Điều chế pha hai trạng thái là điều chế mà sau khi điều chế sóng mang đã điều chế có hai trạng thái pha so với pha của sóng mang chưa điều chế.

Hình 1.58 mô tả sơ đồ khối và dạng sóng của mạch điều chế pha hai trạng thái.

Tín hiệu nhị phân cần điều chế trước hết được đưa vào mạch chuyển mã để biến đổi từ mã NRZ đơn cực sang NRZ luỡng cực. Sau đó, số liệu được đưa đến bộ nhân M để nhân với sóng mang   .Acos(ωt + φ0)tạo ra từ mạch tạo dao động sóng mang. Ở ngõ ra của bộ nhân ta thu được một tín hiệu mà thành phần chính là d(t)  và một số thành phần phát sinh không mong muốn. Các tín hiệu này được đưa qua mạch lọc băng để loại bỏ các thành phần không cần thiết.  Kết quả, ở ngõ ra ta thu được một tín hiệu đã điều chế 2 PSK:

. U(t) = d(t) .Acos(ωt + φ0 +ψt)

 Trong đó: d(t) là số liệu số cần điều chế, jo: pha ban đầu của sóng mang, A: biên độ của sóng mang.

Vì bộ nhân M nhân tín hiệu điều chế d(t) với sóng mang  theo miền pha nên có thể viết lại U(t) như sau:

Trong đó jt là góc lệch pha do số liệu điều chế gây ra tại thời điểm điều chế

 (jt = 0 hoặc jt = p). Ta nhận thấy rằng khi tín hiệu điều chế là bit 0 tương ứng với d(t) = -1 và sóng mang sau điều chế là:.

Khi tín hiệu điều chế là bit 1 thì d(t) = +1 và sóng mang sau điều chế là: 

 Như vậy sóng mang sau điều chế pha có hai trạng thái là đồng pha với sóng mang chưa điều chế (khi điều chế bit 0) và ngược pha với sóng mang chưa điều chế (khi điều chế bit 1). Phía thu sẽ dựa vào sự chuyển pha của sóng mang để thực hiện giải điều chế.