Vaihemodulaattori on piiri, jossa kantoaallon vaihetta ohjataan moduloivalla signaalilla. Siniaallon vaihemodulointia on kahdenlaisia: suora vaihemodulointi ja epäsuora vaihemodulointi. Suoran vaihemoduloinnin periaatteena on käyttää moduloivaa signaalia resonanssisilmukan parametrien suoraan muuttamiseen siten, että kantoaaltosignaali kulkee resonanssisilmukan läpi ja tuottaa vaihesiirron ja muodostaa vaihemodulointiaallon. Epäsuorassa vaihemodulointimenetelmässä ensin moduloidaan moduloidun aallon amplitudia ja sitten muunnetaan amplitudimuutos vaihemuutokseksi vaihemoduloinnin saavuttamiseksi. Tämän menetelmän loi Armstrong vuonna 1933, ja sitä kutsutaan Armstrongin modulointimenetelmäksi.
Elektronisesti ohjattu mikroaaltovaiheensiirrin on kaksiporttiverkko, jota käytetään lähtö- ja tulosignaalien välisen vaihe-eron aikaansaamiseen, jota voidaan ohjata ohjaussignaalilla (yleensä tasajännitteellä). Vaihesiirron määrä voi vaihdella jatkuvasti ohjaussignaalin mukana tai ennalta määrätyllä diskreetillä arvolla. Niitä kutsutaan analogisiksi vaiheensiirtimiksi ja digitaalisiksi vaiheensiirtimiksi. Vaihemodulaattori on binäärinen vaihesiirtoavainnusmodulaattori mikroaaltotietoliikennejärjestelmässä, joka käyttää jatkuvaa neliöaaltoa kantoaaltosignaalin modulointiin. Siniaallon vaihemodulaatio voidaan jakaa suoraan vaihemodulaatioon ja epäsuoraan vaihemodulaatioon. Käyttämällä suhdetta, jossa siniaallon amplitudikulma on integraali hetkelliseen taajuuteen, taajuusmoduloitu aalto voidaan muuntaa vaihemoduloiduksi aalloksi (tai päinvastoin). Yleisimmin käytetty suora vaihemodulaattoripiiri on varaktoridiodivaihemodulaattori. Epäsuora vaihemodulaatiopiiri on monimutkaisempi kuin suora vaihemodulaatiopiiri. Sen periaatteena on, että kantoaaltosignaalin toista reittiä siirretään 90° vaiheensiirtimellä ja se menee tasapainotettuun amplitudimodulaattoriin kantoaallon amplitudimodulaation vaimentamiseksi. Oikean vaimennuksen jälkeen saatu signaali lisätään kantoaallon toiseen reittiin amplitudimoduloivan signaalin tuottamiseksi. Tälle piirille on ominaista korkea taajuusvakaus, mutta vaihesiirto ei saa olla liian suuri (yleensä alle 15°) eikä se saa aiheuttaa vakavaa vääristymää. Yksinkertaista vaihemodulaattoria käytetään usein FM-lähetyslähettimissä.
