一种单端输入双平衡无源混频器制造技术

本发明专利技术公开了一种单端输入双平衡无源混频器，包括巴伦跨导级、无源本振开关以及跨阻放大器；所述巴伦跨导级采用单路偏置电流实现双路差分电流输出的跨导级电路，该跨导级利用无源本振开关的阻抗搬移作用，在本振频率处拉低跨导级输出阻抗并构造类似交流虚地；当输入电压变化时，跨导管分别从差分输出端抽拉电流，实现单路偏置电流实现双路差分电流输出的功能。本发明专利技术节约了一半的跨导级电流，实现了同样的等效跨导、显著降低功耗，同时适用于单端输入，差分输出应用场合的无源混频器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种低功耗单端输入双平衡无源混频器，属于混频器

技术介绍
在射频接收系统中，混频器负责将射频信号变频至基带或者中频频段，是接收链路中的核心模块，作为射频信号和中频信号的链接，其功耗水平在接收链路中占据了可观的份额。因此为了实现整体接收电路的低功耗，对混频器功耗的优化设计十分关键。从射频前端的结构上看，在很多情况下为了与天线直接耦合，射频前端的低噪声放大器采用单端输入、单端输出的结构。而混频器从性能和端口隔离的角度看则宜采用差分的双平衡结构。在这种情况下，需要一种单端输入的双平衡混频器去匹配低噪声放大器。比较常见的方式是将常规的全差分混频器接成伪差分的方式，然而从功耗层面上看，伪差分方式浪费了其中一条跨导支路的偏置电流，影响了功效。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种单端输入双平衡无源混频器，其节约了一半的跨导级电流，实现了同样的等效跨导、显著降低功耗，同时适用于单端输入，差分输出应用场合的无源混频器。技术方案:为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为:一种单端输入双平衡无源混频器，包括巴伦跨导级、无源本振开关以及跨阻放大器；所述跨导级负责将输入射频电压转化为射频电流；无源本振开关对该射频电流进行变频作用；跨阻放大器则负责将中频电流转化成输出中频电压，所述巴伦跨导级采用单路偏置电流实现双路差分电流输出的跨导级电路，该跨导级利用无源本振开关的阻抗搬移作用，在本振频率处拉低跨导级输出阻抗并构造类似交流虚地；当输入电压变化时，跨导管分别从差分输出端抽拉电流，实现单路偏置电流实现双路差分电流输出的功能。所述巴伦跨导级包括第一跨导放大器(Al)、第一、第二、第三NMOS管、第一 PMOS管，输入电压接第三NMOS管(MN3)的栅极，第三NMOS管(MN3)的源极接第二 NMOS管(MN2)的漏极；第二 NMOS管(MN2)的源极接地，而栅极接第一 NMOS管(MNl)的栅极；第一 NMOS管(MNl)的源极接地，而栅极和漏极接参考电流源的负端，参考电流源的正端接电源；第三NMOS管(MN3)的漏极接第一 PMOS管(MPl)的漏极，第一 PMOS管(MPl)的源极接电源，而栅极接第一跨导放大器(Al)的输出端；第一跨导放大器(Al)的负输入端接参考电压，而正输入端接第一电阻(Rl)的正端，第一电阻(Rl)的负端接第一 PMOS管(MPl)的漏极；第二电阻(R2)的正端与第一跨导放大器(Al)的正输入端相连，第二电阻(R2)的负端与第三NMOS管(MN3)的栅极相连。所述无源本振开关包括第一、第二电容；所述第一电容(Cl)的正端连第三NMOS管(MN3)的漏极，而负端连第二 PMOS管(MP2)的源极以及第三PMOS管(MP3)的源极；第二电容(C2)的正端连第三NMOS管(MN3)的源极，而负端连第四PMOS管(MP4)的源极以及第五PMOS管(MP5)的源极。所述跨阻放大器包括第二跨导放大器(A2)，所述第二 PMOS管(MP2)的漏极与第四PMOS管(MP4)的漏极接第二跨导放大器(A2)的负输入端，第三PMOS管(MP3)的漏极和第五PMOS管(MP5)的漏极接第二跨导放大器(A2)的正输入端；第二跨导放大器(A2)和第五PMOS管(MP5)的栅极接本振信号负极，第三PMOS管(MP3)和第四PMOS管(MP4)的栅极接本振信号正极；第三电阻(R3)的正端与第三电容(C3)的正端接第二跨导放大器(A2)的正输入端，第三电阻(R3)的负端与第三电容(C3)的负端接第二跨导放大器(A2)的负输出端；第四电阻(R4)的正端与第四电容(C4)的正端接第二跨导放大器(A2)的负输入端，第四电阻(R4)的负端与第四电容(C4)的负端接第二跨导放大器(A2)的正输出端。有益效果:本专利技术提供的单端输入双平衡无源混频器，相比现有技术，具有以下效果:由于所述巴伦跨导级采用单路偏置电流实现双路差分电流输出的跨导级电路，该跨导级利用无源本振开关的阻抗搬移作用，在本振频率处拉低跨导级输出阻抗并构造类似交流虚地；当输入电压变化时，跨导管分别从差分输出端抽拉电流，实现单路偏置电流实现双路差分电流输出的功能，该电路在NMOS跨导管的上下分别串联PMOS电流源和NMOS电流源，利用了无源混频开关的阻抗变化作用，在本振频率处拉低跨导级的输出阻抗并构造近似交流虚地，输入电压的变化将引起跨导管电流变化，而由于跨导级流进电源和地的电流被固定，并且跨导管的源漏极往本振开关看进去的阻抗足够低，因此其产生的射频电流均注入本振开关级，其源极和漏极电流大小相等，相位相反。相比于相同跨导值的传统差分结构，其偏置电流可减少一半。由上述可知:本专利技术适用于单端输入，差分输出应用场合的无源混频器。该混频器使用单路偏置电流实现了双路差分电流输出的效果，节约了一半的跨导级电流，实现了同样的等效跨导，显著降低了功耗。【附图说明】图1为本专利技术的低功耗单端输入双平衡无源混频器电路图；图2为本专利技术的低功耗单端输入双平衡无源混频器转换增益随输入频率变化曲线；【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。一种单端输入双平衡无源混频器，如图1所示，该混频器由巴伦跨导级、本振开关以及跨阻放大器构成；从功能模块划分上与传统的无源混频器一致:跨导级负责将输入射频电压转化为射频电流；无源本振开关对该射频电流进行变频作用；跨阻放大器则负责将中频电流转化成输出中频电压。所述巴伦跨导级采用单路偏置电流实现双路差分电流输出的跨导级电路，该跨导级利用无源本振开关的阻抗搬移作用，在本振频率处拉低跨导级输出阻抗并构造类似交流虚地；当输入电压变化时，跨导管分别从差分输出端抽拉电流，实现单路偏置电流实现双路差分电流输出的功能。所述巴伦跨导级包括第一跨导放大器(Al)、第一、第二、第三NMOS管、第一 PMOS管，输入电压接第三NMOS管(MN3)的栅极，第三NMOS管(MN3)的源极接第二 NMOS管(MN2)的漏极；第二 NMOS管(MN2)的源极接地，而栅极接第一 NMOS管(MNl)的栅极；第一 NMOS管(MNl)的源极接地，而栅极和漏极接参考电流源的负端，参考电流源的正端接电源；第三NMOS管(MN3)的漏极接第一 PMOS管(MPl)的漏极，第一 PMOS管(MPl)的源极接电源，而栅极接第一跨导放大器(Al)的输出端；第一跨导放大器(Al)的负输入端接参考电压，而正输入端接第当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单端输入双平衡无源混频器，包括巴伦跨导级、无源本振开关以及跨阻放大器；所述跨导级负责将输入射频电压转化为射频电流；无源本振开关对该射频电流进行变频作用；跨阻放大器则负责将中频电流转化成输出中频电压，其特征在于：所述巴伦跨导级采用单路偏置电流实现双路差分电流输出的跨导级电路，该跨导级利用无源本振开关的阻抗搬移作用，在本振频率处拉低跨导级输出阻抗并构造类似交流虚地；当输入电压变化时，跨导管分别从差分输出端抽拉电流，实现单路偏置电流实现双路差分电流输出的功能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，吴建辉，李红，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32