L'idea fondamentale della modulazione consiste nell'iniettare il segnale da trasmettere su un altro segnale (portante) che presenti le caratteristiche adatte per la trasmissione sul canale. Per esempio un segnale a bassa frequenza, che sarebbe "tagliato" da un canale con comportamento tipo filtro passa-alto, potrebbe essere opportunamente iniettato su una portante con frequenza elevata, in grado dunque di passare attraverso il canale stesso.
In questo contesto il segnale che si vuole trasmettere è detto modulante (modulating signal) e il segnale che lo "trasporta" è detto portante (carrier). Il segnale modulato (modulated signal) è il segnale complessivo, risultante dalla combinazione di portante e modulante.
La portante, come suggerisce il nome, non ha un contenuto informativo, ma presenta invece caratteristiche adatte alla trasmissione sul canale. Viceversa la modulante contiene le informazioni utili (per esempio il segnale vocale), ma non è adatto alla trasmissione sul canale. Il segnale modulato, risultante dalla combinazione di modulante e portante, invece è adatto alla trasmissione sul canale e contiene le informazioni da trasportare.
In fase di ricezione il ricevitore dovrà demodulare il segnale, cioè estrarre dal segnale modulato la modulante, che contiene l'informazione utile. Per fare un esempio, in una trasmissione radio il segnale audio è la modulante che viene usata per modificare le proprietà di una portante sinusoidale a radiofrequenza in modo da produrre un segnale modulato adatto alla trasmissione. Il radioricevitore dovrà demodulare il segnale radio in modo da estrarre il segnale utile (segnale radio) e di inviarlo all'altoparlante.
Indicando con s(t) il segnale modulante, con p(t) la portante e con m(t) il segnale modulato, lo schema completo di trasmissione e ricezione è il seguente:
Affinché il segnale modulato m(t) possa essere correttamente trasmesso sul canale occorre che esso mantenga le caratteristiche di trasmissibilità della portante p(t). In altre parole la modulazione non deve modificare troppo la portante (per esempio alterandone lo spettro in frequenza), altrimenti quest'ultima perderebbe le sue proprietà che la rendono adatta alla trasmissione sul canale.
Classificazioni dei tipi di modulazione
Le modulazioni possono essere classificate in modulazioni analogiche (nel caso in cui il segnale modulante s(t) sia un segnale analogico) e in modulazioni digitali (quando s(t) è un segnale digitale).
Per quanto riguarda la portante, il segnale più utilizzato per effettuare una traslazione di banda è la sinusoide. Si parla in questi casi di modulazione con portante sinusoidale. In generale una portante sinusoidale può essere scritta matematicamente così:
p(t) = Ap sen( 2πfp t + φp)
dove Ap è l'ampiezza, fp è la frequenza e φp è la fase della portante. A seconda di quale parametro della portante venga fatto variare (in base ai valori assunti dal segnale modulante) si parla di modulazione di ampiezza, modulazione di frequenza o di modulazione di fase.
In alcuni casi si usa come portante una successione di impulsi rettangolari e si parla dunque di modulazione con portante impulsiva. A seconda di quale parametro del segnale impulsivo venga modificato nella modulazione si ha la modulazione di ampiezza di impulsi (PAM), la modulazione di larghezza di impulsi (PWM), la modulazione di posizione di impulsi (PPM) e la modulazione di frequenza di impulsi (PFM).
La tabella seguente fornisce un breve risassunto dei diversi tipi di modulazione:
| Tipo | Segnale portante |
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| Sinusoidale | Impulsiva | |
| Analogica |
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| Digitale |
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