一种用于NBIOT的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机制造技术

本发明专利技术专利公开了一种用于NBIOT的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机，包括：电流舵数模转换器，陷波滤波器，电流放大器和功率混频器；其中来自基带处理器的输入DATA_I和DATA_Q信号与电流舵数模转换器的输入相连，电流舵数模转换器的输出与陷波滤波器输入相连，陷波滤波器的输出与电流放大器的输入相连，电流放大器的输出与功率混频器的输入相连，功率混频器的输出与变压器相连，变压器的输出与天线相连。本发明专利技术可以实现NBIOT的信号从基带到射频的转换，并且放大后从天线发射出去的功能。具有功耗低，线性度高，输出功率可调节的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于NBIOT的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机
本专利技术属于无线通信系统中射频发射机系统架构和电路领域，重点是涉及物联网通信系统，特别是NBIOT通信系统中无线发射机的系统架构设计和电路设计。
技术介绍
随着移动通信技术的发展,互联网逐步往物网方向转换,作为物联网技术的NBIOT标准得到广泛应用.NBIOT系统具有功耗特别低，小区容量特别大，链路增益特别高，成本特别低等特点。传统的NBIOT射频发射机将基带处理器中的低频低速数字信号通过模数转换器转为模拟信号，然后经过滤波器滤除不需要的频率，再通过上混频器将模拟基带信号转换为射频信号，最后通过功率放大器放大后发射到天线。由于NBIOT小区容量大，为了避免设备之间相互干扰，因此对线性度有较高要求，又因为NBIOT系统电池待机时长通常在几年，因此要求系统功耗很低。因此既要保证较高的线性度，又要兼顾低功耗。传统NBIOT结构发射机如图1所示，采用电压传输模式，线性度比较差，为了提高线性度，就需要增大电流，因此功耗也比较大。本专利技术提出的电流模式发射机很好的解决了上述缺点。并且NBIOT系统要求输出功率可以调节，传统电压模式发射机通过控制功率放大器偏置电压或者电源电压来做功率控制，精度不高，电流模式的发射机，其输出电流可以精确控制，因此输出功率也可以得到相对精确的控制。
技术实现思路
本专利技术实现了一种用于NBIOT系统中的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机。采用标准CMOS工艺，并在TSMC40nm和SMIC55nm流片得以验证。一种用于NBIOT系统中的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机包括：其中输入DATA_I和DATA_Q信号与电流舵数模转换器的输入相连，输出DAC_IP，DAC_IN，DAC_QP，DAC_QN；DAC的四路输出与陷波滤波器输入相连,输出IP1，IN1，QP1，QN1；再经由电流放大器放大输出IP2,IN2,QP2,QN2；这四路输出再与功率混频器的输入相连，输出RF_OUTP和RF_OUTN；功率混频器的输出与变压器相连，变压器的输出与天线相连。所述电流舵数模转换器由PMOS管PM1管，PM2管，PM3管，PM4管，PM5管，PM6管，PM7管，PM8管，PM9管，PM10管，PM11管，PM12管，PM13管，PM14管，PM15管，PM16管，PM17管，PM18管，PM19管和PM20管构成；PM1管的源极，PM2管的源极，PM3管的源极，PM4管的源极和PM5管的源极都接电源AVDD16；PM1管的栅极，PM2管的栅极，PM3管的栅极，PM4管的栅极和PM5管的栅极都接偏置电压AVP；PM1管的漏极接PM6管的源极；PM2管的漏极接PM7管的源极；PM3管的漏极接PM8管的源极；PM4管的漏极接PM9管的源极；PM5管的漏极接PM10管的源极；PM6管的栅极，PM7管的栅极，PM8管的栅极，PM9管的栅极和PM10管的栅极都接偏置电压BP_CAS；PM6管的漏极与PM11管的源极和PM12管的源极相连接；PM7管的漏极与PM13管的源极和PM14管的源极相连接；PM8管的漏极与PM15管的源极和PM16管的源极相连接；PM9管的漏极与PM17管的源极和PM18管的源极相连接；PM10管的漏极与PM19管的源极和PM20管的源极相连接；PM11管的栅极，PM13管的栅极，PM15管的栅极，PM17管的栅极，PM19管的栅极都接控制信号SWP；PM12管的栅极，PM14管的栅极，PM16管的栅极，PM18管的栅极和PM20管的栅极都接控制信号SWN；PM11管的漏极，PM13管的漏极，PM15管的漏极，PM17管的漏极与PM19管的漏极相连接，其节点作为电流舵数模转换器的输出IOUTP；PM12管的漏极，PM14管的漏极，PM16管的漏极，PM18管的漏极与PM20管的漏极相连接，其节点作为电流舵数模转换器的另一输出IOUTN。所述陷波滤波器由电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和电容C1，C2，C3，C4，C5，C6，C8构成；R1与C5串联，节点作为陷波滤波器的输入端IN；R1的另一端连接C1；C5的另一端连接R6，R7，C6；C6的另一端与R2，R3，C7相连；R2的另一端与C2相连；R3的另一端与C3相连；C7的另一端连接R8，R9和C8；C8的另一端连接R4和R5；R4的另一端连接C4；R5的另一端作为陷波滤波器的输出端OUT；C1的另一端，C2的另一端，C3的另一端，C4的另一端，R6的另一端，R7的另一端，R8的另一端和R9的另一端都连接衬底AVSS。所述电流放大器由NMOS管NM1，NM2，NM3，NM4，NM5，NM6，NM7，NM8，NM9，NM10构成；NM2管的栅极，NM3管的漏极和NM4管的漏极都接电源VDD12；NM3管的栅极和NM4管的栅极都连接偏置电压VB1；NM3管的源极与NM1管的漏极和NM5管的漏极相连接，其节点作为电流放大器的输入端IIN；NM1管的源极连接NM2管的漏极；NM5管的源极与NM1管的栅极，NM7管的漏极和NM9管的栅极相连接；NM5管的栅极和NM6管的栅极都连接偏置电压VB2；NM4管的源极连接NM6管的漏极；NM6管的源极与NM7管的栅极，NM8管的栅极和NM8管的漏极相连接；NM9管的栅极作为电流放大器的输出端IOUT；NM9管的源极连接NM10管的漏极；NM10管的栅极连接控制信号VCODE；NM2管的源极，NM7管的源极，NM8管的源极和NM10管的源极都接地GND。所述功率混频器由电阻R1，R2，R3，电容C1，C2，NMOS管NM1，NM2，NM3，NM4，NM5，NM6构成；R1的一端连接电源VDD；R1的另一端与NM1管的栅极和NM2管的栅极相连接；NM1管的漏极作为功率混频器的输出RF_OUTP；NM2管的漏极作为功率混频器的另一输出RF_OUTN；NM1管的源极与NM3管的漏极和NM5管的漏极相连接；NM2管的源极与NM6管的漏极和NM4管的漏极相连接；NM3管的栅极与NM6管的栅极，C1和R2相连接，其节点标记为LOP；NM4管的栅极与NM5管的栅极，C2和R3相连接，其节点标记为LON；C1的另一端接本振信号LO_IP；C2的另一端接本振信号LO_IN；R2的另一端和R3的另一端接本振信号的偏置电压LO_BIAS；NM3管的源极和NM4管的源极相连，其节点作为功率混频器的输入I_INP；NM5管的源极和NM6管的源极相连，其节点作为功率混频器的另一输入I_INN。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中；图1传统电压模式发射机；图2为本专利技术一种用于NBIOT系统中的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机整体框图；图3为本专利技术一种用于NBIOT系统中的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机电流舵数模转换器；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于NBIOT的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机,包括:/n其中输入DATA_I 和DATA_Q 信号与电流舵数模转换器的输入相连，输出DAC_IP，DAC_IN，DAC_QP，DAC_QN；DAC的四路输出与陷波滤波器输入相连,输出IP1，IN1，QP1，QN1；再经由电流放大器放大输出IP2,IN2,QP2,QN2；这四路输出再与功率混频器的输入相连，输出RF_OUTP和RF_OUTN；功率混频器的输出与变压器相连，变压器的输出与天线相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于NBIOT的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机,包括:
其中输入DATA_I和DATA_Q信号与电流舵数模转换器的输入相连，输出DAC_IP，DAC_IN，DAC_QP，DAC_QN；DAC的四路输出与陷波滤波器输入相连,输出IP1，IN1，QP1，QN1；再经由电流放大器放大输出IP2,IN2,QP2,QN2；这四路输出再与功率混频器的输入相连，输出RF_OUTP和RF_OUTN；功率混频器的输出与变压器相连，变压器的输出与天线相连。


2.如权利要求1所述的一种用于NBIOT的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机，其特征在于：所述电流舵数模转换器由PMOS管PM1管，PM2管，PM3管，PM4管，PM5管，PM6管，PM7管，PM8管，PM9管，PM10管，PM11管，PM12管，PM13管，PM14管，PM15管，PM16管，PM17管，PM18管，PM19管和PM20管构成，并且这些PMOS管全为Core电压MOS管；PM1管的源极，PM2管的源极，PM3管的源极，PM4管的源极和PM5管的源极都接电源AVDD16；PM1管的栅极，PM2管的栅极，PM3管的栅极，PM4管的栅极和PM5管的栅极都接偏置电压AVP；PM1管的漏极接PM6管的源极；PM2管的漏极接PM7管的源极；PM3管的漏极接PM8管的源极；PM4管的漏极接PM9管的源极；PM5管的漏极接PM10管的源极；PM6管的栅极，PM7管的栅极，PM8管的栅极，PM9管的栅极和PM10管的栅极都接偏置电压BP_CAS；PM6管的漏极与PM11管的源极和PM12管的源极相连接；PM7管的漏极与PM13管的源极和PM14管的源极相连接；PM8管的漏极与PM15管的源极和PM16管的源极相连接；PM9管的漏极与PM17管的源极和PM18管的源极相连接；PM10管的漏极与PM19管的源极和PM20管的源极相连接；PM11管的栅极，PM13管的栅极，PM15管的栅极，PM17管的栅极，PM19管的栅极都接控制信号SWP；PM12管的栅极，PM14管的栅极，PM16管的栅极，PM18管的栅极和PM20管的栅极都接控制信号SWN；PM11管的漏极，PM13管的漏极，PM15管的漏极，PM17管的漏极与PM19管的漏极相连接，其节点作为电流舵数模转换器的输出IOUTP；PM12管的漏极，PM14管的漏极，PM16管的漏极，PM18管的漏极与PM20管的漏极相连接，其节点作为电流舵数模转换器的另一输出IOUTN。


3.如权利要求1所述的一种用于NBIOT的低功耗高线性度输出功率可调节的电流模发射机，其特征在于：所述陷波滤波器由电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9和...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏杰，
申请(专利权)人：江苏齐芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32