Modulations- und Demodulationsgeräte variieren die Phase und Amplitude einer Wellenform (des sog. Trägersignals), um Daten zu kodieren oder die Varianz einer Wellenform zur Ableitung des Informationssignals zu erkennen. Demodulationsgeräte werden auch als Detektoren bezeichnet. Modulatoren und Demodulatoren können analog oder digital sein. Ein analoger Modulator mischt das analoge Informationssignal (das sog. Basisband) mit einem analogen Träger für die Übertragung über drahtgebundene oder drahtlose Schnittstellen. Ein Beispiel hierfür ist der UKW-Rundfunk, bei dem die Tonsignale direkt in eine Zwischenfrequenz (ZF) moduliert und zur Übertragung in eine hohe Trägerfrequenz heraufkonvertiert werden. Die digitale Modulation funktioniert ähnlich. Hier wird jedoch ein digitales Signal, das eine analoge Wellenform darstellt, auf einen oder mehrere Träger moduliert.

 

Chips, die eine analoge Modulation durchführen, sind u. a. Bauelemente, die physikalische Eigenschaften modulieren können. Dazu zählen die Amplitudenmodulation (AM), die Frequenzmodulation und die Phasenmodulation (PM). Das Modulationsmuster im Frequenzbereich kann symmetrisch zur Trägerfrequenz verlaufen oder nur auf einem Seitenband des Modulationsmusters erfolgen. Dies bezeichnet man als Einseiten- bzw. Zweiseitenbandmodulation. Die Modulationsmuster können die tatsächliche Trägerenergie unterdrücken – indem sie nur die Modulationsseitenbänder übertragen (unterdrückter Träger). Dies erhöht die Effizienz der Übertragung. Ein sehr wichtiges Merkmal dieser Modulation lautet, dass die Werte im Frequenzbereich in ein vorgegebenes Schema fallen müssen. Hierbei handelt es sich normalerweise um einen Bandpass- oder Tiefpassfilter, der verhindert, dass sich die Kanäle gegenseitig stören.

 

Digitale Modulationsverfahren verwenden Muster für die Darstellung von Bitkombinationen, sog. Symbole. Die Symbole werden als Positionen in einem Konstellationsdiagramm dargestellt. Die Quadraturamplitudenmodulation (QAM) ist ein Beispiel für ein digitales Modulationsformat, bei dem die Symbole so kodiert werden. Durch die Signalverläufe an den Punkten der Konstellation entsteht ein Augendiagramm. Rauschanteile und Kanalform können Jitter und Verzerrungen verursachen, die zu Fehlern beim Empfänger führen. Dies wird als Öffnen oder Schließen des Auges bezeichnet, wobei Fehler als Bitfehlerrate (BER) angegeben werden. Die Kompensation der Kanaleigenschaften erfolgt bei der digitalen Modulation durch Formung des Signals im Zeitbereich (sog. Entzerrung). Die Vorwärtsfehlerkorrektur (Forward Error Correction, FEC) korrigiert Fehler im empfangenen Signal, indem den Symbolcodes gezielt redundante Bits hinzugefügt werden. Einige Modulationsmethoden arbeiten mit dem Frequenzmultiplexverfahren (Frequency Division Multiplexing, FDM), bei dem die Daten gleichzeitig über mehrere Bänder übertragen werden, um so eine höhere Bandbreite zu erreichen. Einige Standards verwenden sogar pseudozufällige Sequenzen zur Kodierung, wie beispielsweise das Frequenzsprungverfahren.