一种无源混频器制造技术

本发明专利技术公开了一种无源混频器，包括：跨导级模块，用于将射频电压输入信号RF转化为射频电流输出；无源开关模块，用于采用多个开关管，各开关管连接共模电压跟随电路，以获得跟随共模电压变化的偏置电压，并在同相本振信号和反相本振信号的控制下将所述跨导级模块输出的射频电流转换为中频电流输出；跨阻放大极，用于将所述无源开关模块输出的中频电流转换为中频电压输出；共模电压跟随电路，用于产生并输出跟随共模电压变化的偏置电压至所述无源开关模块；通过本发明专利技术，一方面可使得无源混频器开关管能跟随信号共模电压的变化，具有较高的自适应性；另一方面能自动校准混频器的直流偏移，提高二阶非线性性能。

A passive mixer

The invention discloses a passive mixer, which comprises a transconductance stage module for converting RF voltage input signal into RF current output; a passive switching module for using multiple switching tubes, each of which is connected with a common-mode voltage following circuit to obtain a bias voltage varying with a common-mode voltage, and a local oscillator in the same phase. Under the control of the signal and the inverted local oscillator signal, the RF current output from the transconductance stage module is converted into the intermediate frequency current output; the transimpedance amplifier is used to convert the intermediate frequency current output from the passive switching module into the intermediate frequency voltage output; and the common mode voltage following circuit is used to generate and output the bias following the common mode voltage variation. Voltage to the passive switching module; on the one hand, the switch tube of the passive mixer can follow the change of the common mode voltage of the signal and has high self-adaptability; on the other hand, the DC offset of the mixer can be automatically calibrated to improve the second-order nonlinear performance.

【技术实现步骤摘要】
一种无源混频器
本专利技术涉及一种无源混频器，特别是涉及一种利用自跟随偏置和失调消除的无源混频器。
技术介绍
无源混频器具有低闪烁噪声、低功耗、灵活的增益配置等优点，在低功耗以及多模多带射频收发器中得到了深入研究和广泛应用。其结构通常由跨导级(Gm)，无源MOS管开关(SW)和跨阻放大器(TIA)三部分组成。由于开关管没有直流电流，避免了低频闪烁噪声贡献，因此特别适合于零中频接收机和低中频接收机使用。对于零中频和低中频直接变频接收机，由于中频频率很低，通常中频电路各模块采用直流耦合方式连接，所有模块共享相同的共模电压VCM。由于跨阻放大器，低通滤波器(LPF)，可变增益放大器(VGA)以及模数转换器(ADC)等均有共模反馈电路，因此只需将所有电路的共模参考电压都接到同样的VCM即可。但混频器的开关管栅极偏置电压通常由二极管连接的MOS管产生，该电压与VCM无关。因此当VCM变化时，开关管的栅源之间电压VGS会发生变化，使得开关管性能变化，从而改变混频器的性能指标。如图1所示为一种常用的跨导-开关-跨阻型CMOS无源混频器结构。其中10部分为跨导级Gm，用于将射频电压输入信号转化为电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无源混频器，包括：跨导级模块，用于将射频电压输入信号RF转化为射频电流输出；无源开关模块，用于采用多个开关管，各开关管连接共模电压跟随电路，以获得跟随共模电压VCM变化的偏置电压，并在同相本振信号LO+和反相本振信号LO‑的控制下将所述跨导级模块输出的射频电流转换为中频电流输出；跨阻放大极，用于将所述无源开关模块输出的中频电流转换为中频电压IF+/IF‑输出，实现中频放大的作用；共模电压跟随电路，用于产生并输出跟随共模电压VCM变化的偏置电压至所述无源开关模块。

【技术特征摘要】
1.一种无源混频器，包括：跨导级模块，用于将射频电压输入信号RF转化为射频电流输出；无源开关模块，用于采用多个开关管，各开关管连接共模电压跟随电路，以获得跟随共模电压VCM变化的偏置电压，并在同相本振信号LO+和反相本振信号LO-的控制下将所述跨导级模块输出的射频电流转换为中频电流输出；跨阻放大极，用于将所述无源开关模块输出的中频电流转换为中频电压IF+/IF-输出，实现中频放大的作用；共模电压跟随电路，用于产生并输出跟随共模电压VCM变化的偏置电压至所述无源开关模块。2.如权利要求1所述的一种无源混频器，其特征在于：所述共模电压跟随电路包括同相共模电压滤波阻容网络、同相共模电压跟随电路、反相共模电压滤波阻容网络以及反相共模电压跟随电路，用于跟随同相和反相共模电压并输出同相共模偏置电压VB+和反相共模偏置电压VB-至所述无源开关模块。3.如权利要求2所述的一种无源混频器，其特征在于：所述同相共模电压滤波阻容网络一端连接所述跨阻放大极的同相输出端IF+，另一端连接所述同相共模电压跟随电路，所述反相共模电压滤波阻容网络一端连接所述跨阻放大极的反相输出端IF-，另一端连接所述反相共模电压跟随电路，所述同相共模电压跟随电路的输出同相共模偏置电压VB+至所述无源开关模块，所述反相共模电压跟随电路输出反相共模偏置电压VB-至所述无源开关模块。4.如权利要求3所述的一种无源混频器，其特征在于：所述同相/反相共模电压跟随电路包括第二运放、电流源以及第一NMOS管Mn1和第二NMOS管Mn2，共模电压输入VCMI连接至所述第二运放的一输入端，所述第二运放的输出端连接至第一NMOS管Mn1的栅极，所述第二运放的另一输入端连接至所述第一NMOS管Mn1的漏极和第二NMOS管Mn2的源极，所述第一NMOS管Mn1的源极接地，所述第二NMOS管Mn2的栅极和漏极短接后与所述电流源相连组成共模电压输出节点VB_SW，输出所述同相/反相共模偏置电压VB+/VB-。5.如权利要求4所述的一种无源混频器，其特征在于：所述同相/反相共模电压滤波阻容网络包括一电容和电阻。6.如权利要求4所述的一种无源混频器，其特征在于：所述无源开关模块包括NMOS开关管M1-M4、本振隔直电容CB1-CB4、偏置电阻RB1-RB4以及射频信号隔直电容CC1-CC2，所述跨导级模块的同相输出射频电流信号通过射频信号隔直电容CC1连接至NMOS开关管M1与NMOS开关管M2的源极，所述跨导级模块的反相输出射频电流信号通过所述射频信号隔直电容CC2连接至所述NMOS开关管M3、NMOS开关管M4的源极，所述同相本振信号LO+分别通过本振隔直电容CB1和CB4连接至所述NMOS开关管M1、NMOS开关管M4的栅极，所述反相本振信号LO-分别通过所述本振隔直电容CB2和CB3连接至所述NMOS开关管M2、NMOS开关管M3的栅极，所述NMOS开关管M1、NMOS开...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖友春，张钊锋，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：上海,31