一種電流可復(fù)用低功耗射頻前端接收電路的制作方法
【專利說明】一種電流可復(fù)用低功耗射頻前端接收電路
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及的是一種射頻前端接收電路，具體涉及的是一種電流可復(fù)用低功耗的低噪聲放大器、混頻器以及壓控振蕩器的融合結(jié)構(gòu)，適用于低電壓、低功耗射頻接收機(jī)前端電路。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著消費(fèi)電子以及其他隨身應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，許多通信系統(tǒng)進(jìn)一步的集成在方寸之間，因而要求在盡可能小的面積中集成更多功能，同時(shí)各模塊的功能需要達(dá)到一定的應(yīng)用要求。對(duì)于射頻前端結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)低功耗的方法之一就是使不同的模塊采用同一偏執(zhí)電流。在單個(gè)電路模塊中，對(duì)低噪聲放大，正交下變頻以及本振信號(hào)的產(chǎn)生功能實(shí)現(xiàn)集成。射頻輸入、本振信號(hào)以及下變頻后的中頻信號(hào)均為電路的內(nèi)部信號(hào)，大幅度的降低了功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的問題與不足，本發(fā)明目的是在于提供一種電流可復(fù)用低功耗的射頻前端接收電路，即僅用一路電流供多個(gè)模塊使用以降低功耗并減小電路面積。對(duì)于每個(gè)模塊，電流足夠保證其性能；而對(duì)于多個(gè)模塊在不嚴(yán)重惡化性能的前提下，電路具有工作電壓低、功耗小的特點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種電流復(fù)用低功耗射頻前端接收電路包括低噪聲放大器，混頻器以及壓控振蕩器。
[0006]一種電流復(fù)用低功耗射頻前端接收電路，其特征在于:包括依次連接的
低噪聲放大器:所述低噪聲放大器采用源極負(fù)反饋電感共源級(jí)結(jié)構(gòu)，為雙平衡混頻器開關(guān)對(duì)提供偏置電流；
混頻器:為雙平衡混頻器，也就是Gilbert混頻器；具體就是對(duì)單平衡混頻器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)形成的雙平衡混頻器，即Gilbert混頻器，與雙平衡壓控振蕩器負(fù)載結(jié)合可以解決本振泄露的問題，同時(shí)增加了本振信號(hào)的振幅從而改善電路的噪聲系數(shù)；
壓控振蕩器:兩組雙平衡的交叉耦合NMOS管提供振蕩網(wǎng)絡(luò)所需基本負(fù)阻電路結(jié)構(gòu)，與電感、可變電容組成壓控振蕩器，同時(shí)又接兩組開關(guān)對(duì)的源極，將進(jìn)行混頻的本振信號(hào)注入。
[0007]其中，所述低噪聲放大器的NMOS管Ml的漏極連接混頻器中NMOS管M3源極，所述低噪聲放大器的NMOS管M2的漏極連接雙平衡混頻器中NMOS管M5源極。所述壓控振蕩器的NMOS管M7和M8的源極接混頻器種NMOS管M3和M5的漏極，所述壓控振蕩器的NMOS管M9和MlO的源極接混頻器種NMOS管M4和M6的漏極。
[0008]所述低噪聲放大器包括第一電感L1、第二電感L2、第一晶體管Ml、與第一晶體管Ml的柵極和源極并聯(lián)的第一電容Cl、第二晶體管M2、與第二晶體管M2的柵極和源極并聯(lián)的第二電容C2、與第一電容Cl 一端串聯(lián)的第三電感L3以及與第二電容C2—端串聯(lián)的第四電感L4 ;第一電感LI和第二電感L2 —端分別接第一晶體管Ml和第二晶體管M2的源極，第一電感LI和第二電感L2的另一端均接地；第三電感L3和第四電感L4 一端分別接第一晶體管Ml和第二晶體管M2的柵極。
[0009]所述雙平衡混頻器包括第三晶體管M3、第四晶體管M4、第五晶體管M5、第六晶體管M6、中頻負(fù)載If load和第三電容C3 ;第三晶體管M3的源極接第四晶體管M4的源極，第五晶體管M5的源極接第六晶體管M6的源極；第三晶體管M3的漏極接第五晶體管M5的漏極，第四晶體管M4的漏極接第六晶體管M6的漏極；第四晶體管M4和第五晶體管M5的柵極相連，接壓控振蕩器的振蕩頻率輸出LO-;第三晶體管M3的柵極與第六晶體管M6的柵極相連，接壓控振蕩器頻率輸出LO+ ;中頻負(fù)載結(jié)構(gòu)If load的兩端分別并聯(lián)在第三晶體管M3和第六晶體管M6的漏極；第三電容C3并聯(lián)在所述中頻負(fù)載的兩端；所述中頻負(fù)載的兩端為中頻信號(hào)的輸出端IF+和IF-。
[0010]在上述的電流復(fù)用低功耗射頻前端接收電路，所述壓控振蕩器包括第五電容C5、第六電容C6、可變電容Cv、第七晶體管M7、第八晶體管M8、第九晶體管M9和第十晶體管MlO ;第八晶體管M8的柵極接第七晶體管M7的漏極，第七晶體管M7的柵極接第八晶體管M8的漏極；第十晶體管MlO的柵極接第九晶體管M9的漏極，第九晶體管M9的柵極接第十晶體管MlO的漏極；第七晶體管M7的源極和第八晶體管M8的源極相連接第三電容C3的一端，第九晶體管M9的源極和第十晶體管MlO的源極相連接第三電容C3的另一端；第七晶體管M7的漏極和第九晶體管M9的漏極相連接可變電容Cv的一端；第八晶體管M8的漏極和第十晶體管MlO的漏極相連接可變電容Cv的另一端；第五電感L5和第六電感L6的一端分別接可變電容Cv的兩個(gè)極板，第五電感L5和第六電感L6的另一端均接電源電壓。
[0011]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):1、使得低噪聲放大器、有源混頻器、壓控振蕩器這三個(gè)模塊的總功耗大大降低，而每個(gè)模塊使用的電流沒有減小，因此電路的性能不會(huì)有明顯的惡化。
2、雙平衡有源混頻器與雙平衡壓控振蕩器的結(jié)合也優(yōu)化了電路本振泄露的問題，起到了好的隔離作用。
【附圖說明】
[0012]圖1為所設(shè)計(jì)電流復(fù)用低功耗射頻前端電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2為所設(shè)計(jì)電流復(fù)用低功耗射頻前端電路的電路原理圖。
[0014]圖3為所設(shè)計(jì)電路改進(jìn)后的雙平衡負(fù)載壓控振蕩器工作時(shí)的電流流向示意圖。
[0015]圖4為所設(shè)計(jì)電流復(fù)用低功耗射頻前端電路的電路噪聲系數(shù)仿真結(jié)果。
[0016]圖5為所設(shè)計(jì)電流復(fù)用低功耗射頻前端電路的的電路相位噪聲仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段與功效易于明白了解，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。圖中，Ml-第一晶體管；M2-第二晶體管；M3-第三晶體管；M4-第四晶體管；M5_第五晶體管；M6_第六晶體管；M7_第七晶體管；M8_第八晶體管；M9_第九晶體管；M10-第十晶體管；L1-第一電感；L2-第二電感；L3-第三電感；L4_第四電感；L5_第五電感；L6-第六電感；C1-第一電容；C2-第二電容；C3-第三電容；Cv-可變電容；Ifload-中頻負(fù)載。
[0018]參見圖1，本發(fā)明包括低噪聲放大器，混頻器以及壓控振蕩器。所述低噪聲放大器采用源極負(fù)反饋電感共源級(jí)結(jié)構(gòu)，可以為雙平衡混頻器開關(guān)對(duì)提供偏置電流。對(duì)單平衡混頻器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)形成的雙平衡混頻器，即Gilbert混頻器與雙平衡壓控振蕩器負(fù)載結(jié)合可以解決本振泄露的問題，同時(shí)增加了本振信號(hào)的振幅從而改善電路的噪聲系數(shù)。兩組雙平衡的交叉耦合MOS管提供振蕩網(wǎng)絡(luò)所需基本負(fù)阻電路，與電感、可變電容組成壓控振蕩器，同時(shí)有作為兩組開關(guān)對(duì)的源極，將進(jìn)行混頻的本振信號(hào)注入。
[0019]作為射頻接收電路的前端，射頻信號(hào)一路通過第三電感L3輸入，低噪聲放大器包括第一電感L1、第三電感L3、第一晶體管Ml組成的傳統(tǒng)的源極負(fù)反饋電感型源極放大器，第一電感LI作為源極負(fù)反饋?zhàn)杩梗诘谝痪w管Ml的柵極引入輸入阻抗的實(shí)部，第一電感LI與第一晶體管Ml的柵源電容諧振使得輸入阻抗的虛部為零，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。與第一晶體管Ml的柵源兩端并聯(lián)的第一電容Cl，可以彌補(bǔ)尺寸的減少而使得第一晶體管Ml的柵源電容減小的不足，以便更好的進(jìn)行阻抗匹配。射頻信號(hào)差分信號(hào)另一路通過第三電感L3輸入到第二晶體