[發明專利]寬帶正交信號產生器

有效

• 申請號: 201210191427.5
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102710239B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 陳丹鳳
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H03K5/00
• 分類號: H03K5/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及一種正交信號產生器，特別是涉及一種寬帶正交信號產生器。

背景技術

現代通信中，接收機通常使用直接變頻或低中頻技術，這通常需要兩個正交的本振信號。

有三種常用于獲取同相（I）和正交（Q）信號的方法，即：使用移相器；使用除二分頻器以及使用耦合振蕩器，其中最常見的就是使用移相器。

圖1為現有技術中使用移相器來產生正交信號的正交信號產生器的電路示意圖。如圖1所示，該正交產生器通過電阻R1與電容C1作移相，經過緩沖器，獲得同相（I）和正交（Q）信號Vout_ip、Vout_qp、Vout_in及Vout_qn，根據公式：

其中H_I(s)為I路的傳輸函數，H_Q(s)為Q路的傳輸函數可知，在角頻率時，I/Q信號幅度相等而相位相差90°（正交）。可見該正交信號產生器存在帶寬窄的問題，僅在角頻率時輸出的信號才是正交的。

為在較寬帶寬內獲得良好的正交準確度及獲得好的鏡像抑制比（IRR），通常采用多級多相濾波器，圖2為現有技術中采用多級多相濾波器的正交信號產生器的電路示意圖。在圖2中，正交信號產生器采用了多級RC濾波器（R1與C1，R2與C2…Rn與Cn），其雖然能解決圖1中的帶寬窄的問題，卻存在如下其他問題：每級會因極點和負載效應而引入3dB損耗，同時，為維持所需本振幅度，必然需要額外放大器，從而使得帶內功率浪費，功耗較大。

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種寬帶正交信號產生器，其產生的正交信號可以在較寬帶寬內取得更好的正交性。

為達上述及其它目的，本發明提供一種寬帶正交信號產生器，包括移相器，此外，該寬帶正交信號產生器還包括I路幅度調整器及Q路幅度調整器，其中正負輸入信號分別經該移相器的第一電阻及第三電阻送至該I路幅度調整器的I+、I-輸入端，經該移相器移相后送至該Q路幅度調整器的Q+、Q-輸入端，該I路幅度調整器及該Q路幅度調整器在參考電壓的控制下分別對所接收到的I路信號與Q路信號進行幅度調整，以獲得相等幅度的I/Q輸出。

進一步地，該幅度調整器包括：

幅度檢波電路，用于將I路/Q路的交流電壓變成直流控制信號；

參考電壓電路，用于將該參考電壓位移變成合適比較電路使用參考電壓輸出并和比較電路的輸入隔離；

比較電路，用于將該參考電壓電路的輸出和該幅度檢波電路的輸出進行比較，輸出一控制信號去控制緩沖放大電路的偏置電流；以及

緩沖放大電路，在該控制信號的控制下將經過該移相器的正交信號進行幅度放大，使得I路和Q路的輸出信號幅度相等。

進一步地，該幅度檢波電路包括第一檢波管、第二檢波管、鏡像恒流源及負載電路，該第一檢波管、第二檢波管分別與該緩沖放大電路的第一差分輸出、第二差分輸出連接以對該緩沖放大電路的輸出檢波，在該負載電路上形成檢波電壓。

進一步地，該第一檢波管與第二檢波管均為NMOS管，其柵極分別通過一隔直電容與該第一差分輸出、第二差分輸出連接，漏極接電源電壓，源極接至該鏡像恒流源及該負載電路。

進一步地，該負載電路包括第一NMOS管與第二電容，該第一NMOS管與第二電容組成RC負載，連接至該第一檢波管與該第二檢波管的源極，該第一NMOS管與第十二NMOS管組成鏡像恒流源連接至該第一檢波管與該第二檢波管的源極。

進一步地，該參考電壓電路包括第五NMOS管及第二NMOS管，該第五NMOS管柵極接該參考電壓，漏極接電源電壓，源極接該第二NMOS管漏極，該第二NMOS管作為該第五NMOS管的負載，與該第十二NMOS管組成鏡像恒流源。

進一步地，該比較電路包括第一比較器放大管、第二比較器放大管以及鏡像恒流源,該第一比較器放大管連接于該參考電壓電路的輸出端以獲得基準電壓輸出，該第二比較器放大管連接于該幅度檢波電路的輸出端以獲得該檢波電壓，該第一比較器放大管與第二比較器放大管將該基準電壓輸出和該檢波電壓的差值放大，輸出該控制信號。

進一步地，該第一比較器放大管與該第二比較器放大管均為NMOS管，該第一比較器放大管柵極接該第五NMOS管源極以獲得該基準電壓輸出，漏極接鏡像恒流源，源極經一電流源接地，該第二比較器放大管柵極接該檢波電壓，漏極接鏡像恒流源，源極經一電流源接地。