一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器制造技术

本发明专利技术属于一种混频器，为解决目前传统的射频接收机中，通常牺牲功耗来提升MOS管的跨导，这种方法不利于低功耗的环境应用的技术问题，提供一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器，跨导级电路包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3、晶体管M4、电容C1和电容C2。电容C1的一端连接晶体管M1源端，另一端连接晶体管M2栅端，电容C2的一端连接晶体管M1栅端，另一端连接晶体管M2源端，晶体管M1栅端连接射频输入信号RFP，晶体管M1漏端连接开关级电路，晶体管M2栅端连接射频输入信号RFN，晶体管M1漏端连接开关级电路，晶体管M3栅端连接射频输入信号RFP，源端接地，漏端连接晶体管M1源端，晶体管M4栅端连接射频输入信号RFP，源端接地，漏端连接晶体管M2源端。接晶体管M2源端。接晶体管M2源端。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器


[0001]本专利技术属于一种混频器，具体涉及一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器。

技术介绍

[0002]近年来，随着无线通讯系统和相关技术的快速发展，对性能优异的射频接收机需求量越来越大。传统的射频接收机一般包括低噪声放大器、混频器、滤波器和可变增益放大器等关键部件。其中，混频器是实现接收机下变频功能的关键模块，混频器的噪声系数通常较大，在一定程度上会恶化接收机的整体噪声性能。为了优化混频器的噪声性能，通常的方法是牺牲功耗，提升MOS管的跨导，但是，这不利于低功耗的环境应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决目前传统的射频接收机中，为了优化混频器的噪声性能，通常牺牲功耗来提升MOS管的跨导，这种方法不利于低功耗的环境应用的技术问题，提供一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器，包括依次连接的负载级电路、开关级电路和跨导级电路；其特殊之处在于，所述跨导级电路包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3、晶体管M4、电容C1和电容C2；
[0006]所述电容C1的一端连接晶体管M1的源端，另一端连接晶体管M2的栅端；
[0007]所述电容C2的一端连接晶体管M1的栅端，另一端连接晶体管M2的源端
[0008]所述晶体管M1栅端连接外部的射频输入信号RFP，晶体管M1漏端连接开关级电路；
[0009]所述晶体管M2栅端连接外部的射频输入信号RFN，晶体管M1漏端连接开关级电路；
[0010]所述晶体管M3栅端连接外部的射频输入信号RFP，源端接地，漏端连接晶体管M1的源端；
[0011]所述晶体管M4栅端连接外部的射频输入信号RFP，源端接地，漏端连接晶体管M2的源端。
[0012]进一步地，所述跨导级电路还包括电容C3和电容C4；
[0013]所述电容C3一端连接外部的射频输入信号RFP，另一端连接晶体管M1的栅端；
[0014]所述电容C4一端连接外部的射频输入信号RFN，另一端连接晶体管M2的栅端。
[0015]进一步地，所述跨导级电路还包括电容C5和电容C6；
[0016]所述电容C5一端连接外部的射频输入信号RFP，另一端连接晶体管M3的栅端；
[0017]所述电容C6一端连接外部的射频输入信号RFN，另一端连接晶体管M4的栅端。
[0018]进一步地，所述开关级电路包括晶体管M5、晶体管M6、晶体管M7和晶体管M8；
[0019]所述晶体管M1的漏端连接晶体管M5的源端和晶体管M6的源端；所述晶体管M2的漏端连接晶体管M7的源端和晶体管M8的源端；
[0020]所述晶体管M6的栅端和所述晶体管M7的栅端均连接外部的本振信号LON，所述晶体管M5的栅端和所述晶体管M8的栅端均连接外部的本振信号LOP；
[0021]所述晶体管M5的漏端、晶体管M6的漏端、晶体管M7的漏端和晶体管M8的漏端均与负载级电路相连。
[0022]进一步地，所述负载级电路包括电阻RD1和电阻RD2；
[0023]所述电阻RD1一端连接晶体管M5的漏端和晶体管M7的漏端，另一端连接外部电源VDD；电阻RD2的一端连接晶体管M6的漏端和晶体管M8的漏端，另一端连接外部电源VDD。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1.本专利技术一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器，通过引入电容C1和电容C2，分别将晶体管M1栅端的射频输入信号和晶体管M2栅端的射频输入信号，进行电容交叉耦合，耦合到源端，从而实现了在不增大电流功耗的前提下，使晶体管M1栅端相对于源端和晶体管M2栅端相对于源端的电压增大至两倍，等效为晶体管M1和晶体管M2的跨导增大至两倍，本专利技术中还设置了晶体管M4，将尾电流源分成两个电流源，并使外部的射频输入信号RFP连接至晶体管M3的栅端，将外部射频输入信号同步连接到尾电流源的栅端，优化了电容交叉耦合技术在低频时提升噪声性能的效果，使混频器的噪声性能得到了优化，使本专利技术的混频器具备低噪声、低功耗的优势，有效提升了混频器的性能。
[0026]2.本专利技术中还设置有电容C3、电容C4、电容C5和电容C6，均作为隔直电容，具备隔离作用，且有利于低频信号的传输。
附图说明
[0027]图1为现有吉尔伯特混频器的电路示意图；
[0028]其中，01
‑
负载级电路、02
‑
开关级电路、03
‑
跨导级电路。
[0029]图2为本专利技术一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器实施例的电路示意图；
[0030]其中，1
‑
负载级电路、2
‑
开关级电路、3
‑
跨导级电路。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0032]如图1，是传统的吉尔伯特混频器电路结构示意图，包括负载级电路01、开关级电路02和跨导级电路03，与图2所示的本专利技术提出的一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器实施例的电路结构示意图对比，本专利技术在跨导级电路3中增加了电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6，同时，将尾电流源分成两个电流源，即晶体管M3和晶体管M4，分别给晶体管M1和晶体管M2提供直流电流。另外，还可以使晶体管M3的栅端和晶体管M4的栅端连接射频输入信号RFP和射频输入信号RFN，使得晶体管M3和晶体管M4能够同时提供直流和交流电流通路。在不增大功耗的前提下，尽可能优化噪声性能。晶体管M4的存在能够提供直流电流，确保直流电流有一个从电源到地的直流通道，同时，本专利技术中晶体管M4在提
供直流电流的同时，也放大了交流信号，从而优化了低频时的跨导。
[0033]如图2所示，为本专利技术一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器的一个实施例，包括跨导级电路3、开关级电路2和负载电路1。晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3和晶体管M4，以及电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和电容C6构成了跨导级电路3。晶体管M5、晶体管M6、晶体管M7和晶体管M8构成了开关级电路2，电阻R
D1
和电阻R
D2
构成了负载级电路1。射频输入信号RFP经过电容C3连接晶体管M1的栅端，同时，信号RFP通过电容C5连接晶体管M3的栅端，晶体管M1的源端与晶体管M3的漏端相连，晶体管M3的源端连接到地。射频输入信号RFN经过电容C4连接晶体管M2的栅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器，包括依次连接的负载级电路(1)、开关级电路(2)和跨导级电路(3)；其特征在于：所述跨导级电路(3)包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3、晶体管M4、电容C1和电容C2；所述电容C1的一端连接晶体管M1的源端，另一端连接晶体管M2的栅端；所述电容C2的一端连接晶体管M1的栅端，另一端连接晶体管M2的源端所述晶体管M1栅端连接外部的射频输入信号RFP，晶体管M1漏端连接开关级电路(2)；所述晶体管M2栅端连接外部的射频输入信号RFN，晶体管M1漏端连接开关级电路(2)；所述晶体管M3栅端连接外部的射频输入信号RFP，源端接地，漏端连接晶体管M1的源端；所述晶体管M4栅端连接外部的射频输入信号RFP，源端接地，漏端连接晶体管M2的源端。2.根据权利要求1所述一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频器，其特征在于：所述跨导级电路(3)还包括电容C3和电容C4；所述电容C3一端连接外部的射频输入信号RFP，另一端连接晶体管M1的栅端；所述电容C4一端连接外部的射频输入信号RFN，另一端连接晶体管M2的栅端。3.根据权利要求2所述一种基于电容交叉耦合技术的低功耗有源混频...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙景业，石家蓬，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：