一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，是基于傳統(tǒng)的正交混頻器電路的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]混頻器電路是接收機(jī)通路中不可或缺的重要組成部分，其功能是實(shí)現(xiàn)頻率的相減或者疊加，傳統(tǒng)的混頻器電路分為有源混頻器與無源混頻器，有源混頻器以傳統(tǒng)吉爾伯特單元結(jié)構(gòu)為主，為射頻電壓信號直接輸入;無源混頻器以交叉連接的開關(guān)對為主，為射頻電壓信號通過跨導(dǎo)放大器轉(zhuǎn)換成射頻電流信號后輸入。
[0003]傳統(tǒng)混頻器用占空比為50 %的正交本振信號輸入并進(jìn)行混頻處理，其缺點(diǎn)是混頻增益低，非線性以及噪聲大。為了不讓混頻器開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，從而降低非線性以及噪聲，一種結(jié)構(gòu)圖如圖1所示的實(shí)現(xiàn)占空比為25%的正交混頻器被提出，通過額外引入一對2倍頻輸入2L0IP與2L0IN，與原有四路正交輸入一起實(shí)現(xiàn)25%占空比的選通，其正交混頻器電路如圖2所示。雖然其用簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了25%占空比的選通，增加了混頻增益，降低了非線性以及噪聲，但由于引入的一對2倍頻輸入2L0IP與2L0IN需要同樣工作在2倍頻的驅(qū)動電路，功耗大大增加，此外工作于不同頻率的驅(qū)動電路，其輸入阻抗，輸出驅(qū)動能力也不能做到完全一致，這樣會引起開關(guān)選通的誤差，從而引起IQ兩路輸出的不匹配。
[0004]本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，在保留上述改進(jìn)電路簡單結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，通過改變選通方案以及交叉耦合連接方式，實(shí)現(xiàn)對電路進(jìn)一步的優(yōu)化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，是基于傳統(tǒng)的正交混頻器電路的改進(jìn)。
[0006]本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，所述正交混頻器電路包括:壓控振蕩器、除2分頻器、射頻電路、混頻器和中頻電路，壓控振蕩器的輸出通過除2分頻器產(chǎn)生四路正交本振輸入信號，與射頻電路的射頻電流輸入信號通過混頻器進(jìn)行混頻處理，產(chǎn)生四路正交中頻輸出信號并送入中頻電路，所述混頻器為兩個(gè)電路結(jié)構(gòu)相同的級聯(lián)開關(guān)組構(gòu)成，用于將射頻電流輸入信號與除2分頻器產(chǎn)生的四路互為正交的本振輸入信號進(jìn)行混頻。
[0007]優(yōu)選的，射頻電流輸入信號包括正輸入信號、負(fù)輸入信號:射頻電流正輸入信號為RFIN+，射頻電流負(fù)輸入信號為RFIN-;四路正交本振輸入信號包括:正交本振I路正輸入信號、正交本振I路負(fù)輸入信號、正交本振Q路正輸入信號、正交本振Q路負(fù)輸入信號:正交本振I路正輸入信號為LOIP，正交本振I路負(fù)輸入信號為LOIN,正交本振Q路正輸入信號為LOQP，正交本振Q路負(fù)輸入信號為LOQN;四路正交中頻輸出信號包括中頻I路正輸出信號、中頻I路負(fù)輸出信號、中頻Q路正輸出信號、中頻Q路負(fù)輸出信號:中頻I路正輸出信號為IFIP，中頻I路負(fù)輸出信號為IFIN，中頻Q路正輸出信號為IFQP，中頻Q路負(fù)輸出信號為L0QN;
[0008]所述混頻器包括:晶體管差分對Ml，M2、晶體管差分對M3，M4、晶體管差分對M5，M6、晶體管差分對M7，M8、晶體管差分對M9，Ml O、晶體管差分對Ml I，Ml 2;
[0009]對于由晶體管差分對Ml，M2、晶體管差分對M3，M4以及晶體管差分對M9，M10組成的級聯(lián)開關(guān)組，晶體管Ml與M2的柵極分別連接LOIN與L0IP，漏極分別連接IFIN與IFQP，源極都連接M9的漏極;晶體管M3與M4的柵極分別連接LOIP與L0IN，漏極分別連接IFIP與IFQN，源極都連接MlO的漏極，晶體管M9與MlO的柵極分別連接LOQP與L0QN，源極都連接射頻電流正輸入信號RFIN+;
[0010]對于由晶體管差分對M5，M6、晶體管差分對M7，M8以及晶體管差分對Ml I，M12組成的級聯(lián)開關(guān)組，晶體管M5與M6的柵極分別連接LOIP與L0IN，漏極分別連接IFIN與IFQP，源極都連接Ml I的漏極；晶體管M7與M8的柵極分別連接LOIN與LOIP，漏極分別連接IFIP與IFQN，源極都連接M12的漏極，晶體管Ml I與M12的柵極分別連接LOQN與LOQP，源極都連接射頻電流負(fù)輸入信號RFIN-;
[0011]優(yōu)選的，晶體管Ml-M8的寬長比相等，晶體管M9-M12的寬長比相等;且為了使混頻器本振輸入端晶體管折到四路正交本振輸入信號的負(fù)載一致，晶體管M9-M12寬長比需為晶體管M1-M8寬長比的2倍。
[0012]優(yōu)選的，四路正交本振輸入信號L0IP、L0QP、L0IN與LOQN的相位分別為O度，90度，180度與270度；四路正交中頻輸出信號IFIP、IFQP、IFIN與IFQN的相位分別為O度，90度，180度與270度。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014](I)本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，相對于傳統(tǒng)的正交混頻器電路，可以提高混頻增益，降低非線性以及噪聲。
[0015](2)本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，相對于已提出的改進(jìn)電路，如圖2所示，可以在保持簡單電路結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，降低功耗，且保持IQ兩路匹配。
[0016](3)本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，每兩個(gè)開關(guān)晶體管構(gòu)成差分對，在源極形成虛地，可以有效減小高頻差模信號泄漏干擾，減小混頻器的噪聲。
【附圖說明】
[0017]圖1是已提出的改進(jìn)方案結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2是已提出改進(jìn)方案的混頻器電路圖；
[0019]圖3是本技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4是本技術(shù)方案的混頻器電路圖；
[0021 ]圖5是本技術(shù)方案的混頻器波形圖；
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本技術(shù)方案進(jìn)一步說明如下:
[0023]壓控振蕩器(VCO)的輸出通過除2分頻器產(chǎn)生四路正交本振輸入信號，與射頻輸入信號進(jìn)行混頻處理，產(chǎn)生四路正交中頻輸出信號，如圖3所示。
[0024]具體電路如圖4所示，射頻電流正輸入信號為RFIN+，射頻電流負(fù)輸入信號為RFIN-;正交本振I路正輸入信號為L0IP，正交本振I路負(fù)輸入信號為L0IN，正交本振Q路正輸入信號為LOQP，正交本振Q路負(fù)輸入信號為LOQN;中頻I路正輸出信號為IFIP，中頻I路負(fù)輸出信號為IFIN，中頻Q路正輸出信號為IFQP，中頻Q路負(fù)輸出信號為L0QN。
[0025]對于由晶體管差分對Ml，M2、差分對M3，M4以及差分對M9，MlO組成的級聯(lián)開關(guān)組，Ml與M2的柵極分別連接LOIN與LOIP，漏極分別連接IFIN與IFQP，源極都連接M9的漏極;M3與M4的柵極分別連接LOIP與L0IN，漏極分別連接IFIP與IFQN，源極都連接MlO的漏極，M9與MlO的柵極分別連接LOQP與L0QN，源極都連接射頻電流正輸入信號RFIN+;
[0026]對于由晶體管差分對M5，M6、差分對M7，M8以及差分對Ml I，Ml 2組成的級聯(lián)開關(guān)組，M5與M6的柵極分別連接LOIP與LOIN，漏極分別連接IFIN與IFQP，源極都連接Ml I的漏極;M7與M8的柵極分別連接LOIN與L0IP，漏極分別連接IFIP與IFQN，源極都連接M12的漏極，Mll與Ml 2的柵極分別連接LOQN與LOQP，源極都連接射頻電流負(fù)輸入信號RFIN-;
[0027]為了使混頻器本振輸入端晶體管折到四路正交本振輸入信號的負(fù)載一致，定義M1-M8的寬長比相等，M9-M12的寬長比相等;且M9-M12寬長比需為M1-M8寬長比的2倍。輸入四路正交本振信號L0IP、L0QP、L0IN與LOQN的相位分別為O度，90度，180度與270度，如圖5所示。每兩個(gè)開關(guān)晶體管構(gòu)成差分對，在源極形成虛地，可以有效減小差模信號泄漏干擾，減小混頻器的噪聲。最終射頻輸入經(jīng)過級聯(lián)開關(guān)選通，等效控制信號轉(zhuǎn)換為25%占空比，從而實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，其特征在于:所述正交混頻器電路包括:壓控振蕩器、除2分頻器、射頻電路、混頻器和中頻電路，壓控振蕩器的輸出通過除2分頻器產(chǎn)生四路正交本振輸入信號，與射頻電路的射頻電流輸入信號通過混頻器進(jìn)行混頻處理，產(chǎn)生四路正交中頻輸出信號并送入中頻電路，所述混頻器為兩個(gè)電路結(jié)構(gòu)相同的級聯(lián)開關(guān)組構(gòu)成，用于將射頻電流輸入信號與除2分頻器產(chǎn)生的四路互為正交的本振輸入信號進(jìn)行混頻。2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，其特征在于: 射頻電流輸入信號包括正輸入信號、負(fù)輸入信號:射頻電流正輸入信號為RFIN+，射頻電流負(fù)輸入信號為RFIN-;四路正交本振輸入信號包括:正交本振I路正輸入信號、正交本振I路負(fù)輸入信號、正交本振Q路正輸入信號、正交本振Q路負(fù)輸入信號:正交本振I路正輸入信號為LOIP，正交本振I路負(fù)輸入信號為LOIN,正交本振Q路正輸入信號為LOQP，正交本振Q路負(fù)輸入信號為L0QN;四路正交中頻輸出信號包括中頻I路正輸出信號、中頻I路負(fù)輸出信號、中頻Q路正輸出信號、中頻Q路負(fù)輸出信號:中頻I路正輸出信號為IFIP，中頻I路負(fù)輸出信號為IFIN，中頻Q路正輸出信號為IFQP，中頻Q路負(fù)輸出信號為LOQN; 所述混頻器包括:晶體管差分對Ml，M2、晶體管差分對M3，M4、晶體管差分對M5，M6、晶體管差分對M7，M8、晶體管差分對M9，Ml O、晶體管差分對Ml I，Ml 2; 對于由晶體管差分對Ml，M2、晶體管差分對M3，M4以及晶體管差分對M9，M10組成的級聯(lián)開關(guān)組，晶體管Ml與M2的柵極分別連接LOIN與LOIP，漏極分別連接IFIN與IFQP，源極都連接M9的漏極；晶體管M3與M4的柵極分別連接LOIP與L0IN，漏極分別連接IFIP與IFQN，源極都連接MlO的漏極，晶體管M9與Ml O的柵極分別連接LOQP與LOQN，源極都連接射頻電流正輸入信號RFIN+; 對于由晶體管差分對M5，M6、晶體管差分對M7，M8以及晶體管差分對Mil，M12組成的級聯(lián)開關(guān)組，晶體管M5與M6的柵極分別連接LOIP與L0IN，漏極分別連接IFIN與IFQP，源極都連接Ml I的漏極；晶體管M7與M8的柵極分別連接LOIN與LOIP，漏極分別連接IFIP與IFQN，源極都連接M12的漏極，晶體管Ml I與M12的柵極分別連接LOQN與LOQP，源極都連接射頻電流負(fù)輸入信號RFIN-;3.如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，其特征在于:晶體管M1-M8的寬長比相等，晶體管M9-M12的寬長比相等;晶體管M9-M12寬長比為晶體管M1-M8寬長比的2倍。4.如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)25%占空比的正交混頻器電路，其特征在于:四路正交本振輸入信號L0IP、L0QP、L0IN與LOQN的相位分別為O度，90度，180度與270度；四路正交中頻輸出信號IFIP、IFQP、IFIN與IFQN的相位分別為O度，90度，180度與270度。
【專利摘要】一種實(shí)現(xiàn)25％占空比的正交混頻器電路，其特征在于：所述正交混頻器電路包括：壓控振蕩器、除2分頻器、射頻電路、混頻器和中頻電路，壓控振蕩器的輸出通過除2分頻器產(chǎn)生四路正交本振輸入信號，與射頻電路的射頻電流輸入信號通過混頻器進(jìn)行混頻處理，產(chǎn)生四路正交中頻輸出信號并送入中頻電路。本實(shí)用新型相對于傳統(tǒng)的正交混頻器電路，可以提高混頻增益，降低非線性以及噪聲。
【IPC分類】H03D7/16
【公開號】CN205265627
【申請?zhí)枴緾N201521100776
【發(fā)明人】趙寅升, 沈劍均
【申請人】江蘇星宇芯聯(lián)電子科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月24日