本發(fā)明涉及到一種電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器，屬于混頻器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

手持無(wú)線設(shè)備的迅速普及對(duì)射頻收發(fā)模塊的低功耗設(shè)計(jì)提出了越來(lái)越高的要求。在射頻接收系統(tǒng)中，混頻器作為射頻前端關(guān)鍵模塊，其功耗水平在接收鏈路中占據(jù)了可觀的份額。針對(duì)混頻器的低功耗設(shè)計(jì)方法和電路結(jié)構(gòu)一直是業(yè)界的研究熱點(diǎn)，而降低電源電壓和減少偏置電流是降低功耗的主要途徑，在降低功耗的同時(shí)仍需考慮如何實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換增益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了顯著降低混頻器的功耗水平并提高轉(zhuǎn)換增益，本發(fā)明提出一種電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器，相比傳統(tǒng)無(wú)源混頻器，本發(fā)明在同時(shí)降低電源電壓和偏置電流的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了更高的轉(zhuǎn)換增益。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器，包括互補(bǔ)輸入跨導(dǎo)級(jí)、無(wú)源本振開(kāi)關(guān)和電流倍增型低電壓跨阻放大器，所述互補(bǔ)輸入跨導(dǎo)級(jí)包括PMOS管，電流倍增型低電壓跨阻放大器為跨導(dǎo)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，電流倍增型低電壓跨阻放大器包括NMOS管共源放大器、PMOS管共柵管和差分對(duì)，差分對(duì)包括PMOS管組成的跨導(dǎo)管，通過(guò)NMOS管共源放大器為PMOS管共柵管提升跨導(dǎo)，電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器的輸入信號(hào)由互補(bǔ)輸入跨導(dǎo)級(jí)輸入，無(wú)源本振開(kāi)關(guān)輸入本振信號(hào)，互補(bǔ)輸入跨導(dǎo)級(jí)的PMOS管通過(guò)無(wú)源本振開(kāi)關(guān)為電流倍增型低電壓跨阻放大器提供偏置電流，差分對(duì)的跨導(dǎo)管與PMOS管共柵管尺寸相同，并偏置在相同的直流電流下，差分對(duì)的柵極與PMOS共柵管的柵極相連，在跨導(dǎo)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)電路的作用下，PMOS管共柵管的源極相當(dāng)于虛地，差分對(duì)中的跨導(dǎo)管復(fù)制PMOS管共柵管的電流并注入到負(fù)載，將下變頻后的電流進(jìn)行了倍增。

作為優(yōu)選，所述無(wú)源本振開(kāi)關(guān)包括第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3，電流倍增型低電壓跨阻放大器包括第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第七PMOS管PM7、第八PMOS管PM8、第四NMOS管NM4、第五NMOS管NM5、第三電阻R3、第四電阻R4和第二電容C2，其中，

所述第二NMOS管NM2的漏極接第三NMOS管NM3的漏極，其連接點(diǎn)連接至互補(bǔ)輸入跨導(dǎo)級(jí)的信號(hào)輸出端，第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3的柵極分別接本振信號(hào)的正極和負(fù)極，第二NMOS管NM2的源極接第二PMOS管PM2的源極，第三NMOS管NM3的源極接第三PMOS管PM3的源極，第二電容C2的上極板接第三NMOS管NM3的源極，第二電容C2的下極板接第二NMOS管NM2的源極，第二PMOS管PM2的漏極為電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器的輸出信號(hào)正極，第三電阻R3的正極接第二PMOS管PM2的漏極，第三電阻R3的負(fù)極接地，第二PMOS管PM2的柵極接第四NMOS管NM4的漏極；

所述第四PMOS管PM4的源極、第五PMOS管PM5的源極和第六PMOS管PM6的源極相接，其連接點(diǎn)連接電源電壓；第四PMOS管PM4的柵極、第五PMOS管PM5的柵極和第六PMOS管PM6的柵極相接，其連接點(diǎn)接第三偏置電壓；第四PMOS管PM4的漏極接第四NMOS管NM4的漏極，第四NMOS管NM4的柵極接第二NMOS管NM2的源極；第三PMOS管PM3的柵極、第五NMOS管NM5的漏極和第五PMOS管PM3的漏極相接，第三PMOS管PM3的漏極為電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器的輸出信號(hào)負(fù)極；第四NMOS管NM4的源極和第五NMOS管NM5的源極接地；第五NMOS管NM5的柵極接第三PMOS管PM3的源極；第四電阻R4的正極接第三PMOS管PM3的漏極，第四電阻R4的負(fù)極接地；第六PMOS管PM6的漏極、第七PMOS管PM7的源極和第八PMOS管PM8的源極相接，第七PMOS管PM7的柵極接第二PMOS管PM2的柵極，第七PMOS管PM7的漏極接第二PMOS管PM2的漏極，第八PMOS管PM8的柵極接第三PMOS管PM3的柵極，第八PMOS管PM8的漏極接第三PMOS管PM3的漏極。

有益效果：本發(fā)明提出的電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器，相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下效果：本發(fā)明提出的電流倍增型低電壓無(wú)源混頻器由跨導(dǎo)級(jí)、單平衡開(kāi)關(guān)對(duì)、跨阻放大器構(gòu)成；跨導(dǎo)級(jí)為CMOS結(jié)構(gòu)，可偏置在較低的電源電壓下；跨阻放大器為融入跨導(dǎo)自舉技術(shù)的共柵放大器，為降低電源電壓，跨阻自舉電路采用了NMOS輸入的共源放大器結(jié)構(gòu)；跨導(dǎo)級(jí)通過(guò)混頻器的開(kāi)關(guān)管與跨阻級(jí)構(gòu)成電流復(fù)用，降低了總體偏置電流。此外，為了實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換增益，本發(fā)明引入一個(gè)額外的差分對(duì)，該差分對(duì)的跨導(dǎo)管與共柵管尺寸相同，并偏置在相同的直流電流下，其柵極與共柵管的柵極相連；在跨導(dǎo)增強(qiáng)電路的作用下，共柵管的源極相當(dāng)于虛地。差分對(duì)中的跨導(dǎo)管將復(fù)制共柵管的電流并注入到負(fù)載。由此將下變頻后的電流進(jìn)行了倍增，從而提高了轉(zhuǎn)換增益并改善了噪聲性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器的電路圖；

圖2為本發(fā)明的電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器的轉(zhuǎn)換增益隨輸入頻率變化曲線與無(wú)電流倍增效果的轉(zhuǎn)換增益隨輸入頻率變化曲線的對(duì)比圖，分別以實(shí)線和虛線表示。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示為本發(fā)明的電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器的電路圖，包括互補(bǔ)輸入跨導(dǎo)級(jí)、無(wú)源本振開(kāi)關(guān)以及電流倍增型低電壓跨阻放大器，互補(bǔ)輸入跨導(dǎo)級(jí)包括第一NMOS管NM1、第一PMOS管PM1、第一電阻R1、第二電阻R2和第一電容C1，無(wú)源本振開(kāi)關(guān)包括第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3，跨導(dǎo)級(jí)的PMOS管通過(guò)單平衡本振開(kāi)關(guān)為跨阻放大器提供偏置電流，電流倍增型低電壓跨阻放大器為跨導(dǎo)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，包括第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第七PMOS管PM7、第八PMOS管PM8、第四NMOS管NM4、第五NMOS管NM5、第三電阻R3、第四電阻R4和第二電容C2，其中第四NMOS管NM4和第五NMOS管構(gòu)成NOMS共源放大器，第四PMOS管PM4和第五PMOS管PM5構(gòu)成PMOS共柵管，第六PMOS管PM6、第七PMOS管PM7和第八PMOS管PM8構(gòu)成差分對(duì)，通過(guò)NMOS共源放大器為PMOS共柵管提升跨導(dǎo)，該差分對(duì)的跨導(dǎo)管與共柵管尺寸相同，并偏置在相同的直流電流下，其柵極與共柵管的柵極相連，在跨導(dǎo)增強(qiáng)電路的作用下，共柵管的源極相當(dāng)于虛地，差分對(duì)中的跨導(dǎo)管復(fù)制共柵管的電流并注入到負(fù)載，由此將下變頻后的電流進(jìn)行了倍增，從而提高了轉(zhuǎn)換增益并改良了噪聲性能。

如圖1所示，本發(fā)明的電流倍增型低電壓跨阻放大器中，第二NMOS管NM2的漏極接第三NMOS管NM3的漏極，其連接點(diǎn)連接至互補(bǔ)輸入跨導(dǎo)級(jí)的信號(hào)輸出端，第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3的柵極分別接本振信號(hào)的正極和負(fù)極，第二NMOS管NM2的源極接第二PMOS管PM2的源極，第三NMOS管NM3的源極接第三PMOS管PM3的源極，第二電容C2的上極板接第三NMOS管NM3的源極，第二電容C2的下極板接第二NMOS管NM2的源極，第二PMOS管PM2的漏極為電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器的輸出信號(hào)正極，第三電阻R3的正極接第二PMOS管PM2的漏極，第三電阻R3的負(fù)極接地，第二PMOS管PM2的柵極接第四NMOS管NM4的漏極；第四PMOS管PM4的源極、第五PMOS管PM5的源極和第六PMOS管PM6的源極相接，其連接點(diǎn)連接電源電壓；第四PMOS管PM4的柵極、第五PMOS管PM5的柵極和第六PMOS管PM6的柵極相接，其連接點(diǎn)接第三偏置電壓；第四PMOS管PM4的漏極接第四NMOS管NM4的漏極，第四NMOS管NM4的柵極接第二NMOS管NM2的源極；第三PMOS管PM3的柵極、第五NMOS管NM5的漏極和第五PMOS管PM3的漏極相接，第三PMOS管PM3的漏極為電流倍增型低電壓電流復(fù)用無(wú)源混頻器的輸出信號(hào)負(fù)極；第四NMOS管NM4的源極和第五NMOS管NM5的源極接地；第五NMOS管NM5的柵極接第三PMOS管PM3的源極；第四電阻R4的正極接第三PMOS管PM3的漏極，第四電阻R4的負(fù)極接地；第六PMOS管PM6的漏極、第七PMOS管PM7的源極和第八PMOS管PM8的源極相接，第七PMOS管PM7的柵極接第二PMOS管PM2的柵極，第七PMOS管PM7的漏極接第二PMOS管PM2的漏極，第八PMOS管PM8的柵極接第三PMOS管PM3的柵極，第八PMOS管PM8的漏極接第三PMOS管PM3的漏極。

如圖2所示，實(shí)線為本發(fā)明的電流倍增型無(wú)源混頻器轉(zhuǎn)換增益隨輸入頻率變化的曲線與虛線為無(wú)電流倍增效果的轉(zhuǎn)換增益隨輸入頻率變化的曲線，兩者對(duì)比可知，其本振頻率為2.4GHz；從圖2中可以看出，在無(wú)電流倍增技術(shù)的條件下，本振頻率處的轉(zhuǎn)換增益為33dB；使用了電流倍增技術(shù)后，本振頻率處的轉(zhuǎn)換增益為39dB，相比前者提升了6dB。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。