[發(fā)明專(zhuān)利]一種滿(mǎn)擺幅高速正交二分頻電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910653341.1
• 申請(qǐng)日: 2019-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110460331B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳建輝;仝飛;李紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H03L7/18
• 分類(lèi)號(hào): H03L7/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發(fā)明公開(kāi)一種滿(mǎn)擺幅高速正交二分頻電路，包括差分輸入對(duì)、NMOS交叉耦合對(duì)、PMOS交叉耦合對(duì)。其中，NMOS交叉耦合對(duì)和PMOS交叉耦合對(duì)均作為差分輸入對(duì)的負(fù)載，為電路提供負(fù)阻；PMOS交叉耦合對(duì)的柵極與漏極之間插入電阻，加速PMOS管的導(dǎo)通；兩個(gè)差分輸入對(duì)的輸入通過(guò)交叉耦合連接，差分輸入信號(hào)分別控制兩個(gè)尾電流源的柵極，使兩個(gè)差分對(duì)交替導(dǎo)通。圖1中所有連線(xiàn)交叉處均有連接點(diǎn)。此種正交二分頻結(jié)構(gòu)可以保證在輸入頻率較高時(shí)仍可以正確實(shí)現(xiàn)二分頻功能，同時(shí)輸出信號(hào)擺幅達(dá)到電源電壓，對(duì)環(huán)境因素的影響也不敏感。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于正交二分頻器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種滿(mǎn)擺幅高速正交二分頻電路。

背景技術(shù)

在射頻收發(fā)系統(tǒng)中，鎖相環(huán)負(fù)責(zé)為混頻器提供穩(wěn)定的本振信號(hào)，是收發(fā)鏈路中的核心模塊，為了保證壓控振蕩器受功率放大器的頻率牽引影響最小，通常壓控振蕩器工作在二倍頻率附近，通過(guò)二分頻電路產(chǎn)生最終的本振信號(hào)，而由于二分頻電路工作在較高頻率處，其功耗在鎖相環(huán)甚至整個(gè)收發(fā)鏈路中都占據(jù)了可觀(guān)的份額。因此為了實(shí)現(xiàn)整體收發(fā)電路的低功耗，對(duì)正交二分頻電路的功耗優(yōu)化設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。

從結(jié)構(gòu)上看，在電源電壓較低時(shí)，由于晶體管的閾值電壓不能隨工藝等比例降低，因此可以縱向堆疊的晶體管數(shù)目較少，要求電路結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單；同時(shí)由于工作在較高頻率處，在一定功耗限制條件下，分頻器的輸出電壓充放電速度受限，輸出電壓擺幅無(wú)法達(dá)到電源電壓，需要額外的電路將分頻后的波形整形后才有足夠的驅(qū)動(dòng)能力驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路，而添加額外的電路會(huì)增加功耗，因此不利于低電壓低功耗設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)中存在的不足提供一種滿(mǎn)擺幅高速正交二分頻電路，在實(shí)現(xiàn)正交二分頻功能的基礎(chǔ)上提供足夠的擺幅驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路，而不需要額外的波形整形電路，同時(shí)對(duì)環(huán)境因素的影響不敏感。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種滿(mǎn)擺幅高速正交二分頻電路，包括差分輸入對(duì)、NMOS交叉耦合對(duì)、PMOS交叉耦合對(duì)，其中，NMOS交叉耦合對(duì)和PMOS交叉耦合對(duì)作為差分輸入對(duì)的負(fù)載，PMOS交叉耦合對(duì)的柵極與漏極之間插入電阻；正交二分頻電路由兩個(gè)完全相同的單元組成，包含第一單元和第二單元，所述第一單元和第二單元均包含差分輸入對(duì)和NMOS/PMOS交叉耦合對(duì)負(fù)載，且第一單元和第二單元通過(guò)交叉耦合連接。

作為本發(fā)明一種滿(mǎn)擺幅高速正交二分頻電路的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述差分輸入對(duì)包括第一NMOS管和第二NMOS管，其中第一NMOS管和第二NMOS管的源級(jí)相連，第一NMOS管和第二NMOS管的柵極分別與第一單元或第二單元的輸出端相連。

作為本發(fā)明一種滿(mǎn)擺幅高速正交二分頻電路的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述NMOS交叉耦合對(duì)包括第七NMOS和第八NMOS管，其中，第七NMOS和第八NMOS管的源級(jí)相連并接地，第七NMOS管的柵極與第八NMOS管的漏極相連，第七NMOS管的漏極與第八NMOS管的柵極相連，第七NMOS和第八NMOS管的柵極分別與第一單元或第二單元的輸出端連接。

作為本發(fā)明一種滿(mǎn)擺幅高速正交二分頻電路的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述PMOS交叉耦合對(duì)包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一電阻、第二電阻，其中，第一PMOS管、第二PMOS管的源級(jí)相連并連接電源電壓，第一PMOS管的柵極與第二電阻的一端相連，第一PMOS管的漏極與第一電阻的一端相連，第二PMOS管的柵極與第一電阻的另一端相連，第二PMOS管的漏極與第二電阻的另一端相連。

作為本發(fā)明一種滿(mǎn)擺幅高速正交二分頻電路的進(jìn)一步優(yōu)選方案，第一單元和第二單元中QP、QN、IP、IN分別為正交二分頻的輸出端，第五NMOS管、第六NMOS管為尾電流源，第五NMOS管的漏極接第一NMOS管、第二NMOS管的源級(jí)，第五NMOS管的源級(jí)接地，第五NMOS管的柵極接差分輸入信號(hào)的一端，第六NMOS管的漏極接第三NMOS管、第四NMOS管的源級(jí)，第六NMOS管的源級(jí)接地，第六NMOS管的柵極接差分輸入信號(hào)的另一端。