由于发信机的信号是在基带内部产生，并且信号功率比较大，因此相对于接收机，发信机的结构会相对简单一些。首先来一张发信机的基本示意图：
上图概略性的描述了发信机的四个过程。
首先要传输的经过编码的基带信号通过调制器与振荡器所发出的正弦信号进行混频；得到的信号经过上变频，即与本振信号混频，把频率搬移到适合微波传输的高频区域；再经过功率放大级将信号功率上升到可以传输的能量等级。
至此，信号就已经具备了可发射的所有特点。为了让射频环境更好，尽量避免干扰相邻信道的信号，在功放输出端加入带通滤波器，用来削减其他频段的射频信号，以免无用信号干扰过多，使其他设备难以工作。
发信机过程大致如上所述。评估一个接收机的主要性能指标为功耗、效率、输出频谱的杂散。根据架构不同，发信机大体分三类：上变频发信机、直接变换发信机和偏移锁相环发信机。下面逐一来说明三种不同发信机的原理。
一、直接变换发信机
下图为直接变换发信机内部框图。
仔细观察上图，我们可以发现，直接变换发信机其实就是把零中频接收机的信号流逆转过来。基带I/Q信号与射频本振信号直接混频，一步到位完成射频段的上变频。因此，射频的发射频率就是本振的频率。MTK61系列某平台的发信机就是采用直接变换架构。
优缺点：
这样做的好处就是，结构非常简单，成本相应也会低廉。但由于本振信号与发射信号为同频信号，因此就存在两者互相干扰的情况。发射信号的泄露会影响本振的精确。
二、发射上变频发信机
上变频发信机架构如下图：
基带I/Q信号首先与中频振荡器发出的信号LO1进行一次混频，得到输出的中频已调信号TX_IF。经过中频的BPF带通滤波器后，再与射频本振信号LO2进行再次混频。这时候信号的频率即为发射信号频率。再经过射频的带通滤波器后，送入PA进行功率放大，最后通过天线将信号发射出去。
我们又可以看出，发射上变频同样是把一次混频的超外差接收机信号逆转。因此发射上变频发信机又叫超外差发信机。
优缺点：
缺点自不必说，比直接变换结构复杂，成本增加。优点是信号经过了中频段，因此在中频段进行滤波调制更容易实现。
三、偏移锁相环发信机
上次讲了两种发信机——直接变换和发射上变频发信机。他们的架构，简单理解，可以看作零中频和超外差一次混频接收机的逆过程。
今天讲第三种类型——偏移锁相环架构，是在2G信号中应用最广泛的一种发信机架构。
1. 组成
偏移锁相环（offset phase-locked loop/OPLL)，又叫模拟发射调制环路，主要由四个部分组成：偏移混频器（offset mixer）、鉴频鉴相器（PFD)、环路滤波器(LPF)和发射VCO。
2. 信号路径
如下图所示：
基带信号TX I/Q信号先于中频的IF VCO进行调制，得到发射中频已调信号。继而将此信号送入OPLL的鉴频鉴相器(PFD)。鉴频鉴相器是一个三端器件，与另一端来自偏移混频器的输入信号进行相位比较后，输出相位误差信号Err（相位误差信号Err实际上是一个调制最终TX VCO的控制信号）。该信号经过LPF滤波，除掉高频噪声和交流信号，得到一个脉冲直流信号DC，该信号中包含TX I/Q的信息。再用此信号调制VCO，继而把包含基带信息的信号调制到发射载波上，得到在载波信号TX VCO。这个信号分两路，一路经过后端PA进行功率放大，最后通过天线进行发射；另外一部分送入偏移混频器，与射频的RF VCO偏移混频，完成负反馈。
当环路稳定后，可以得到fIF=fRF - fTX，负反馈电路稳定。
由于FPD有两端输入，因此每个输入信号均可引起输出信号的变化：
1.当切换信道时，基带通过控制RF VCO的频率，使Err控制信号改变，继而影响TX VCO输出信号变化。
2.当本身带有信息的基带I/Q信号变化时，Err控制信号同样会改变，影响最终TX VCO输出变化，使信号的变化最终通过天线传输出去。
当然，上边讲的OPLL是最常见的一种形态，也有通过负反馈电路加入分频器，最终得到倍频的输出RF VCO信号的OPLL架构。但归根结底，都是通过偏移锁相环来完成的信号变频、调节、跟踪。
在该电路中，环路滤波器LPF为低通，是该OPLL的重要参数，通过该低通可以设定偏移锁相环的带宽。
3. 优缺点
由于采用了偏移锁相环架构，负反馈信号TX VCO可以获得最小的动态相位误差和锁定时间，有利于发射机的快速稳定；负反馈本身的线路优点，则使系统的鲁棒性更好，对干扰的抑制有很好的效果。相应的，由于线路复杂，设计成本也是三种发射机架构中最高的。
来源 | 硬件女工程师的日常
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