenmodulation eines Signals hat indirekt eine Veränderung der Frequenz zur Folge, und umgekehrt erzeugt die Frequenzmodulation eine Änderung der Phase. Da Frequenzänderungen letztlich auch eine Änderung der Phase bewirken, kann man Frequenzmodulation durch ein PM-System simulieren.
In technischen Systemen ist es oft möglich, FM durch PM zu realisieren, indem das Modulationssignal integriert wird. Da die Frequenzänderung die Ableitung der Phase ist, entspricht die Integration des Modulationssignals einer schrittweisen Anpassung der Phase, was die gleiche Wirkung wie Frequenzmodulation erzielt.
