[發明專利]一種有源混頻器

在審

• 申請號: 201810715340.0
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108964613A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 樊璠
• 申請（專利權）人: 南通朝旭環保科技有限公司
• 主分類號: H03D7/14
• 分類號: H03D7/14
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 任毅

本發明公開了一種有源混頻器,屬于混頻器技術領域。該混頻器包括跨導級、開關級和負載級三部分；跨導級采用第三階跨導系數修正電流鏡對電路,將輸入的射頻差分電壓信號轉換成電流信號；開關級MOS管在本振大信號的控制下輪流導通；負載級電阻將開關級轉換后的電流信號轉換成電壓信號；該混頻器采用了改進型的動態電流注入技術,減小了混頻器的閃爍噪聲；相對現有技術,本發明結構簡單、轉換增益高、線性度好、噪聲低、端口隔離度好。

技術領域

本發明屬于射頻集成電路領域，涉及一種有源混頻器，具體為高轉換增益、高線性度、低噪聲、高隔離度的混頻器。

背景技術

隨著無線通信的高速發展，Wifi、藍牙廣泛應用于人們的工作于生活中，無線通信的迅速發展使得人們對通信設備需求不斷增加，并且對其性能提出了更高的要求。射頻接收機是無線通信的重要模塊，它的性能指標影響著整個無線通信系統，所以射頻集成電路的設計必須向著小型化、低成本、低功耗、高性能、高集成度方向發展。混頻器是射頻接收機的核心模塊，它實現射頻到中頻的轉換。有源混頻器對本振功率要求較低，而且可以提供較高的增益，降低混頻器后級電路的噪聲要求。因此，在混頻器的設計中，需要對轉換增益、噪聲、線性度、功耗、隔離度等性能指標進行綜合考慮。

發明內容

本發明的目的是提供一種有源混頻器電路，所要解決的技術問題是：在低功耗的基礎上提高混頻器的性能受到限制。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種有源混頻器電路，包括跨導級、開關級和負載級。跨導級模塊采用第三階跨導系數修正電流鏡技術、噪聲消除技術和源簡并電感結構，與外部輸入設備連接，接入射頻電壓信號，將射頻電壓信號轉化為射頻電流信號；開關級接入本振信號，采用MOS管在本振大信號的控制下輪流導通，對電流進行切換調制，來實現頻率的轉換；所述負載級RC電路負責把變頻后的中頻電流信號轉換成輸出電壓信號。

本發明的有益效果是：跨導級由第三階跨導系數修正電流鏡技術(M1-M10)構成，使得混頻器的轉換增益和線性度得到了改善。同時采用源簡并電感結構，電感L4、L5提供了較好的輸入匹配特性，還提高了電路的線性度。為降低輸入級的噪聲，在跨導級采用了噪聲消除技術。電路在兩個開關級的共源節點處并聯了一個電感L1，用來消除寄生電容對噪聲和線性度的影響。為了提高混頻器的轉換增益，電路采用了改進型的動態電流注入技術用來減小閃爍噪聲。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，跨導級包括NMOS管M1、NMOS管M2、NMOS管M3、NMOS管M4、NMOS管M9、NMOS管M10，PMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7、NMOS管M8，電感L1、電感L2、電感L3、電感L4和電感L5。其中電感L2的一端與射頻電壓信號的正極端RF+連接，另一端與NMOS管M1的柵極連接；NMOS管M1的源級與NMOS管M2的源級連接，漏極與NMOS管M9的漏極連接；NMOS管M9的柵極和漏極連接，源級與NMOS管M1的柵極連接；NMOS管M2的柵極與NMOS管M1的柵極連接，源級與NMOS管M1的源級連接，漏極與PMOS管M6的漏極連接；電感L4的一端與NMOS管M1的源級連接，另一端接地；PMOS管M5的漏極與NMOS管M1的漏極連接，柵極與PMOS管M6的柵極連接，源級與偏置電壓V0連接；PMOS管M6的柵極和漏極連接，源級與偏置電壓V0連接；