[發明專利]一種帶數字輔助電路的射頻接收前端

有效

• 申請號: 201710506929.5
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107222227B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 閆旭;楊璐;張吉利;林福江
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04B1/16
• 分類號: H04B1/16;H04B1/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種帶數字輔助電路的射頻接收前端，其特征在于，包括主跨導模塊(1)、跨導增強模塊(2)、匹配補償模塊(3)、開關管及負載模塊(4)和數字輔助模塊(5)，其中：

主跨導模塊(1)由NMOS放大管NM1、NM2以及電阻R₁、R₂構成，將輸入射頻電壓信號轉換為射頻電流信號，并提供跨導增益和輸入阻抗，差分輸入信號V_in+、V_in-交流耦合接入NM1和NM2的源端，R₁連接NM1的源端和GND，電阻R₂連接NM2的源端和GND，用來為主跨導管提供直流偏置；

跨導增強模塊(2)由NMOS放大管NM3、NM4以及電阻R₇、R₈構成，分別通過電容C₁、C₂將差分輸入信號V_in+、V_in-交流耦合輸入NM3、NM4的柵端，R₇、R₈分別連接NM3、NM4的漏端與電源VDD，NM3、NM4的源端接GND，對輸入信號進行共源反向放大，電容C₃、C₄分別連接NM3、NM4的漏端與NM1、NM2的柵端，將已經進行過反向放大的信號交流耦合輸入NM1、NM2的柵端，以此來增大主跨導管NM1、NM2柵源端之間的交流電壓差，從而實現跨導增強，若NM3、NM4構成的共源放大器的增益為A，則主跨導管被有源跨導增強1+A倍，射頻接收前端的總轉換增益被增強1+A倍，A由NM3、NM4的偏置狀態，即NM3、NM4的柵端直流偏置電壓V_A決定，大電阻R₃、R₄分別連接NM3、NM4的柵端，構成NM3、NM4的偏置電壓端口；

匹配補償模塊(3)由PMOS放大管PM1、PM2形成的正反饋支路構成，PM1、PM2的漏端接入差分輸入信號V_in+、V_in-，柵端分別通過電容C₅、C₆連接至NM3、NM4的漏端，PM1、PM2的源端均與電源VDD相接，其對輸入阻抗的調整量為正反饋的反饋系數B，B由PM1、PM2的偏置狀態，即PM1、PM2的柵端直流偏置電壓V_B決定，大電阻R₅、R₆分別連接PM1、PM2的柵端，構成PM1、PM2的偏置電壓端口；

開關管及負載模塊(4)采用雙平衡結構，由四個完全一樣的NMOS開關管NM5-NM8及其負載電阻R₉、R₁₀構成，NM5、NM6的源端接NM1的漏端，NM7、NM8的源端接NM2的漏端，分別將由主跨導管放大轉換后的射頻電流信號輸入至開關管，NM5、NM8的柵端接入正向本振信號LO+，NM6、NM7的柵端接入負向本振信號LO-，NM5-NM8的作用是通過開關管的周期性開閉，對射頻電流信號進行頻譜搬移，將其轉換成中頻電流信號，電阻R₉、R₁₀構成阻性負載，將中頻電流信號轉換為中頻電壓信號V_IF+、V_IF-，為整體射頻接收前端提供增益；

數字輔助模塊(5)由數字存儲單元和兩個數模轉換器DAC1、DAC2構成，數字存儲單元將實驗測試得到的在不同工作狀態的V_A、V_B數字量對及對應頻率成組儲存，當射頻接收前端需要工作在該狀態時，數字存儲模塊會將對應的V_A、V_B數字量分別傳輸給數模轉換器DAC1、DAC2，DAC1將V_A數字量轉換為直流電壓，其輸出端與R₃、R₄構成的NM3、NM4的偏置電壓端口相連，來實現動態偏置NM3、NM4，從而控制主放大管有源跨導增強量來調節轉換增益，DAC2將V_B數字量轉換為直流電壓，其輸出端與R₅、R₆構成的PM1、PM2的偏置電壓端口相連，來實現動態偏置PM1、PM2，從而調節正反饋的反饋系數來控制輸入阻抗的調整量，DAC1、DAC2同時輸出，以達到同時動態調節轉換增益和輸入匹配補償的目的。