專利名稱：無源高頻鏡像抑制混頻器的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及鏡像抑制混頻器，更具體地涉及在高達(dá)幾萬兆赫茲以及更高的頻率下工作的無源鏡像抑制混頻器的操作方法。
背景技術(shù)：
隨著無線通信發(fā)展，工作頻率大幅提高。目前使用的是幾十GHz的頻率，希望頻率會隨著時間日益增大。還了解到，高頻下的操作對功率和技術(shù)要求嚴(yán)格。也就是說對于同一設(shè)計(jì)而言，工作頻率越高，功耗越大。較高頻率范圍還需要使用能夠有效地解決頻率要求的較深奧的制造技術(shù)，比如GaAs (砷化鎵)，但這樣的制造技術(shù)從技術(shù)角度和功率角度而言具有代價(jià)。只要對這樣的產(chǎn)品的要求低，可以容許這樣的技術(shù)，但當(dāng)對批量生產(chǎn)的需求提高時，需要利用更省功率且較不深奧的技術(shù)。為了降低成本，有從較昂貴的處理技術(shù)移向成本較低的處理技術(shù)的趨勢，例如，從 GaAs移向CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)。然而，成本較低的技術(shù)(比如CMOS)可能具有其它的缺點(diǎn)。在用以在幾十GHz的范圍中的頻率下工作的鏡像抑制混頻器(IRM)的領(lǐng)域中， 目前尚未使用基于CMOS的技術(shù)，因此并沒有實(shí)現(xiàn)與這樣的技術(shù)有關(guān)的優(yōu)勢。而且，使用有源組件，吉爾伯特單元是突出的解決方案。圖1中示出了另一種方法。M0S(金屬氧化物半導(dǎo)體)下變頻乘法器混頻器100包括四MOS單元110和互阻放大器120，互阻放大器120用于將混頻電路的輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓信號。MOS下變頻乘法器混頻器100連同電容器130 還起到低通濾波器的作用，以僅使中頻(IF)通過。四MOS單元110是可作為乘法混頻器操作的平衡混頻器?；祛l器的輸入處的RF信號與本地振蕩器(LO)信號相乘。該電路100的低通濾波器使RF+L0的乘積截止，同時保持頻率IF RF-LO0現(xiàn)有技術(shù)是有局限性的，因?yàn)槠洳荒軌蛱峁┚哂幸韵滦再|(zhì)的混頻器功耗低，在成本效率高的集成電路(IC)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)，以及能夠在高中頻(IF)、優(yōu)選地在GHz范圍中工作。 因此，提供克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性的解決方法將是有利的。


圖1是乘法下變頻混頻器(現(xiàn)有技術(shù))。圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理實(shí)現(xiàn)的無源IRM的示意圖。圖3是用作無源IRM的元件的混合器元件。
圖4是無源IRM的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的裝置是能夠在非常高頻率下工作并且可根據(jù)所公開的方法工作的鏡像抑制混頻器(IRM)的完全無源的實(shí)現(xiàn)方式。該IRM包括一對四MOS乘法器以及一對集總元件混合器，產(chǎn)生無源1冊?？梢栽趲资瓽Hz的射頻(RF)中以及幾GHz的中頻(IF)中進(jìn)行操作。信號RF+和RF-提供至兩個四MOS乘法器。本地振蕩器信號(LO)用來將信號LO+和 LO-提供至所述乘法器中的一個乘法器，并且通過將LO提供至移相器，產(chǎn)生相移90度LO+ 信號和LO-信號，并提供至另一乘法器。將兩個乘法器的輸出提供給所述混合器以及從每一混合器選擇合適的IF信號確保無源IRM的正確運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明的原理，將圖1中示出的混合器解決方案改為1冊，其中利用互阻放大器實(shí)現(xiàn)的濾波操作被集總元件混合器代替。在下面的圖3中進(jìn)一步描述該混合器，該混合器同時起到帶通濾波器和鏡像抑制裝置的作用。結(jié)果是完全無源電路，該完全無源電路的操作不需要偏流?，F(xiàn)在參照圖2，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的原理實(shí)現(xiàn)的無源IRM 200的示意圖。基本上，其包括通常在深三極管區(qū)工作的四MOS元件110(110-1和110-2，還參加見圖1)、移相器220和混合器230。鏡像抑制混頻器200的目的是抑制下變頻的鏡像(IM)信號。存在RF信號和本地振蕩器(LO)信號。IM信號是IM = RF+2*IF。因此，如果RF < L0, 則 IF = LO-RF 且 IM = RF+2*IF = RF+2* (LO-RF) = 2*L0_RF。當(dāng)發(fā)生下變頻時，這變成 2*L0-RF-L0 = LO-RF = IF。換言之，產(chǎn)生不需要的頻率IM并進(jìn)入IF信號，因此需要將需要的RF與不需要的IM分開。該解決方案利用IRM且根據(jù)本發(fā)明利用該混合器。因此，該混合器的第一輸出攜帶來自需要的RF頻率的IF成分，混合器的第二輸出攜帶來自IM頻率的IF成分。RF信號相對于LO信號的定位限定了哪一輸出攜帶哪一成分。這需要確定是 RF大于LO還是RF小于L0，然后隨即從該混合器選擇所需輸出，如圖3中進(jìn)一步所示。圖 2中示出的無源混頻器(無源表示不能夠或者至少不提供增益)和混合器的組合不僅提供鏡像抑制，還像無源濾波器一樣作用以抑制高頻成分(RF+L0)并消除對電流至電壓轉(zhuǎn)換的要求，因?yàn)榛旌掀魇怯蓙碜运腗OS晶體管的電流直接驅(qū)動的。值得注意的是，圖2的MOS單元110作為乘法混頻器操作，其輸出是射頻(RF)信號和本地振蕩器(LO)信號的乘積，或者換言之RFXL0，產(chǎn)生頻率RF+L0和RF-LO的輸出。 乘法器110因此接收差分RF信號RF+和RF-。此外，乘法器110-1接收差分LO信號LO+和 L0-，而乘法器110-2接收相同的LO利用移相器220移相90°后的信號。根據(jù)本發(fā)明，移相器220是無源元件，在典型的實(shí)現(xiàn)中，可以使用以基于硅的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的蘭吉耦合器(Lange coupler) 0因此，乘法器110-1輸出差分信號“I IF+”以及“I IF-”，乘法器110-2輸出差分信號“Q IF+”和“Q IF-”。乘法器110-1和乘法器110-2的輸出提供至集總元件混合器 230。將就下面的圖3提供集總元件230的詳細(xì)描述。乘法器110-1的輸出“I IF+”和乘法器110-2的輸出“Q IF+”提供至混合器230-1的輸入。乘法器110-1的輸出“I IF-”和乘法器110-2的輸出“Q IF-”提供至混合器230-2的輸入。混合器230分別在混合器230-1 的輸出處和混合器230-2的輸出處提供需要的“IF+”信號和需要的“IF-”信號，并且參照圖3在下文進(jìn)一步描述。為了進(jìn)一步理解本發(fā)明的原理，參照圖3，圖3示出集總元件混合器230?；旌掀?30包括四個電感器和四個電容器，該四個電感器和四個電容器被設(shè)計(jì)成模擬典型的微波分支線耦合器的作用，而不利用單片式微波集成電路技術(shù)?；旌掀?30的輸入“I”連接到電容器234-1的一端，電容器234-1的另一端接地。兩個電感器即電感器232-1和電感器 232-4也連接至輸入“I”。電感器232-1的另一端連接到混合器230的輸入“Q”以及電容器234-2的一端和電感器232-2的一端，電容器234-2的另一端接地。電感器232-4的另一端連接到混合器230的端子237以及電容器234-3和電感器232-3的端子，電容器234-3 的另一端接地。電感器232-2和電感器232-3的另一端互相連接且連接到電容器234-4的一端以及混合器230的輸出端子238，電容器234-4的另一端接地。開關(guān)236確定端子237 和端子238中存在的哪一信號是“需要的IF”信號并相應(yīng)地將該端子連接至混合器230的輸出IF。。當(dāng)RF > LO時，開關(guān)具有第一位置，當(dāng)RF < LO時，該開關(guān)具有第二位置。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，一個或多個電容器234是可調(diào)諧的，由此能夠調(diào)諧該混合器。為此， 可以使用本領(lǐng)域的技術(shù)中熟知的開關(guān)電容器組(未示出)或可變電容器(未示出)，產(chǎn)生可變的混合器230。在具有IGHz以上的IF的示例性應(yīng)用中，比如IF在l_7GHz范圍中，電感器范圍是1-6ηΗ，電容器范圍是l_6pF。這些范圍中的電感器和電容器在一般的制造技術(shù)比如CMOS技術(shù)中可容易地和低廉地實(shí)現(xiàn)，由此能夠成本效率高地實(shí)現(xiàn)這樣的集成電路(IC)。 而且，在IRM 200的輸出處使用混合器230消除了現(xiàn)有技術(shù)方案中對混合器的輸出處的運(yùn)算放大器的需求。在另一實(shí)施方式中，IF高于5GHz。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式(圖2)中，一組開關(guān)(未示出)可以直接連接在混合器輸出處，使每次僅選擇這兩個輸出中的一個輸出?；旌掀?30-1提供最終的IF+，混合器 230-2提供最終的IF-。使用混合器的兩個端子237、238或者使它們在第一位置中可用的原因是允許在RF頻率較大時對輸出信號的處理與在LO頻率大于RF頻率的情況中時對輸出信號的處理不同。通過在混合器輸出處具有開關(guān)，可以根據(jù)接收器鏈的操作的頻率計(jì)劃選擇適當(dāng)?shù)妮敵龆?。如果頻率針對一給定系統(tǒng)是固定的，則這當(dāng)然是不需要的，因?yàn)樵谶@樣的情況下，可以使用兩個輸出中的一個輸出而不利用開關(guān)。另一輸出可以通過50歐姆的電阻簡單接地。在另一實(shí)施方式中，兩個IF信號的輸出“I”和“Q”可以相加以將差分輸出轉(zhuǎn)換為具有全振幅的單一 IF信號輸出。合適的混合器輸出具有受到抑制的鏡像(IM)成分， 這是混頻器的鏡像抑制操作。根據(jù)本發(fā)明，混合器230具有雙重角色它們作為帶通濾波器操作以抑制混頻器輸出成分RF+L0，以及作為IM抑制組件操作。完全無源實(shí)現(xiàn)的IRM提供了低功耗實(shí)現(xiàn)以及尤其是使用普遍的CMOS制造技術(shù)的重要優(yōu)勢。特別地，完全無源實(shí)現(xiàn)的IRM允許針對極高頻率實(shí)現(xiàn)IRM，例如，90納米CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)60GHz IRM，不然在這樣的技術(shù)中這是不可實(shí)現(xiàn)的。利用混合器230實(shí)現(xiàn)幾GHz的范圍中的高頻IF，所述范圍與高達(dá)60GHz的RF頻率相兼容。利用現(xiàn)有技術(shù)的解決方案，有源混頻器與混合器的組合不能夠針對這樣的高RF操作。反之亦然，無源混頻器和替代混合器的運(yùn)算放大器的組合不適于這樣的IF范圍。因此，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的劣勢。還通過結(jié)合MOS開關(guān)和混合器使用實(shí)現(xiàn)移相器的蘭吉耦合器(這些元件全部適于基于硅的技術(shù))， 不損害在幾十GHz的RF范圍中以及在幾GHz的范圍內(nèi)的IF中工作并且實(shí)現(xiàn)IC上的電路的混頻器所需的性能。現(xiàn)在參照圖4，圖4示出了無源IRM 200的操作的流程圖400。在S410中，信號RF+ 和信號RF-提供至四MOS乘法器，例如圖2的乘法器110-1和乘法器110-2。在S420中，信號LO+和信號LO-提供至所述四MOS乘法器中的一個四MOS乘法器，例如乘法器110-1。在 S430中，信號LO+和信號LO-由移相器(例如，移相器220)相移90度，以產(chǎn)生LO+相移信號和LO-相移信號。在S440中，LO+相移信號和LO-相移信號提供至另一乘法器，例如乘法器110-2。在步驟S450中，信號“I IF+”提供至第一集總元件混合器的輸入“I”，第一集總元件混合器例如為混合器230-1 ；信號“Q IF+”提供至第一集總元件混合器的輸入“Q”， 第一集總元件混合器例如混合器230-1 ；信號“I IF-”提供至第二集總元件混合器的輸入 “ I ”，該第二集總元件混合器例如混合器230-2 ；以及信號“Q IF-”提供至第二集總元件混合器的輸入“Q”，該第二集總元件混合器例如混合器230-2。在S460中，檢查RF是否大于 LO頻率，如果是，繼續(xù)執(zhí)行S470 ；否則繼續(xù)執(zhí)行S480。在S470中，響應(yīng)于S460中的判斷， 每一混合器230中的開關(guān)放置在第一位置，例如對于開關(guān)236而言是位置237。在S480中， 響應(yīng)于S460中的判斷，每一混合器230中的開關(guān)放置在第二位置，例如，對于開關(guān)236而言是位置238。在步驟S490中，無論執(zhí)行通過S470還是S480，從第一混合器(例如，混合器 230-1)提供信號IF+，從第二混合器(例如，混合器230-2)提供信號IF-。
盡管出于說明目的而并非限制目的公開并描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，但本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員將理解，可以對本發(fā)明作形式和細(xì)節(jié)的各種改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。特別的，所公開的電路適于任何基于硅的制造工藝，包括M0S、BiCM0S(雙極互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)和CMOS工藝。RF的上限由工藝幾何確定。
權(quán)利要求
1.一種用于操作無源鏡像抑制混頻器(IRM)的方法，所述方法包括以下步驟 向第一 MOS乘法器提供射頻輸入信號RF+和RF-；向所述第一 MOS乘法器提供本地振蕩器輸入信號LO+和LO-； 響應(yīng)于提供給所述第一 MOS乘法器的所述射頻輸入信號RF+和RF-以及所述本地振蕩器輸入信號LO+和L0-，產(chǎn)生中頻輸出信號I IF+和I IF-;利用無源移相器，從所述本地振蕩器輸入信號LO+和LO-分別產(chǎn)生LO+相移90°輸出信號和LO-相移90°輸出信號；向第二 MOS乘法器提供所述射頻輸入信號RF+和RF-；向所述第二 MOS乘法器提供所述LO+相移90°輸出信號和所述LO-相移90°輸出信號；響應(yīng)于提供給所述第二 MOS乘法器的所述射頻輸入信號RF+和RF-以及所述LO+相移 90°輸出信號和所述LO-相移90°輸出信號，產(chǎn)生IF輸出信號Q IF+和Q IF-；響應(yīng)于所述射頻是大于還是小于所述本地振蕩器的頻率的判斷以及還響應(yīng)于所述輸出信號I IF+和所述輸出信號Q IF+，產(chǎn)生輸出信號IF+;以及響應(yīng)于所述射頻是大于還是小于所述本地振蕩器的頻率的判斷以及還響應(yīng)于所述輸出信號I IF-和所述輸出信號Q IF-，產(chǎn)生輸出信號IF-。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括使所述第一 MOS乘法器和所述第二 MOS乘法器在深三極管區(qū)中工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述IF頻率在IGHz以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括 提供在5GHz以上的RF頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述產(chǎn)生輸出信號IF+和IF-的步驟包括使第一集總元件混合器和第二集總元件混合器以通信方式連接到所述第一 MOS乘法器和所述第二 MOS乘法器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述集總元件混合器包括第一電容器，所述第一電容器具有連接到所述集總元件混合器的輸入I的第一端； 第二電容器，所述第二電容器具有連接到所述集總元件混合器的輸入Q的第一端； 第三電容器，所述第三電容器具有連接到所述集總元件混合器的二至一開關(guān)的第一輸入的第一端；第四電容器，所述第四電容器具有連接到所述集總元件混合器的所述二至一開關(guān)的第二輸入的第一端；第一電感器，所述第一電感器連接在所述輸入I和所述二至一開關(guān)的所述第一輸入之間；第二電感器，所述第二電感器連接在所述輸入Q和所述二至一開關(guān)的所述第二輸入之間；第三電感器，所述第三電感器連接在所述輸入I和所述輸入Q之間； 第四電感器，所述第四電感器連接在所述二至一開關(guān)的所述第一輸入和所述二至一開關(guān)的所述第二輸入之間；以及所述二至一開關(guān)連接到所述集總元件混合器的IF輸出端，且能夠響應(yīng)于對所述射頻大于還是小于所述本地振蕩器的頻率作的所述判斷，在所述二至一開關(guān)的所述第一輸入和所述二至一開關(guān)的所述第二輸入之間進(jìn)行選擇。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，所述方法還包括當(dāng)所述射頻大于所述本地振蕩器頻率時，將所述二至一開關(guān)切換到第一位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，所述方法還包括當(dāng)所述射頻大于所述本地振蕩器頻率時，將所述二至一開關(guān)切換到第二位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的至少一個電容器能夠被調(diào)諧以提供可變電容，從而調(diào)諧所述集總元件混合器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括調(diào)諧所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的至少一個電容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述調(diào)諧在1皮法到6皮法的范圍中進(jìn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的至少一個電容器是包括多個電容器的開關(guān)電容器組。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括切換所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的至少一個電容器的所述開關(guān)電容器組。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述切換在1皮法到6皮法的范圍中進(jìn)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的每一電容器具有在1皮法到6皮法的范圍中的電容。
16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一電感器、所述第二電感器、所述第三電感器和所述第四電感器中的每一電感器具有在1納亨到6納亨的范圍中的電感。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無源移相器是蘭吉耦合器。
18.一種無源鏡像抑制混頻器(IRM)，所述無源鏡像抑制混頻器包括第一 MOS乘法器，所述第一 MOS乘法器能夠接收形成差分射頻輸入信號的輸入信號RF+ 和RF-以及接收形成差分本地振蕩器輸入信號的輸入信號LO+和L0-，且還能夠輸出中頻差分輸出信號I IF+和I IF-;第二 MOS乘法器；無源移相器，所述無源移相器連接到所述差分本地振蕩器輸入信號，并且能夠?qū)⑺霾罘直镜卣袷幤鬏斎胄盘栂嘁?0°后輸出到所述第二 MOS乘法器；所述第二 MOS乘法器能夠接收所述差分射頻輸入信號以及所述無源移相器的輸出，且還能夠輸出中頻(IF)差分輸出信號Q IF+和Q IF-；第一集總元件混合器，所述第一集總元件混合器連接成接收所述第一 MOS乘法器的所述輸出信號I IF+和所述第二MOS乘法器的所述輸出信號Q IF+，所述第一集總元件混合器能夠響應(yīng)于所述射頻輸入信號的頻率大于還是小于第一差分本地振蕩器輸入信號的頻率來輸出輸出信號IF+;以及第二集總元件混合器，所述第二集總元件混合器連接成接收所述第一 MOS乘法器的所述輸出信號I IF-以及所述第二MOS乘法器的所述輸出信號Q IF-，所述第二集總元件混合器能夠響應(yīng)于所述射頻輸入信號的頻率大于還是小于所述第一差分本地振蕩器輸入信號的頻率而輸出輸出信號IF-；所述第一 MOS乘法器和所述第二 MOS乘法器在深三極管區(qū)工作。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無源IRM，其中，所述IRM在IGHz以上的中頻下操作。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無源IRM，其中，所述IRM在5GHz以上的中頻下操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無源IRM，其中，各所述集總元件混合器包括 第一電容器，所述第一電容器具有連接到所述集總元件混合器的輸入I的第一端； 第二電容器，所述第二電容器具有連接到所述集總元件混合器的輸入Q的第一端；第三電容器，所述第三電容器具有連接到所述集總元件混合器的二至一開關(guān)的第一輸入的第一端；第四電容器，所述第四電容器具有連接到所述集總元件混合器的所述二至一開關(guān)的第二輸入的第一端；第一電感器，所述第一電感器連接在所述輸入I和所述二至一開關(guān)的所述第一輸入之間；第二電感器，所述第二電感器連接在所述輸入Q和所述二至一開關(guān)的所述第二輸入之間；第三電感器，所述第三電感器連接在所述輸入I和所述輸入Q之間； 第四電感器，所述第四電感器連接在所述二至一開關(guān)的所述第一輸入和所述二至一開關(guān)的所述第二輸入之間；以及所述二至一開關(guān)連接到所述集總元件混合器的IF輸出端，且能夠響應(yīng)于所述差分射頻輸入信號的頻率是大于還是小于所述差分本地振蕩器輸入信號的頻率來在所述二至一開關(guān)的所述第一輸入和所述二至一開關(guān)的所述第二輸入之間進(jìn)行選擇。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的無源IRM，其中，所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的至少一個電容器能夠被調(diào)諧以提供可變電容。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的無源IRM，其中，所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的至少一個電容器是包括多個電容器的開關(guān)電容器組。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的無源IRM，其中，在每一所述集總元件混合器中，所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的每一電容器具有在1皮法到6皮法的范圍中的電容。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的無源IRM，其中，在每一所述集總元件混合器中，所述第一電感器、所述第二電感器、所述第三電感器和所述第四電感器中的每一電感器具有在1納亨到6納亨的范圍中的電感。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無源IRM，其中，在每一所述集總元件混合器中，每一所述無源移相器是蘭吉耦合器。
27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無源IRM，其中，所述無源IRM是利用以下工藝技術(shù)之一制造的M0S工藝技術(shù)、CMOS工藝技術(shù)、BiCMOS工藝技術(shù)。
28.一種無源鏡像抑制混頻器(IRM)，包括差分射頻輸入信號，所述差分射頻輸入信號具有輸入信號RF+和輸入信號RF-； 第一差分本地振蕩器輸入信號，所述第一差分本地振蕩器輸入信號具有輸入信號LO+和輸入信號LO-；第二差分本地振蕩器信號，其相對于所述第一差分本地振蕩器輸入信號相移，所述本地第二差分振蕩器信號提供LO+相移信號和LO-相移信號；第一無源乘法器，所述第一無源乘法器響應(yīng)于所述輸入信號RF+和所述輸入信號 RF-以及所述輸入信號LO+和所述輸入信號LO-輸出輸出信號I IF+和IIF-；第二無源乘法器，所述第二無源乘法器響應(yīng)于所述輸入信號RF+和所述輸入信號 RF-以及所述LO+相移信號和所述LO-相移信號輸出輸出信號Q IF+和輸出信號Q IF-；第一無源濾波器，所述第一無源濾波器用于對所述輸出信號I IF+和所述輸出信號Q IF+進(jìn)行濾波并產(chǎn)生輸出信號IF+ ；以及第二無源濾波器，所述第二無源濾波器對所述信號I IF-和所述信號Q IF-進(jìn)行濾波并產(chǎn)生輸出信號IF-。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的無源IRM，所述無源IRM還包括無源移相器，所述無源移相器連接成接收所述第一差分本地振蕩器輸入信號并提供所述第二差分本地振蕩器信號。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的無源IRM，其中，所述無源移相器是蘭吉耦合器。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的無源IRM，其中，所述無源移相器使所述相位移動90度。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的無源IRM，其中，所述第一無源乘法器包括四個MOS晶體管，其中所述四個MOS晶體管中的兩個MOS晶體管的柵極連接到所述信號L0+，所述四個 MOS晶體管中的其它兩個MOS晶體管的柵極連接到所述信號L0-，以及其中所述第二無源乘法器包括四個MOS晶體管，其中所述四個MOS晶體管中的兩個MOS晶體管的柵極連接到所述LO+相移信號且所述四個MOS晶體管中的其它兩個MOS晶體管的柵極連接到所述LO-相移信號。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的無源IRM，其中，各所述無源濾波器均包括集總元件混合ο
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的無源IRM，其中，各所述集總元件混合器均包括 第一電容器，所述第一電容器具有連接到所述集總元件混合器的輸入I的第一端； 第二電容器，所述第二電容器具有連接到所述集總元件混合器的輸入Q的第一端；第三電容器，所述第三電容器具有連接到所述集總元件混合器的二至一開關(guān)的第一輸入的第一端；第四電容器，所述第四電容器具有連接到所述集總元件混合器的二至一開關(guān)的第二輸入的第一端；第一電感器，所述第一電感器連接在所述輸入I和二至一開關(guān)的所述第一輸入之間； 第二電感器，所述第二電感器連接在所述輸入Q和二至一開關(guān)的所述第二輸入之間； 第三電感器，所述第三電感器連接在所述輸入I和所述輸入Q之間；以及第四電感器，所述第四電感器連接在所述二至一開關(guān)的所述第一輸入和所述二至一開關(guān)的所述第二輸入之間；各所述二至一開關(guān)的輸出連接到所述集總元件混合器的相應(yīng)的IF輸出端，且能夠響應(yīng)于所述射頻輸入信號的頻率是大于還是小于所述第一差分本地振蕩器輸入信號的頻率來在相應(yīng)的所述二至一開關(guān)的所述第一輸入和相應(yīng)的所述二至一開關(guān)的所述第二輸入之間進(jìn)行選擇。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的無源IRM，其中，在各所述集總元件混合器中，所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的至少一個電容器能夠調(diào)諧以提供可變電容。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的無源IRM，其中在各所述集總元件混合器中，所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的至少一個電容器是包括多個電容器的開關(guān)電容器組。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的無源IRM，其中，在各所述集總元件混合器中，所述第一電容器、所述第二電容器、所述第三電容器和所述第四電容器中的每一電容器具有在1皮法到6皮法的范圍中的電容。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的無源IRM，其中，在各所述集總元件混合器中，所述第一電感器、所述第二電感器、所述第三電感器和所述第四電感器中的每一電感器具有在1納亨到6納亨的范圍中的電感。
39.根據(jù)權(quán)利要求28所述的無源IRM，其中，所述輸出信號IF+和所述輸出信號IF-的頻率至少為IGHz。
40.根據(jù)權(quán)利要求28所述的無源IRM，其中，所述輸出信號IF+和所述輸出信號IF-的頻率至少為5GHz。
全文摘要
一種能夠在極高頻率下工作的無源實(shí)現(xiàn)的鏡像抑制混頻器(IRM)根據(jù)所公開的方法操作。所述IRM包括四MOS乘法器和集總元件混合器，產(chǎn)生無源IRM，其可以在幾十GHz的射頻(RF)以及幾GHz的中頻(IF)下工作。信號RF+和信號RF-提供至兩個四MOS乘法器。本地振蕩器信號(LO)用來將信號LO+和LO-提供至乘法器中的一個乘法器，且通過將LO提供至移相器，產(chǎn)生LO+相移90°信號以及LO-相移90°信號并將它們提供至另一乘法器。將兩個乘法器的輸出提供給混合器以及從每一個混合器中選擇適當(dāng)?shù)男盘朓F，確保無源IRM適當(dāng)操作。
文檔編號H03D7/16GK102484451SQ201080039877
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者揚(yáng)尼斯·帕帕納諾斯 申請人:希特公司