[發明專利]混頻開關電路及混頻器

有效

• 申請號: 201310228294.9
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN104242823B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 黃颋
• 申請（專利權）人: 銳迪科微電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: H03D7/12
• 分類號: H03D7/12
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司31211
• 代理人: 殷曉雪

技術領域

本申請涉及一種無線收發系統中的混頻器，特別是涉及其中的混頻開關電路。

背景技術

射頻（radio frequency，RF）是指頻率范圍在300KHz～30GHz之間的電磁波。射頻通信在廣播通信、移動通信、微波通信、衛星通信、無線局域網接入、數字電視等方面得到了廣泛應用。典型的射頻通信系統包括發送機和接收機兩部分。

射頻接收機具有三種基本結構：超外差（super heterodyne）結構、直接變頻（direct conversion）結構、低中頻（low IF）結構。

請參閱圖1a，這是超外差接收機的基本結構，其典型代表為數字中頻接收機。天線接收到的射頻信號首先經過射頻帶通濾波器（BPF，Band-Pass Filter）來濾除頻帶外的干擾，然后低噪聲放大器（LNA，Low Noise Amplifier）將接收到的微弱信號在引入較低噪聲的條件下進行放大，接下來鏡像抑制濾波器（IRF，Image-Reject Filter）濾除鏡像干擾頻率。第一混頻器（Mixer1）將濾波后的信號與第一本振信號（LO1，其中LO表示本地振蕩器，local oscillator）進行混頻，將信號從射頻搬移到中頻（IF，Intermediate Frequency）。然后該中頻信號通過一個中頻帶通濾波器進行信道濾波，再通過自動增益放大器（VGA，Variable Gain Amplifiers）進行中頻放大。輸出的中頻信號分為I、Q兩路，I路信號是同相（in-phase）的中頻信號，Q路信號是正交（quadrature）的中頻信號，即Q路信號由I路信號移相90度而成。I、Q兩路中頻信號分別經過兩個獨立的第二混頻器（Mixer2），I路中頻信號在第二混頻器中與第二本振信號（LO2）混頻而下變頻為I路基帶信號，Q路中頻信號在另一個第二混頻器中與移相90度的第二本振信號混頻而下變頻為Q路基帶信號。I、Q兩路基帶信號再分別經過低通濾波器（LPF，Low Pass Filter）后輸出，交由后續處理。典型的后續處理包括將I、Q兩路基帶信號分別交由兩個模數轉換器轉換為數字信號，再交由一個數字信號處理器（DSP）進行解調處理。

請參閱圖1b，這是直接變頻接收機的基本結構，其典型代表為零中頻接收機。天線接收到的射頻信號首先經過射頻帶通濾波器來濾除頻帶外的干擾，然后低噪聲放大器將接收到的微弱信號在引入較低噪聲的條件下進行放大。輸出的射頻信號分為I、Q兩路，I路信號是同相的射頻信號，Q路信號是正交的射頻信號，即Q路信號由I路信號移相90度而成。I、Q兩路射頻信號分別經過兩個獨立的混頻器，I路射頻信號在混頻器中與本振信號混頻而下變頻為I路基帶信號，Q路射頻信號在另一個混頻器中與移相90度的本振信號混頻而下變頻為Q路基帶信號。I、Q兩路基帶信號再分別經過低通濾波器、自動增益放大器后輸出，交由后續處理。

請參閱圖1c，這是低中頻接收機的基本結構。天線接收到的射頻信號首先經過射頻帶通濾波器來濾除頻帶外的干擾，然后低噪聲放大器將接收到的微弱信號在引入較低噪聲的條件下進行放大。輸出的射頻信號分為I、Q兩路，I路信號是同相的射頻信號，Q路信號是正交的射頻信號，即Q路信號由I路信號移相90度而成。I、Q兩路射頻信號分別經過兩個獨立的第一混頻器，I路射頻信號在第一混頻器中與第一本振信號混頻而下變頻為I路低中頻信號，Q路射頻信號在另一個第一混頻器中與移相90度的第一本振信號混頻而下變頻為Q路低中頻信號。I、Q兩路低中頻信號再分別經過低通濾波器、自動增益放大器后輸出，分別經過兩個獨立的第二混頻器下變頻為I、Q兩路基帶信號，再交由后續處理。

由此可見，下變頻混頻器在各種類型的射頻接收機中都是必不可少的。下變頻混頻器用于將射頻信號下變頻為中頻信號，或者是將射頻信號下變頻為基帶信號，或者是將中頻信號下變頻為基帶信號。