本发明专利技术属于射频集成电路技术领域，具体为一种宽带可重构下变频混频器。它由跨导级、频率转换级、负载输出级组成。在输入跨导级使用了尾电流源阵列拓展带宽技术和可重构跨导负载网络技术实现拓展带宽和工作频带可重构。本发明专利技术实现简单，占用芯片面积小，功耗可调，带宽覆盖范围大，工作频段可调，增加了电路实用性。该混频器可应用于1.8~10.6GHz的多模式接收器前端中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于射频集成电路
，具体涉及一种宽带可重构下变频混频器。
技术介绍
多模式射频接收机系统是当前学术界和工业界的研究热点。通过单一的接收机链路实现多种通信模式的兼容，可以同时降低整机的功耗以及芯片的面积。下变频混频器是接收机前端中关键的模块之一，其作用就是将低噪声放大器输出地射频信号经过频率转换下变频为中频信号进行输出。要求下变频混频器必须提供足够的增益，足够宽的工作带宽和良好的线性度。下变频混频器的工作带宽、转换增益往往与面积、功耗成正比，而对于射频接收机系统而言，低功耗是其基本要求，因此在保证足够带宽、 转换增益和线性度的情况下如何减小面积、降低功耗是应用于宽带射频接收机系统中下变频混频器设计的重要难题。综上分析，针对CMOS宽带下变频混频器(特别是应用于超级宽带多模式射频接收机系统)的设计，如何实现增益、功耗、面积(较少电感)、线性度及稳定性等性能的优化提高，具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种宽带和工作频带可重构、面积小、低功耗的下变频混频器。本专利技术提供的下变频混频器，其结构如附图说明图1中所示，由输入跨导级1、频率转换级2 和负载输出级3组成，其中输入跨导级1，用以接收输入信号，并将输入的射频电压信号转化为电流信号； 频率转换级2，连接于所述输入跨导级与负载输出级之间，其再用是将所述的射频信号下变频到中频；负载输出级3，连接于频率转换级之后，用以输出中频电压信号。本专利技术中，所述输入跨导级由三部分组成，分别是输入跨导、数字控制尾电流源阵列和宽带可重构负载网络；所述输入跨导采用共栅极输入结构，跨导第一 NMOS管M1的栅极通过交叉耦合电容Ca连接到第二 NMOS管M2的源极，第二 NMOS管M2的栅极经过交叉耦合电容Ce2连接到第一 NMOS管M1的源极，第一 NMOS管M1和第二 NMOS管M2的源极连接到各自的数字控制尾电流源阵列，漏极连接到各自的宽带可重构负载网络。本专利技术中，所述宽带可重构负载网络由开关控制RLC网络构成。第一电感L1的一端连接第一 NMOS管M1的漏极和第一电容C1,另一端连接第二电容C2、第一电阻Rla和第二开关Sw2，第二开关Sw2另一端顺次连接第二电阻Rlb，第一电阻Rla和第二电阻Rlb另一端连接在一起并接电源。第一电阻Rla、第二电阻Rn3和第二开关Sw2构成数字控制电阻阵列。第一电容C1连接第一开关SWl，再顺次连接第二电容C2,并与第一电感L1组成LC谐振网络。 第二电感L2的一端连接第二 NMOS管M2的漏极和第四电容C4,另一端连接第三电容C3、第三电阻和第三开关sw3，第三开关Sw3另一端顺次连接第四电阻I 2b，第三电阻和第四电阻I 2b另一端连接在一起并接电源。第三电阻、第四电阻R2b和第三开关Sw3构成数字控制电阻阵列。第四电容C4连接第四开关Sw4，再顺次连接第三电容C3，并与第二电感L2组成 LC谐振网络。本专利技术中，所述数字控制尾电流源阵列由4个NMOS管M3a-M3d和4个NMOS管M4a-M4d 共八个NMOS管组成。4个NMOS管M3a-M3d漏极接第一 NMOS管M1的源极，源极接地，栅极分别接4个数字控制电压Dtl-D315 4个NMOS管M4a-M4d漏极接第二 NMOS管M2的源极，栅极分别接4个数字控制电压Dtl-D3，源极接地。本专利技术中，所述频率转换级由八个PMOS管M5-M12组成。其中，第五PMOS管M5、第六 PMOS管M6、第九PMOS管M9和第十PMOS管Mltl源极接第一匪OS管M1的漏极，第七PMOS管 M7、第八PMOS管M8、第i^一 PMOS管M11和第十二 PMOS管M12源极接第二匪OS管M2的漏极。 第五PMOS管M5和第七PMOS管M7漏极接负载电阻Ru，第六PMOS管M6和第八PMOS管M8漏极接负载电阻I，第九PMOS管M9和第十一 PMOS管M11漏极接负载电阻Ru，第十PMOS管 M10和第十二 PMOS管M12漏极接负载电阻Rm。第五PMOS管M5和第八PMOS管M8栅极接本振信号L0I+，第六PMOS管M6和第七PMOS管M7栅极接本振信号L0I-，第九PMOS管M9和第十二 PMOS管M12栅极接本振信号L0Q+，第十PMOS管Mltl和第十一 PMOS管M11栅极接本振信号 LOQ-。本专利技术中，所述负载输出级由四个负载电阻I^u-Rm组成，二个负载电阻1和1^2 — 端接V0_I，另一端接地，另二个负载电阻I^3和Rm —端接V0_Q，另一端接地。如图3所示，本专利技术的下变频混频器采用折叠结构，尾电流管M3a-M3d和M4a-M4d由数字控制电压Dtl-D3控制；如图4所示，共栅极放大器的电路与小信号等小模型，可以推导出公式(1)，权利要求1.一种宽带可重构下变频混频器，其特征在于，由下述三部分组成输入跨导级用以接收输入信号并进行电压电流转换；频率转换级用以对跨导级输出的电流信号进型下变频，并将下变频后的中频输出信号输出到负载输出级；负载输出级用以将中频电流信号转换成中频电压信号输出。2.如权利要求1所述的宽带可重构下变频混频器，其特征在于，所述输入跨导级由三部分组成，分别是输入跨导、数字控制尾电流源阵列和宽带可重构负载网络；所述输入跨导采用共栅极输入结构，跨导第一 NMOS管(M1)的栅极通过第一交叉耦合电容(Ca)连接到第二 NMOS管(M2)的源极，第二 NMOS管(M2)的栅极经过第二交叉耦合电容(Cc2)连接到第一 NMOS管(M1)的源极，第一 NMOS管(M1)和第二 NMOS管(M2)的源极连接到各自的数字控制尾电流源阵列，漏极连接到各自的宽带可重构负载网络。3.如权利要求1或2所述的宽带可重构下变频混频器，其特征在于，所述宽带可重构负载网络由开关控制RLC网络构成；第一电感(L1)的一端连接第一 NMOS管(M1)的漏极和第一电容(C1),另一端连接第二电容(C2)、第一电阻(Rla)和第二开关(sw2)，第二开关(Sw2) 另一端顺次连接第二电阻(Rlb)，第一电阻(Rla)和第二电阻(Rlb)另一端连接在一起并接电源；第一电阻(Rla)、第二电阻(Rlb)和第二开关(Sw2)构成数字控制电阻阵列；第一电容C1) 连接第一开关(sWl)，再顺次连接第二电容(C2),并与第一电感(L1)组成LC谐振网络；第二电感(L2)的一端连接第二 NMOS管(M2)的漏极和第四电容(C4),另一端连接第三电容(C3)、 第三电阻(R2a)和第三开关(sw3)，第三开关(Sw3)另一端顺次连接第四电阻(R2b)，第三电阻 a2a)和第四电阻a2b)另一端连接在一起并接电源；第三电阻(R2a)、第四电阻(R2b)和第三开关(Sw3)构成数字控制电阻阵列；第四电容(C4)连接第四开关(sw4)，再顺次连接第三电容(C3),并与第二电感(L2)组成LC谐振网络。4.如权利要求1或3所述的新型宽带可重构下变频混频器，其特征在于，所述数字控制尾电流源阵列由第三一第六4个NMOS管(M3a-M3d)和第七一第十4个NMOS管(M4a-M4d)组成；其中，第三一第六4个NMOS管(M3a-M3d)漏极接第一 NMOS管(M1)的源极，源极接地，栅极分本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种宽带可重构下变频混频器，其特征在于，由下述三部分组成：输入跨导级：用以接收输入信号并进行电压电流转换；频率转换级：用以对跨导级输出的电流信号进型下变频，并将下变频后的中频输出信号输出到负载输出级；负载输出级：用以将中频电流信号转换成中频电压信号输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任俊彦，张楷晨，吴勤，李巍，李宁，许俊，叶凡，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31
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