一種可切換增益的高線性度混頻器的制造方法
【專利摘要】一種可切換增益的高線性度混頻器電路，包括：第一、第二跨導單元，開關單元，負載單元和電源控制單元。當要求混頻器為高增益模式時，第一跨導單元處于工作狀態(tài)，第二跨導單元處于關斷狀態(tài)，射頻輸入差分信號經(jīng)第一跨導單元轉變成電流信號輸出至開關單元；當要求混頻器為低增益模式工作時，第一跨導單元處于關斷狀態(tài)，第二跨導單元處于工作狀態(tài)，射頻輸入差分信號經(jīng)第二跨導單元轉變成電流信號輸出至開關單元，電流控制單元控制第一跨導單元或第二跨導單元的尾電流源工作或關斷；輸入差分本振信號和差分射頻信號通過開關單元實現(xiàn)相乘，產(chǎn)生中頻電流信號；負載單元將中頻電流信號轉化成差分中頻信號輸出。
【專利說明】1泛應用。通常，這種結構增益切換主要通6小來實現(xiàn)，這種增益切換方式存在下面缺
和改變負載阻抗大小方法來實現(xiàn)增益切換I號通路上，其導通和關斷的寄生參數(shù)將對混頻器射頻性能影響大。
小方法，將改變電路的工作狀態(tài)，如在低增狀態(tài)，其線性度將會急劇惡化。
片缺點，提供一種可切換增益的高線性度混
換增益的高線性度混頻器電路，包括:第一電源控制單元；本混頻器的射頻輸入信號、頻差分輸入信號為差分本振信號、二跨導單元都是帶尾電流源的共源結構；肢和晶體管14漏極，晶體管16的柵極接于II漏極和晶體管12漏極，晶體管18的柵極管13漏極和晶體管14漏極，晶體管15的1)體管16的漏極和晶體管18的漏極接于輸
保證晶體管15、16、17和18工作在飽和.抗21和22；第一負載阻抗21分別接于電分別接于電源和輸出中頻信號I？-端；2是由電阻、電感、電容或晶體管實現(xiàn)；或者
勺組合。.電容或晶體管；或者是電阻、電感、電容或
京結構，第二跨導單元是帶尾電流源的源級:時，第一跨導單元處于工作狀態(tài)，第二跨導體管191的柵極接于公共地，晶體管191處于關斷狀態(tài)，第一跨導單元關斷。當要求混頻器為低增益模式工作時，晶體管192和晶體管193的柵極通過電源控制單元中開關311接于晶體管190的柵極，電流源電流通過電流鏡實現(xiàn)第二跨導單元處于正常工作狀態(tài)；當要求混頻器工作在高增益模式時，晶體管192和晶體管193的柵極接于公共地，晶體管192和晶體管193處于關斷狀態(tài)，第二跨導單元關斷。
[0025]所述電源控制單元中，匪03晶體管190的源級接于公共地，晶體管190的柵極和漏極接于一起，用于給第一跨導單元或者第二跨導單元提供鏡像電流源，第一開關311根據(jù)外部控制信號選擇第一跨導單元的尾電流源晶體管191接于晶體管190的柵極，同時第二跨導單元的晶體管192和晶體管193的柵極接于公共地，或者選擇第二跨導單元的尾電流源晶體管細2和晶體管細3接于晶體管細0的柵極，同時第一跨導單元的晶體管細1的柵極接于公共地；
[0026]實用新型的優(yōu)點及顯著效果:
[0027]1)本實用新型采用的切斷跨導尾電流方式實現(xiàn)高增益和低增益切換，在高增益模式下第一跨導單元處于正常工作狀態(tài)，第二跨導單元處于完全關斷狀態(tài)，混頻器跨導級為共源結構；在低增益模式下，第一跨導單元處于完全關斷狀態(tài)，第二跨導單元處于正常工作狀態(tài)，混頻器跨導級為源級負反饋的共源結構。電路的高增益和低增益切換在偏置電流實現(xiàn)，避免了傳統(tǒng)增益切換開關位于信號通路，電路射頻性能受到影響的缺點。
[0028]2)在低增益情況下，通過源級負反饋的共源結構降低增益，而輸出線性度不受到影響，從而實現(xiàn)低增益模式下高線性度的目標。
[0029]3)本實用新型電路中第一跨導單元和第二跨導單元的對應有源器件尺寸相同，實現(xiàn)了高低增益工作時直流工作點穩(wěn)定，即在增益切換中，電路功耗恒定。
[0030]四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1本實用新型增益切換高線性度混頻器方框圖。
[0032]圖2本實用新型增益切換高線性度混頻器電路圖。
[0033]圖3仿真的本實用新型混頻器高增益狀態(tài)1(18壓縮點和低增益狀態(tài)1(18壓縮點曲線。
[0034]五、具體實施方案
[0035]本實用新型電路包括:第一跨導單元、第二跨導單元、開關單元、負載單元和電源控制單元、信號端口:射頻差分輸入信號差分本振信號[0+/10-和差分輸出中頻信號15+/15-；第一跨導單元是帶尾電流源的共源結構，第二跨導單元是帶尾電流源的源級負反饋的共源結構，當要求混頻器為高增益模式時，第一跨導單元處于工作狀態(tài)，第二跨導單元處于關斷狀態(tài)，當要求混頻器為低增益模式工作時，第一跨導單元處于關斷狀態(tài)，第二跨導單元處于工作狀態(tài)，在混頻器為高增益模式時，射頻輸入差分信號經(jīng)第一跨導單元轉變成電流信號輸出至開關單元，在混頻器為低增益模式時，射頻輸入差分信號經(jīng)第二跨導單元轉變成電流信號輸出至開關單元；開關單元將輸入差分本振信號和差分射頻信號相乘，產(chǎn)生差分中頻電流信號；負載單元將中頻電流信號轉化成差分中頻信號輸出；電流控制單元控制第一跨導單元或第二跨導單元的尾電流源工作或關斷，實現(xiàn)混頻器高增益或低增益狀態(tài)工作，其中:第一跨導單元由匪03管11，13和191組成，第二跨導單元由匪03管12、14、192、193和阻抗元件23組成，開關單元由匪03管15，16，17和18組成，負載單元由阻抗元件21和22組成，電源控制單元由參考電流源II匪03管190和開關311組成。電路連接關系如下:
[0036]第一跨導單元中，匪03管11和13的源級接于匪03管191的漏極，11管的柵極接于射頻信號輸入口即+, 13管的柵極接于射頻信號輸入口即-，191的柵極接于開關的一端，191的源級接于公共地，191的電流大小由開關控制為正常工作電流和零電流兩種狀態(tài)；第二跨導單元中，匪03管12的源級接于匪03管192的漏極，12管的柵極接于射頻信號輸入口即+,匪03管14的源級接于匪03管193的漏極，14管的柵極接于射頻信號輸入口即-，192的柵極和193的柵極接于一起，同時共同接于開關的另一端點，192的源級和193的源級接于公共地，阻抗元件23的兩端分別接于12的源級和14的源級，192和193的物理尺寸相同，192和193的溝道長度和191溝道長度相同，但192和193的溝道寬度為191溝道寬度的一半，192和193的電流大小由開關控制為正常工作電流和零電流兩種狀態(tài)；11，12，13和14的物理尺寸完全相同，11, 12，13和14偏置電壓作用在和即-兩個端口，偏置點保證在11和13，12和14正常工作時第一跨導單元或第二跨導單元的各個匪03管以及11，12,13和14工作在飽和狀態(tài)；開關單元中，匪03管15的柵極接于本振[0+端，15的源級接于第一跨導單元的11漏極和第二跨導單元的12漏極，匪03管17的柵極接于本振[0-端，17的源級接于第一跨導單元的13漏極和第二跨導單元的14漏極，匪03管16的柵極接于本振[0-端，16的源級接于第一跨導單元的11漏極和第二跨導單元的12漏極，匪03管18的柵極接于本振[0+端，18的源級接于第一跨導單元的13漏極和第二跨導單元的14漏極，15和17的漏極接于中頻輸出端1丹，16和18的漏極接于中頻輸出端1？-，偏置點作用在10+和10-，保證16，17，18和19工作在飽和區(qū)；負載阻抗單元中，負載阻抗21分別接于電源乂⑶和中頻輸出端1？—，負載阻抗22分別接于電源和中頻輸出端1？-；電源控制單元中，匪03管190的源級接于公共地，190的柵極和漏極接于一起，用于給第一跨導單元或者第二跨導單元提供鏡像電流源，開關311根據(jù)外部控制信號選擇第一跨導單元的尾電流源191接于190的柵極或第二跨導單元的尾電流源192和193接于190的柵極，4提供穩(wěn)定的直流電流源。
[0037]參考圖1、2，本實用新型電路包括:第一跨導單元，第二跨導單元，開關單元3，負載單元4和電源控制單元5。
[0038]第一跨導單元中，匪03管11和13的源級接于匪03管191的漏極，11的柵極接于射頻信號輸入口即+,13的柵極接于射頻信號輸入口即-,191的柵極接于開關的一端，191的源級接于公共地，當混頻器為高增益模式時，191的柵極通過電源控制單元中開關311接于190的柵極，電流源電流通過電流鏡實現(xiàn)第一跨導單元處于正常工作狀態(tài)；當要求混頻器工作在低增益模式時，191的柵極接于公共地，191處于關斷狀態(tài)，第一跨導單元關斷；第二跨導單元中，匪03管12的源級接于匪03管192的漏極，12管的柵極接于射頻信號輸入口即+,匪03管14的源級接于匪03管193的漏極，14管的柵極接于射頻信號輸入口即-，192的柵極和193的柵極接于一起，同時共同接于開關的另一端點，192的源級和193的源級接于公共地，阻抗元件23的兩端分別接于12的源級和14的源級，當混頻器為低增益模式工作時，192和193的柵極通過電源控制單元中開關311接于190的柵極，電流源電流通過電流鏡實現(xiàn)第二跨導單元處于正常工作狀態(tài)；當混頻
[0039]器工作在高增益模式時，192和193的柵極接于公共地，192和193處于關斷狀態(tài)，俞出端1？-，偏置點作用在[0+和10-，保證
尸電源似和中頻輸出端1？—，負載阻抗22擇元中，匪03管190的源級接于公共地，190者第二跨導單元提供鏡像電流源，開關311原191接于190的柵極，同時第二跨導單元:跨導單元的尾電流源192和193接于190卜共地，通過開關控制單元控制第一跨導單見:高增益時，第一跨導單元工作，第二跨導導單元工作。
23可以由電阻、電容網(wǎng)絡，電感或者晶體管網(wǎng)絡，電感以及晶體管組合來實現(xiàn)。
導單元根據(jù)外部控制信號靈活接入混頻器制電流源控制單元實現(xiàn)第一跨導單元或第方法在低頻率段實現(xiàn)，性能穩(wěn)定，同時第一含的元件性能和低增益的元件性能相互影
【權利要求】
1.一種可切換增益的高線性度混頻器電路，其特征是包括：第一跨導單元、第二跨導單元、開關單元、負載單元和電源控制單元；本混頻器的射頻輸入信號、本振信號和中頻輸出信號為差分信號；其中：射頻差分輸入信號為RF+/RF-，差分本振信號為LO+/LO-，差分輸出中頻信號為IF+/IF-; 第一、二跨導單元都是帶尾電流源的共源結構； 所述第一、第二跨導單元的射頻差分輸入信號端分別連接射頻差分輸入信號RF+/RF-；所述開關單元的差分本振信號輸入端分別連接差分本振信號LO+/LO-;所述開關單元的差分輸出中頻信號端分別輸出差分輸出中頻信號IF+/IF-;所述負載單元連接在電源VCC和差分輸出中頻信號端之間； 所述電源控制單元的輸入端連接直流電流源；電源控制單元的輸出端連接單刀雙擲開關SWl的輸入端，開關SWl的兩個輸出端分別接第一、二跨導單元的尾電流源輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的可切換增益的高線性度混頻器電路，其特征是所述電源控制單元的結構是NMOS晶體管M90的源級接于公共地，晶體管M90的柵極和漏極接于一起，開關SWl的輸入端連接晶體管M90的柵極；所述外部電源的電流自晶體管M90的柵極流入； 所述第一跨導單元由NMOS晶體管M1、M3和M91組成，晶體管Ml和晶體管M3的源級都接于晶體管M91的漏極，晶體管Ml的柵極接于射頻信號輸入RF+端，晶體管M3的柵極接于射頻信號輸入RF-端，晶體管M91的柵極接于開關SWl的第一輸出端，晶體管M91的源級接于公共地； 第二跨導單元由NMOS管M2、M4、M92、M93和第三電抗元件Z3組成，晶體管M2的源級接于晶體管M92的漏極，晶體管M2的柵極接于射頻信號輸入RF+端，晶體管M4的源級接于晶體管M93的漏極，晶體管M4的柵極接于射頻信號輸入RF-端，晶體管M92的柵極和晶體管M93的柵極都接于開關SWl的第二輸出端，晶體管M92的源級和晶體管M93的源級接于公共地，第三電抗元件Z3的兩端分別接于晶體管M2的源級和晶體管M4的源級； 所述開關單元包括NMOS晶體管M5、M6、M7和M8 ;晶體管M5的柵極接于本振信號LO+端，晶體管M5的源級接于晶體管Ml漏極和晶體管M2漏極，晶體管M7的柵極接于本振信號LO-端，晶體管M7的源級接于晶體管M3漏極和晶體管M4漏極，晶體管M6的柵極接于本振信號LO-端，晶體管M6的源級接于晶體管Ml漏極和晶體管M2漏極，晶體管M8的柵極接于本振信號LO+端，晶體管M8的源級接于晶體管M3漏極和晶體管M4漏極，晶體管M5的漏極和晶體管M7的漏極接于輸出中頻IF+端，晶體管M6的漏極和晶體管M8的漏極接于輸出中頻IF-端； 偏置點作用在本振信號LO+和LO-端，保證晶體管M5、M6、M7和M8工作在飽和區(qū)； 所述負載阻抗單元包括第一、二負載阻抗Zl和Z2;第一負載阻抗Zl分別接于電源VCC和輸出中頻信號IF+端，第二負載阻抗Z2分別接于電源VCC和輸出中頻信號IF-端。
3.根據(jù)其要求2所述可切換增益的高線性度混頻器電路，其特征是所述的第一、二中頻輸出級阻抗Zl和Z2是由電阻、電感、電容或晶體管實現(xiàn)；或者是由電阻、電感、電容或晶體管中的兩個或多個的組合。
4.根據(jù)其要求2所述可切換增益的高線性度混頻器電路，其特征是所述第三電抗元件在Z3是電阻、電感、電容或晶體管；或者是電阻、電感、電容或晶體管中的兩個或多個組合實現(xiàn)。
【文檔編號】H03D7/16GK203632619SQ201320666827
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權日:2013年10月28日
【發(fā)明者】葉松, 沈劍均, 劉寶宏 申請人:江蘇博納雨田通信電子有限公司