[發明專利]組合式混頻器和濾波器電路

在審

• 申請號: 201780097368.6
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN111434038A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: U·奧茲德米爾
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H03H11/08
• 分類號: H03H11/08;H03D7/14
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜

公開了一種組合式混頻器和濾波器電路。所述組合式混頻器和濾波器電路包括混頻器，所述混頻器包括第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。所述組合式混頻器和濾波器電路還包括濾波器，所述濾波器包括有源電感器和第一電容器。所述有源電感器包括晶體管和電阻器，所述晶體管具有第一端子、第二端子以及第三端子，所述電阻器被連接在所述晶體管的所述第一端子與電壓電位之間。所述第一電容器被連接在所述第三端子與信號地之間，并且所述晶體管的所述第二端子被連接到所述混頻器的所述第二輸入端。

技術領域

本文的實施例涉及組合式混頻器和濾波器電路。特別地，它們涉及與通過使用有源電感器實現的低通濾波器(LPF)相組合的混頻器。

背景技術

無線通信系統通常包括復雜的發射機和接收機電路鏈，它們包括幾個頻率轉換步驟。發射機電路通常將基帶信號上變頻為射頻(RF)信號以進行傳輸，而接收機電路將所接收的RF信號下變頻為基帶信號以進行處理。這種頻率轉換需要混頻器來混合兩個頻率信號。

模擬低通濾波器在發射機中的數模轉換器(DAC)之后和接收機中的模數轉換器(ADC)之前用作抗混疊(anti-alias)濾波器。通常它們被實現為具有反饋元件的運算放大器，這些反饋元件生成復極點(complex poles)以有效地抑制混疊頻率，同時以最小失真傳遞信號。其他備選方案是使用有源或無源組件(如電感器、電容器和電阻器)來形成這些濾波器。但是，大多數應用需要極點是復極點以在阻帶處達到所需衰減，同時使通帶增益下降保持最小。實極點在極點頻率下產生3dB衰減，例如如果需要三階濾波以達到所需阻帶衰減，則在所有極點在同一位置的情況下，這將在極點頻率下導致9dB衰減，這意味著通帶中的不可避免的明顯“增益下降”。

生成復極點的一種常用方法是在反饋配置中使用運算放大器。但是，隨著信號帶寬的增加，這產生很高的電流消耗。原因是運算放大器需要比信號帶寬高5-10倍的帶寬(被稱為單位增益帶寬(UGB)或增益帶寬積(GBP))以便將通帶中的環路增益保持為高。如果需要高階濾波器，則需要更多的運算放大器，從而進一步增加電流消耗。例如，現今5G產品的基站收發臺(BTS)要求是400MHz瞬時帶寬(IBW)，甚至存在關于800MHz IBW的討論，這意味著在同相和正交相信號上需要200MHz基帶BW。這意味著數字預失真(DPD)帶寬將更高。取決于設置了環路增益需要多高的線性要求，這意味著運算放大器需要具有大約3-6GHz的UGB。如果需要800MHzIBW，則可能需要加倍，這甚至在高電流消耗下也難以實現。

生成復極點的另一種方法是使用跨導電容(gm-C)型濾波器。遺憾的是，由于輸入和輸出電壓擺幅很大，它們在低電源電壓下具有很差的線性。

還可以通過使用無源電感器(L)、電容器(C)組件來生成復極點。該解決方案的缺點是硅面積。因為討論中的信號帶寬仍然低于1GHz，所以每個集成電感器需要更大的硅面積，這使得該選項對集成電路沒有吸引力。

發明內容

因此，本文的實施例的一個目標是提供一種生成用于濾波器電路的復極點的改進技術。

根據本文的實施例的一個方面，通過一種組合式混頻器和濾波器電路來實現該目標。所述組合式混頻器和濾波器電路包括混頻器，所述混頻器包括第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。所述組合式混頻器和濾波器電路還包括濾波器，所述濾波器包括有源電感器和第一電容器。所述有源電感器包括晶體管和電阻器，所述晶體管具有第一端子、第二端子以及第三端子，所述電阻器被連接在所述晶體管的所述第一端子與電壓電位之間。所述第一電容器被連接在所述第三端子與信號地之間，并且所述晶體管的所述第二端子被連接到所述混頻器的所述第二輸入端。