[發(fā)明專利]一種電流復(fù)用低功耗射頻接收機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710963368.1
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107645300B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖友春;張釗鋒;程帥;李琳紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海高等研究院
• 主分類號: H04B1/16
• 分類號: H04B1/16;H04B1/10
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 顧正超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種射頻接收機，特別是涉及一種基于變壓器的電流復(fù)用低功耗射頻接收機。

背景技術(shù)

隨著射頻技術(shù)的不斷推動，低功耗射頻接收機在越來越多的場合得到廣泛應(yīng)用，例如植入式醫(yī)療設(shè)備、可穿戴設(shè)備、窄帶物聯(lián)網(wǎng)等。傳統(tǒng)接收機前端設(shè)計一般采用單獨的射頻模塊級聯(lián)而成，一般包括：單端轉(zhuǎn)差分變壓器(通常在芯片外部板級焊接)、低噪聲放大器，混頻器等，這種設(shè)計占用較多的面積，同時消耗功耗較大。

此外，為提高接收機的關(guān)鍵指標(biāo)靈敏度，一般需要降低接收機噪聲系數(shù)。接收機噪聲系數(shù)的主要來源是第一級(通常為低噪聲放大器)輸入管的跨導(dǎo)熱噪聲，而跨導(dǎo)熱噪聲貢獻和消耗的電流成反比，因此要降低輸入管跨導(dǎo)熱噪聲現(xiàn)有的方法通常需要消耗較多的電流，使得兼顧低噪聲和低功耗成為設(shè)計難點。

圖6為傳統(tǒng)的單管共柵放大結(jié)構(gòu)，通常需要在MOS管源級加入Zs以進行偏置，Zs可以為電感、電阻或電流鏡結(jié)構(gòu)，然而Zs位于輸入端口，噪聲貢獻較大，需要盡量降低噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種電流復(fù)用低功耗射頻接收機，以在降低接收機消耗電流的同時，得到低噪聲系數(shù)和高靈敏度。

為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種電流復(fù)用低功耗射頻接收機，包括：

變壓器，用于將天線接收的單端射頻信號或外接差分信號經(jīng)其初級-次級的變換轉(zhuǎn)換為差分信號并從第一差分電壓節(jié)點P1和第二差分電壓節(jié)點P2輸出差分信號；

共柵輸入級，用于將所述變壓器輸出的差分信號進行電容交叉耦合放大并從第三差分電壓節(jié)點P3和第四差分電壓節(jié)點P4輸出差分放大信號；

共源放大電路，用于將所述變壓器輸出的差分信號在不增加電流消耗的情況下進行額外的跨導(dǎo)放大并從第三差分電壓節(jié)點P3和第四差分電壓節(jié)點P4輸出差分放大信號；

共模電壓穩(wěn)定電路，用于利用負(fù)反饋原理穩(wěn)定所述第三差分電壓節(jié)點P3和第四差分電壓節(jié)點P4的共模電壓；

下變頻開關(guān)電路，用于在本振信號的控制下將所述共柵輸入級、共源放大電路輸出的差分放大信號進行下變頻得到中頻信號并從第五差分電壓節(jié)點P5和第六差分電壓節(jié)點P6輸出差分中頻電流信號；

跨阻放大器，用于將所述下變頻開關(guān)電路輸出的差分中頻電流信號轉(zhuǎn)為電壓信號并放大輸出。

進一步地，所述電流復(fù)用低功耗射頻接收機還包括下變頻開關(guān)管偏置產(chǎn)生電路，用于給所述下變頻開關(guān)電路的開關(guān)MOS管產(chǎn)生直流偏置電壓并將來自鎖相環(huán)PLL的差分本振信號耦合至所述下變頻開關(guān)電路的開關(guān)MOS管的柵極。

進一步地，所述共柵輸入級與所述共源放大電路采用電流復(fù)用結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述共柵輸入級包括第一NMOS管、第二NMOS管、第一耦合電容、第二耦合電容、第一偏置電阻和第二偏置電阻，所述變壓器的次級線圈的同相端與第一耦合電容的一端、第一NMOS管的源極相連組成所述第一差分電壓節(jié)點P1，所述變壓器的次級線圈的反相端與所述第二耦合電容的一端、第二NMOS管的源極相連組成所述第二差分電壓節(jié)點P2，所述第一耦合電容的另一端連接至所述第二NMOS管的柵極和第二偏置電阻的一端，所述第二耦合電容的另一端連接至所述第一NMOS管的柵極和所述第一偏置電阻的一端，所述第一偏置電阻的另一端和第二偏置電阻的另一端連接至第一偏置電壓，所述第一NMOS管連接所述第三差分電壓節(jié)點P3，所述第二NMOS管的漏極連接所述第四差分電壓節(jié)點P4。

進一步地，所述共源放大電路包括第三PMOS管、第四PMOS管、第三耦合電容、第四耦合電容、第三偏置電阻和第四偏置電阻，所述第三耦合電容的一端連接所述第一差分電壓節(jié)點P1，所述第四耦合電容一端連接第二差分電壓節(jié)點P2，所述第三耦合電容的另一端與第四PMOS管的柵極和第四偏置電阻的一端相連，所述第四耦合電容的一端與第三PMOS管的柵極和第三偏置電阻的一端相連，所述第三偏置電阻的另一端和第四偏置電阻的另一端連接至第二偏置電壓，所述第三PMOS管的漏極連接第三差分電壓節(jié)點P3，所述第四PMOS管的漏極連接所述第四差分電壓節(jié)點P4，所述第三PMOS管與第四PMOS管的源極連接所述共模電壓穩(wěn)定電路。