[發(fā)明專利]一種低噪聲可變增益混頻器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210328545.6
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102832885A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洋;楊帆;張小龍;吳洪天;于奇;孫明遠
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H03D7/16
• 分類號: H03D7/16
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 盛明潔

1.一種低噪聲可變增益混頻器，包括低噪聲輸入匹配級電路、頻率轉(zhuǎn)換級電路、電流分裂級電路、可變負載級電路、增益切換級電路，其特征在于低噪聲輸入匹配級電路的輸入端接輸入信號Vin,?輸出端接輸頻率轉(zhuǎn)換級電路的輸入端,頻率轉(zhuǎn)換級電路的輸出為輸出信號Vout,?增益切換級電路的三個輸出端分別接可變負載級電路、低噪聲輸入匹配級電路、電流分裂級電路的一個輸入端囗;?電流分裂級電路的輸出接頻率轉(zhuǎn)換級電路的一個輸入端囗,信號從低噪聲輸入匹配級電路進入,最終由頻率轉(zhuǎn)換級電路輸出,增益切換級電路同時控制可變負載級電路和電流分裂級電路的工作狀態(tài)，實現(xiàn)高增益模式和低增益模式，而電流分裂級電路用于減小頻率轉(zhuǎn)換級電路中的電流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低噪聲可變增益混頻器，其特征在于低噪聲輸入匹配級電路為差分輸入結(jié)構(gòu)，包括NMOS晶體管MA1、MA2、MA3、MB1、MB2、MB3，電容CA1、CA2、CA3、CB1、CB2、CB3，電感LA1、LB1，器件連接關(guān)系如下，差分射頻輸入信號為RF+和RF-，RF+通過CA1進入到MA1的源極，并通過電感LA1連接到地，經(jīng)過電容CA3后進入到MA3的柵極，同時經(jīng)過MA1放大后通過電容CA2進入到MA2的柵極，MA2和MA3直流偏置電阻分別為RA2和RA3，MA1產(chǎn)生的電流噪聲在源極和漏極反相，信號同相，這樣在經(jīng)過MA2和MA3放大后可實現(xiàn)噪聲抵消，從而實現(xiàn)了低噪聲特性，MA2漏極與MA3漏極連接實現(xiàn)信號的合并，并與電感LA2連接，LA2可以在一定程度上提高混頻器的工作帶寬；RF-通過CB1進入到MB1的源極，并通過電感LB1連接到地，經(jīng)過電容CB3后進入到MB3的柵極，同時經(jīng)過MB1放大后通過電容CB2進入到MB2的柵極，MB2和MB3直流偏置電阻分別為RB2和RB3，MB1產(chǎn)生的電流噪聲在源極和漏極反相，信號同相，這樣在經(jīng)過MB2和MB3放大后可實現(xiàn)噪聲抵消，從而實現(xiàn)了低噪聲特性，MB2漏極與MB3漏極連接實現(xiàn)信號的合并，并與電感LB2連接，LB2可以在一定程度上提高混頻器的工作帶寬；電感LA1和LB1分別為共柵輸入晶體管MA1和MB1提供了到地的直流通路，MA1和MB1的柵極接相同的直流偏置Vb1，共柵輸入具有低阻抗特性，以實現(xiàn)輸入匹配，低噪聲輸入匹配級在實現(xiàn)匹配的同時實現(xiàn)了低噪聲特性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低噪聲可變增益混頻器，其特征在于頻率轉(zhuǎn)換級電路由NMOS晶體管MA4、MA5、MB4、MB5，電阻RA1、RB1組成，MA4、MA5的源極連接電感LA2，MB4、MB5的源極連接電感LB2，MA4的柵極與MB4的柵?極均與本振信號LO+連接，MA5的柵極與MB5的柵極均與本振信號LO-連接，MA4、MB5的漏極連接電阻RA1，MB4、MA5的漏極連接電阻RB1，并由RA1和RB1輸出中頻信號IF+和IF-，頻率轉(zhuǎn)換級完成了射頻信號到中頻信號的轉(zhuǎn)換。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低噪聲可變增益混頻器，其特征在于電流分裂級電路由PMOS晶體管MA7、MB7組成，MA7的柵極和MB7連的柵極連接在同一結(jié)點，從而具有相同的偏置，MA7的漏極和MB7的漏極分別與MA3和MB3的漏極連接，相當(dāng)于電流鏡連接方式，起到分流作用，從而降低頻率轉(zhuǎn)換級中電阻RA1和RB1的帶來的壓降問題。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低噪聲可變增益混頻器，其特征在于可變負載級電路包括電阻RA4、RA5、RB4、RB5，PMOS晶體管MA6、MB6，工作原理及器件連接關(guān)系如下，MA6和MB6為開關(guān)管，兩個開關(guān)管的漏極分別與RA5和RB5連接，源極連接電源，而柵極連接的控制電位VC為高電平時，開關(guān)管截止，此時只有RA4和RB4起到負載作用，當(dāng)其柵極控制電位VC為低電平時，開關(guān)管導(dǎo)通，此時等效負載為RA5與MA6的導(dǎo)通電阻串聯(lián)后再與RA4并聯(lián)，RB5與MB6的導(dǎo)通電阻串聯(lián)后再與RB4并聯(lián)，以實現(xiàn)了負載的變化。