一种超高频射频接收前端电路制造技术

一种超高频射频接收前端电路，射频接收前端电路由新型低噪声放大器、新型900MHz下混频器电路构成。提出的LNA采用差分式输入、输出电路结构，具有较强的共模信号和偶次谐波抑制能力，在输入端采用二阶交调电流注入结构，以消除三阶交调电流，从而提高了混频器的线性度；采用MOS接电容的形式连接在LNA的输出端，通过最终实现工作频率可调；提出的混频器采用差分式输入、输出电路结构，具有较强的共模信号和偶次谐波抑制能力，电路结构严格对称，在该电路的输入端采用二阶交调电流注入结构，以消除三阶交调电流，在输出端采用动态电流注入结构提高混频器的噪声特性。

Ultra high frequency radio frequency receiving front end circuit

The utility model relates to an ultra high frequency radio frequency receiving front-end circuit, wherein, the radio frequency receiving front-end circuit is composed of a novel low-noise amplifier and a novel 900MHz down mixer circuit. The LNA uses a differential input and output circuit structure, can inhibit the ability of common mode signal and even harmonics of two order intermodulation in the current input into the structure, to eliminate the three order intermodulation currents, thereby improving the linearity of the mixer; the MOS capacitor connected at the output of the LNA through, finally realize adjustable working frequency; the mixer uses a differential input and output circuit structure, can inhibit the ability of common mode signal and even harmonics of the circuit structure is strictly symmetrical, two order intermodulation currents used in the circuit input into the structure, to eliminate the three order intermodulation currents, using dynamic current at the output to improve the noise performance of the mixer injection structure.

【技术实现步骤摘要】
一种超高频射频接收前端电路所属
本专利技术涉及一种超高频射频接收前端电路，适用于超高频射频领域。
技术介绍
在各个频段范围内的超高频射频识别技术发展非常迅速，而工作在840～'960MHz频带范围内的超高频射频识别(UHFRFID)系统正逐渐沿着低功耗、低成本、高效率和高流通量的趋势向前迅猛发展。在超高频射频识别系统中，超高频读写器中射频前端电路的设计变得非常重要。超高频射频识别读写器是由发射机和接收机组成，且大部分读写器是由分立元件实现，其电路结构繁杂且功耗大。超高频读写器的研究现状归纳如下：读写器工作在listen模式和talk模式，且高灵敏度和低噪声是listen工作模式下的主要指标，高线性度则是在talk工作模式下的主要指标，通过对listen模式和talk模式的切换，实现读写器与标签之间的通信。在超高频的设计中，通过对发射机和接收机电路结构的改进，可以使得相应性能的提高，但同时也是以降低一些性能为代价的，如提高了噪声性能，却降低了线性度有待提高。在电路设计中，功耗是必须要考虑的参数之一，在目前的设计方案中，有些方案能够获得很好的线性度和灵敏度，但功耗很大[3,4J;在超高频射频识别读写器中存在自干扰，其相应的消除方案被提出，其中零中频结构将干扰信号下变频为直流信号然后再消除。在以往研究中，超高频射频识别射频前端电路都只是在一个频率下工作，不能实现工作频率可调，如果能够实现工作频率可调，可实现工作频率的灵活切换，在实际使用中则更为方便。
技术实现思路
本专利技术提供一种射频接收前端电路，应用于超高频射频识别器中，具有较强的共模信号和偶次谐波抑制能力，提高了混频器的线性度和混频器增益，具有低功耗的特点，降低了噪声。本专利技术所采用的技术方案是。首先，提出了一种低电压、低功耗、高线性度、工作频率可调的新型低噪声放大器，提出的LNA采用差分式输入、输出电路结构，具有较强的共模信号和偶次谐波抑制能力，在输入端采用二阶交调电流注入结构，以消除三阶交调电流，从而提高了混频器的线性度；采用MOS接电容的形式连接在LNA的输出端，通过最终实现工作频率可调，从而弥补了传统的LNA结构不能实现工作频率可调的缺陷；且提出的LNA的工作电压为1.2V，电路电流小，具有低功耗的特点。其次，提出了一种新型的低功耗、低噪声和高线性度的新型900MHz下混频器。提出的混频器采用差分式输入、输出电路结构，具有较强的共模信号和偶次谐波抑制能力，电路结构严格对称，在该电路的输入端采用二阶交调电流注入结构，以消除三阶交调电流，从而提高了混频器的线性度；在输出端采用动态电流注入结构提高混频器的噪声特性，动态电流注入结构的功能近似于采用跨导互补的结构，都是通过增加跨导，从而提高混频器增益，降低了噪声，从而消除了传统的双平衡Gilbert混频器的噪声系数相对较大的缺陷。所述低噪声放大器主要由M4-M7管组成的共源共栅差分对管实现放大。共源共栅的结构可以大大提高各个端口信号的隔离度。为了提高LNA的线性度，采用了二阶交调电流注入的方法来提高线性度。M1、M2构成二阶交调注入结构，在一对差分对管中，M3主要是由有源器件的非线性I-V特性所产生。在LNA的输出端连接有四组开关电容，每组开关电容由一个电容和一个NMOS管组成，分别为B0，B1，B2和B3，通过控制NMOS管使其导通和截止，得到不同的电容值，也即实现了电容的调节，输出端的电容与电感形成调谐网络。所述下混频器电路中，M4和MS组成跨导级，M6,M7,M8和M9为开关级，R1和R2为输出级，M1和M2为二阶交调注入结构，MP1,MP2和MP3组成动态电流注入结构。该电路在输入端采用了二阶交调电流注入结构以提高线性度，在输出端采用动态电流注入结构以降低噪声。动态电流注入电路是由MPl和MP2完成的，两个PMOS管的栅极与开关管的源极相连，MP3在这里起到电流源的作用。当开关对中的晶体管接近同时导通时，A(B)点的电压达到最低值，于是MP1和MP2管导通，此时向A(B)点注入电流Id。当开关对中的晶体管没有同时导通时，A(B)点的电压升高，PMOS管截止，不注入电流。这种技术可以极大降低混频器的闪烁噪声，对白噪声性能却几乎没有影响。所述超高频RFID射频接收机中的射频信号经过天线、TR(传送/接收)开关和带通滤波器(BPF)后，通过低噪声放大器对信号进行放大，再通过第二级放大器进一步提高增益，然后射频信号进入混频器后降到低频信号，最后经过滤波器得到想要的基频信号。本专利技术的有益效果是：具有较强的共模信号和偶次谐波抑制能力，提高了混频器的线性度和混频器增益，具有低功耗的特点，降低了噪声。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的低噪声放大器电路。图2是本专利技术的下混频器电路。图3是本专利技术的射频接收机结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，低噪声放大器主要由M4-M7管组成的共源共栅差分对管实现放大。共源共栅的结构可以大大提高各个端口信号的隔离度。为了提高LNA的线性度，采用了二阶交调电流注入的方法来提高线性度。M1、M2构成二阶交调注入结构，在一对差分对管中，M3主要是由有源器件的非线性I-V特性所产生。在LNA的输出端连接有四组开关电容，每组开关电容由一个电容和一个NMOS管组成，分别为B0，B1，B2和B3，通过控制NMOS管使其导通和截止，得到不同的电容值，也即实现了电容的调节，输出端的电容与电感形成调谐网络。如图2，下混频器电路中，M4和MS组成跨导级，M6,M7,M8和M9为开关级，R1和R2为输出级，M1和M2为二阶交调注入结构，MP1,MP2和MP3组成动态电流注入结构。该电路在输入端采用了二阶交调电流注入结构以提高线性度，在输出端采用动态电流注入结构以降低噪声。动态电流注入电路是由MPl和MP2完成的，两个PMOS管的栅极与开关管的源极相连，MP3在这里起到电流源的作用。当开关对中的晶体管接近同时导通时，A(B)点的电压达到最低值，于是MP1和MP2管导通，此时向A(B)点注入电流Id。当开关对中的晶体管没有同时导通时，A(B)点的电压升高，PMOS管截止，不注入电流。这种技术可以极大降低混频器的闪烁噪声，对白噪声性能却几乎没有影响。如图3，超高频RFID射频接收机中的射频信号经过天线、TR(传送/接收)开关和带通滤波器(BPF)后，通过低噪声放大器对信号进行放大，再通过第二级放大器进一步提高增益，然后射频信号进入混频器后降到低频信号，最后经过滤波器得到想要的基频信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高频射频接收前端电路，其特征是：所述的射频接收前端电路由新型低噪声放大器、新型900MHz下混频器电路构成。

【技术特征摘要】
1.一种超高频射频接收前端电路，其特征是：所述的射频接收前端电路由新型低噪声放大器、新型900MHz下混频器电路构成。2.根据权利要求1所述的一种超高频射频接收前端电路，其特征是：所述超高频RFID射频接收机中的射频信号经过天线、TR(传送/接收)开关和带通滤波器(BPF)后，通过低噪声放大器对信号进行放大，再通过第二级放大器进一步提高增益，然后射频信号进入混频器后降到低频信号，最后经过滤波器得到想要的基频信号。3.根据权利要求1所述的一种超高频射频接收前端电路，其特征是：所述的低噪声放大器主要由M4-M7管组成的共源共栅差分对管实现放大。4.根据权利要求1所述的一种超高频射频接收前端电路，其特征是：所述低噪声放大器采用了二阶交调电流注入的方法来提高线性度。5.根据权利要求1所述的一种超高频射频接收前端电路，其特征是：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤军，
申请(专利权)人：张凤军，
类型：发明
国别省市：辽宁,21