[發(fā)明專利]無源混頻器電路中改進(jìn)的線性度

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380039256.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN104488191B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 干海濤;李曉勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號(hào): H03D3/00
• 分類號(hào): H03D3/00;H03D7/14;H03D7/16
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 張揚(yáng);王英

技術(shù)領(lǐng)域

概括地說，本發(fā)明涉及電子電路，具體地說，本發(fā)明涉及改進(jìn)無源混頻器電路中的線性度的技術(shù)和電路。

背景技術(shù)

通常，諸如蜂窩電話和/或近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備之類的無線通信設(shè)備，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)以支持雙向通信。發(fā)射機(jī)可以使用發(fā)射本地振蕩器(LO)信號(hào)，對(duì)輸出基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻，以獲得更適合于通過無線信道來傳輸?shù)妮敵錾漕l(RF)信號(hào)。接收機(jī)可以通過無線信道來接收輸入RF信號(hào)，使用接收LO信號(hào)對(duì)輸入RF信號(hào)進(jìn)行下變頻以獲得輸入基帶信號(hào)。

接收機(jī)可以包括同相(I)混頻器和正交(Q)混頻器，以對(duì)接收的RF信號(hào)進(jìn)行正交下變頻。理想的混頻器簡(jiǎn)化將輸入信號(hào)從一個(gè)頻率轉(zhuǎn)換到另一個(gè)頻率，而不會(huì)使輸入信號(hào)失真?；祛l器可以是有源的，也可以是無源的。

某些類型的無線設(shè)備的RF傳輸，可以致使傳輸相對(duì)大的載波信號(hào)。在某些實(shí)例中，接收的信號(hào)可以包括相對(duì)大的載波信號(hào)和相對(duì)小的期望信號(hào)或者調(diào)制信號(hào)。接收機(jī)在辨別這種較小的期望的調(diào)制信號(hào)時(shí)具有困難。這種混頻器擺動(dòng)(swing)可能足夠地大，以使電路的線性度下降，并可能造成顯著的I/Q不匹配，導(dǎo)致接收設(shè)備產(chǎn)生分辨率很差的信號(hào)。

諸如無源混頻器之類的先前混頻器使用一系列的開關(guān)，其中這些開關(guān)根據(jù)遇到的信號(hào)電平進(jìn)行切換。已使用兩種通用類型的無源混頻器(單平衡混頻器和雙平衡混頻器)。當(dāng)輸入信號(hào)包括相對(duì)大的載波信號(hào)和相對(duì)小的調(diào)制信號(hào)時(shí)，每一種類型的無源混頻器的缺點(diǎn)在于不能以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)行切換。

因此，期望一種具有良好性能的接收機(jī)，當(dāng)存在較大的載波信號(hào)和相對(duì)小的調(diào)制信號(hào)時(shí)，該接收機(jī)能減少或者消除無源混頻器中的非線性度。

發(fā)明內(nèi)容

提供了用于確定具有相對(duì)大的載波信號(hào)和相對(duì)小的調(diào)制信號(hào)形式的混頻信號(hào)的技術(shù)。在一個(gè)方面，該混頻器包括多個(gè)開關(guān)，每一個(gè)開關(guān)使用平衡電路進(jìn)行切換。該平衡電路被配置為接收電源電壓和時(shí)鐘信號(hào)，該平衡電路向混頻器中的開關(guān)提供控制信號(hào)。該平衡電路包括被配置為接收電荷并選擇性地將電荷沿著柵極路徑消散為柵極電壓的電容。控制信號(hào)使得混頻器中的開關(guān)根據(jù)源極電壓和柵極電壓之間的電壓差值，按照根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)間進(jìn)行切換，其中源極電壓和柵極電壓之間的電壓差值近似地是大于該開關(guān)的導(dǎo)通電壓電平的預(yù)定的電壓值。

這種布置下的源極電壓表示輸入信號(hào)，而柵極電壓表示控制信號(hào)。源極電壓和柵極電壓之間的電壓差值近似地是預(yù)定的、相對(duì)固定的值(例如，電源電壓)。該預(yù)定的電壓可以是大于開關(guān)的導(dǎo)通電壓(其近似地包括電源電壓)的任何相對(duì)的低值。

下面進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個(gè)方面和特征。

附圖說明

圖1示出了在各種無線場(chǎng)景中遭遇到的典型信號(hào)。

圖2是一種理想混頻器的示圖。

圖3是包括多個(gè)混頻器的接收機(jī)的前端的圖。

圖4示出了單平衡混頻器的一個(gè)實(shí)施例。

圖5示出了雙平衡混頻器的一個(gè)實(shí)施例。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行操作的單平衡無源混頻器。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行操作的雙平衡混頻器。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案使用的平衡電路的一個(gè)實(shí)施例。

圖9示出了該平衡電路的代表性操作。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)描述的技術(shù)可以用于諸如無線通信設(shè)備、近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、手持設(shè)備、無線調(diào)制解調(diào)器、膝上型計(jì)算機(jī)、無繩電話、藍(lán)牙設(shè)備、廣播接收機(jī)等等之類的無線通信設(shè)備。例如，下面針對(duì)于無線通信設(shè)備來描述這些技術(shù)的某些方面，該無線通信設(shè)備可以是NFC設(shè)備或者某種其它設(shè)備。

圖1示出了在無線通信中接收的信號(hào)，該信號(hào)包括相對(duì)較高的載波信號(hào)102和相對(duì)較低的調(diào)制信號(hào)101。該布置下的發(fā)射機(jī)是自我干擾器，其載波信號(hào)干擾期望的信號(hào)。這種較高的載波信號(hào)102還稱為“阻滯者”。較小的(期望的)信號(hào)101具有非常低的調(diào)制索引，不尋常的是，會(huì)遇到信號(hào)強(qiáng)度之間的比率將超過一個(gè)量級(jí)的幅度。在存在這種較強(qiáng)的載波信號(hào)時(shí)，接收機(jī)電路很難以及時(shí)地方式進(jìn)行切換，以致不能有效地和線性地分辨出期望的信號(hào)。在存在這種信號(hào)時(shí)的典型混頻器操作，將導(dǎo)致飽和與非線性操作，這種飽和將阻礙接收機(jī)進(jìn)行有效的信號(hào)分辨。