[發(fā)明專利]互補(bǔ)折疊式射頻CMOS正交下混頻器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010190546.X
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN101834563A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣穎丹;徐萍;賴宗聲;徐倩龍;許帥;劉靜;任旭;黃飛;馬聰
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H03D7/14
• 分類號(hào): H03D7/14
• 代理公司: 上海藍(lán)迪專利事務(wù)所 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種互補(bǔ)折疊式射頻CMOS正交下混頻器。

背景技術(shù)

隨著便攜式計(jì)算機(jī)和掌上電腦的迅速普及，無線局域網(wǎng)技術(shù)也快速發(fā)展，出現(xiàn)了一些提供高速局域網(wǎng)服務(wù)的通信標(biāo)準(zhǔn)。其中，WLAN?802.11x標(biāo)準(zhǔn)由美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)于1999年提出，旨在與現(xiàn)有IEEE網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相融合，實(shí)現(xiàn)快速無線互聯(lián)。802.11b是對(duì)最初的802.11標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，能夠在ISM2.4GHz頻段提供11Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率。隨后出現(xiàn)的802.11a標(biāo)準(zhǔn)，采用正交頻分復(fù)用調(diào)制，在5-6GHz頻段，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)54Mbps。然而802.11a成本較高，且傳輸距離受限，所以有了802.11g標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合前兩者的優(yōu)勢，旨在為更常用的2.4GHz提供54Mbps高速數(shù)據(jù)傳輸。射頻下混頻器是無線局域網(wǎng)通信產(chǎn)品中接收機(jī)前端模塊的重要部分。它的作用是將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成低頻信號(hào)，以便后續(xù)基帶模塊進(jìn)行處理，其性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有著舉足輕重的影響。由于無線移動(dòng)設(shè)備對(duì)功耗要求較高，所以在較低功耗條件下，提高混頻器各項(xiàng)指標(biāo)十分必要。

描述下混頻器性能的主要參數(shù)有：轉(zhuǎn)換增益、線性度、輸入/輸出匹配、噪聲、功耗。這些性能參數(shù)之間是相互影響和制約的，因此如何尋求一個(gè)較好的折衷方案來提高混頻器各項(xiàng)性能參數(shù)成為設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)。附圖1所示的傳統(tǒng)的雙平衡吉爾伯特混頻器是一種被廣泛采用的混頻器電路結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)端口間隔離度較高，但是隨著電源電壓的降低，互導(dǎo)管過驅(qū)動(dòng)電壓下降，線性度隨之降低，同時(shí)負(fù)載分壓降低，限制了混頻器的轉(zhuǎn)換增益。因此，傳統(tǒng)的雙平衡吉爾伯特混頻器的性能隨著電源電壓的下降而降低，難以滿足低功耗系統(tǒng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種互補(bǔ)折疊式射頻CMOS正交下混頻器，該混頻器能夠在較低電源電壓下實(shí)現(xiàn)下混頻功能，同時(shí)具有較高的線性度和轉(zhuǎn)換增益，從而滿足低功耗無線接收機(jī)系統(tǒng)的要求，彌補(bǔ)傳統(tǒng)雙平衡吉爾伯特混頻器的不足。

本發(fā)明在傳統(tǒng)雙平衡吉爾伯特混頻器的基礎(chǔ)上，改進(jìn)為折疊結(jié)構(gòu)，跨導(dǎo)級(jí)和開關(guān)級(jí)之間通過交流耦合，便于獨(dú)立設(shè)置直流偏置點(diǎn)，有利于在混頻器的增益、線性度和噪聲性能之間折衷?？鐚?dǎo)級(jí)采用互補(bǔ)反相器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)電流復(fù)用，提高混頻器增益。將跨導(dǎo)級(jí)中PMOS管的柵極和漏極通過一個(gè)大電阻連接在一起，節(jié)省電壓余度。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是：