Ein Phasenmodulator ist eine Schaltung, in der die Phase einer Trägerwelle durch ein Modulationssignal gesteuert wird. Es gibt zwei Arten der Sinuswellen-Phasenmodulation: die direkte und die indirekte Phasenmodulation. Das Prinzip der direkten Phasenmodulation besteht darin, die Parameter des Resonanzkreises direkt durch das Modulationssignal zu verändern, sodass das Trägersignal durch den Resonanzkreis eine Phasenverschiebung erzeugt und eine Phasenmodulationswelle bildet. Die indirekte Phasenmodulation moduliert zunächst die Amplitude der modulierten Welle und wandelt dann die Amplitudenänderung in eine Phasenänderung um, um die Phasenmodulation zu erreichen. Diese Methode wurde 1933 von Armstrong entwickelt und heißt Armstrong-Modulationsverfahren.
Ein elektronisch gesteuerter Mikrowellen-Phasenschieber ist ein Zweitornetzwerk, das eine Phasendifferenz zwischen den Ausgangs- und Eingangssignalen erzeugt, die durch ein Steuersignal (in der Regel eine Gleichvorspannung) gesteuert werden kann. Der Grad der Phasenverschiebung kann kontinuierlich mit dem Steuersignal oder um einen vorbestimmten diskreten Wert variieren. Sie werden als analoge bzw. digitale Phasenschieber bezeichnet. Der Phasenmodulator ist ein binärer Phasenumtastungsmodulator in einem Mikrowellenkommunikationssystem, der eine kontinuierliche Rechteckwelle zum Modulieren des Trägersignals verwendet. Die Sinuswellen-Phasenmodulation kann in direkte und indirekte Phasenmodulation unterteilt werden. Durch Ausnutzung der Beziehung, dass der Winkel der Sinuswellenamplitude ein Integral der Momentanfrequenz ist, kann eine frequenzmodulierte Welle in eine phasenmodulierte Welle umgewandelt werden (und umgekehrt). Die am häufigsten verwendete direkte Phasenmodulatorschaltung ist der Varaktordioden-Phasenmodulator. Die indirekte Phasenmodulationsschaltung ist komplizierter als die direkte Phasenmodulationsschaltung. Das Prinzip besteht darin, dass ein Weg des Trägersignals durch den 90°-Phasenschieber verschoben wird und in den symmetrischen Amplitudenmodulator gelangt, um die Amplitudenmodulation des Trägers zu unterdrücken. Nach entsprechender Dämpfung wird das erhaltene Signal dem anderen Weg des Trägers hinzugefügt, um das amplitudenmodulierte Signal auszugeben. Diese Schaltung zeichnet sich durch hohe Frequenzstabilität aus, die Phasenverschiebung darf jedoch nicht zu groß sein (in der Regel weniger als 15°) oder zu starken Verzerrungen führen. Einfache Phasenmodulatoren werden häufig in UKW-Rundfunksendern eingesetzt.