Hoy en día, las técnicas de Modulación de Amplitud en Cuadratura M (M-QAM) son ampliamente utilizadas para modular información por paquetes de bits debido a su capacidad para aumentar las tasas de transferencia. Estas técnicas requieren más potencia al aumentar el índice de modulación M para evitar interferencias entre símbolos. Este artículo propone una técnica que no sufre de interferencias entre símbolos, sino que en su lugar utiliza elementos de memoria para almacenar los símbolos de modulación. Además, el objetivo de este trabajo es implementar un oscilador caótico reconfigurable de cuatro dimensiones que genere portadoras de modulación-demodulación de 16-Chaotic Phase Shift Keying (16-CPSK). Un módulo transmisor de encriptación y modulación, un módulo receptor, y un módulo de sincronización hamiltoniano maestro-esclavo conforman el sistema. Un esquema de modulación 16-CPSK implementado en un Array de Puertas Programable en Campo (FPGA) y aplicado a un sistema de encriptación de imágenes en rojo-verde-azul (RGB) y en escala de grises son las principales contribuciones de este trabajo. Matlab y Vivado se utilizaron para verificar el esquema de modulación-demodulación y la sincronización. Esta propuesta logró excelentes coeficientes de correlación según diversas investigaciones, siendo los más bajos y para imágenes en formato RGB y escala de grises, respectivamente. La implementación FPGA del sistema de modulación-demodulación 16-CPSK se realizó utilizando una tarjeta del fabricante, la Artix-7 AC701 de Xilinx (XC7A200TFBG676-2).