一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，属于半导体集成电路技术领域，该正交单边带混频装置包括第一单边带混频器(100)、第二单边带混频器(200)、第一缓冲器(300)和第二缓冲器(400)；其中，所述第一单边带混频器(100)包括第一混频电路(101)、第二混频电路(102)、第一加法电路(103)和第一被动式负阻(104)；所述第一被动式负阻(104)在小信号时呈正常的LC结构，Q值低，工作频率范围宽；在大信号时呈现负阻特性，等效负载Q值增加，频率选择性增强。本发明专利技术具有同时兼顾工作频率范围与频率选择性的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置
本专利技术涉及半导体集成电路
，尤其涉及一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置。
技术介绍
频率合成器作为一种重要的电子元器件，在无线收发器中发挥着重要的作用。而随着通信频率的提高，涌现出了越来越多的无线协议，为了兼容更多的协议，基于软件无线电思想的无线收发器成为了研究热点。这就对频率合成器提出了更高的设计要求，需要频率合成器工作在很宽的频率范围，同时满足相位噪声、杂散及频率切换时间的要求。为了设计软件无线电中的宽带频率合成器，常常采用锁相环(PLL，PhaseLockedLoop)环路与后分频电路相结合的方式，这样可以减轻对PLL环路的设计要求，仅需要一个相对窄的工作范围的环路，避免环路工作范围太宽导致环路参数变动太大，不利于优化。后分频电路主要是对PLL环路的输出信号进行混频及分频的处理，在有限的输入频率范围内得到较宽的输出频率范围。同时，由于一般的无线收发器均采用I/Q两路工作的方式，故需要频率合成器提供正交的本振信号。因此，在后分频电路中往往需要采用基于被动式负阻结构的正交单边带混频器。基于被动式负阻结构的正交单边带混频器一般是基于双平衡结构的吉尔伯特结构，典型电路结构如图1所示，这种结构可以有效的抑制输入本振信号。在现有技术中，正交单边带混频器的被动式负载的结构设计有以下两种方案：技术方案一：目前广泛采用的负载结构之一为LC负载，通过LC谐振来进行频率选择，只有在谐振点附近的频率才能被放大，而其余信号如镜像信号则会被抑制。该技术方案的缺陷为：LC负载工作频率范围受Q值影响，当Q值大时，频率选择性好，但是工作频率范围窄，而当Q值小时，工作范围有改善，但是频率选择性变差。技术方案二：另一种广泛采用的负载技术为LC交叉负阻，这种结构借鉴了压控振荡器(VCO,VoltageControlledOscillator)结构中的交叉负阻，通过交叉对管产生负阻，从而增加负载等效Q值，提高频率选择性。该技术方案的缺陷为：这种结构由于是借鉴的VCO中的负阻结构，如果负阻值过大，整个电路存在振荡的风险。同时，与技术方案一类似，该结构存在工作频率范围与频率选择性相矛盾的问题，虽然采用负阻提高了Q值，但是整个结构可以工作的频率范围变窄了，不适合于宽带频率合成器电路设计。
技术实现思路
针对现有的单边带混频器负载不能同时兼顾工作频率范围与频率选择性的问题，本专利技术提出了一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，本专利技术具有同时兼顾工作频率范围与频率选择性的优势。本专利技术提供了一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，包括第一单边带混频器、第二单边带混频器、第一缓冲器和第二缓冲器；所述第一单边带混频器包括第一混频电路、第二混频电路、第一加法电路和第一被动式负阻；所述第一混频电路的输入信号为第一输入信号和第三输入信号；所述第二混频电路的输入信号为第二输入信号和第四输入信号；所述第一输入信号和所述第三输入信号经所述第一混频电路混频处理后，得到第一混频信号；所述第二输入信号和所述第四输入信号经所述第二混频电路混频处理后，得到第二混频信号；反相180度处理后的所述第二混频信号与所述第一输入信号经所述第一加法电路相加后，流经所述第一被动式负阻，从所述第一缓冲器输出，得到I路输出信号。优选地，所述第一单边带混频器和所述第二单边带混频器的结构完全一致。优选地，所述第二单边带混频器包括第三混频电路、第四混频电路、第二加法电路和第二被动式负阻；所述第三混频电路的输入信号为第五输入信号和第七输入信号；所述第四混频电路的输入信号为第六输入信号和第八输入信号；所述第五输入信号和所述第七输入信号经所述第三混频电路混频处理后，得到第三混频信号；所述第六输入信号和所述第八输入信号经所述第四混频电路混频处理后，得到第四混频信号；所述第三混频信号与所述第四混频信号经所述第二加法电路相加后，流经所述第二被动式负阻，从所述第二缓冲器输出，得到Q路输出信号。优选地，所述第一输入信号和所述第二输入信号相互正交；所述第三输入信号和所述第四输入信号相互正交。优选地，所述第一输入信号、所述第二输入信号的输入频率是所述第三输入信号、所述第四输入信号的输入频率的两倍。优选地，所述第一缓冲器的输出信号与所述第二缓冲器的输出信号相互正交。优选地，所述第一缓冲器和所述第二缓冲器为全差分结构。优选地，所述第一被动式负阻包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；所述第一MOS管和第二MOS管交叉耦合；所述第三MOS管的源极和所述第四MOS管的源极相连；所述第三MOS管的栅极连接所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的栅极；所述第四MOS管的栅极连接所述第二MOS管的漏极和所述第一MOS管的栅极；所述第三MOS管的漏极和所述第一MOS管)的源极相连；所述第四MOS管的漏极和所述第二MOS管的源极相连。优选地，所述第一单边带混频器还包括开关电容阵列和电感；所述开关电容阵列和所述电感并联连接；所述开关电容阵列采用n位开关对控制，用于扩展所述正交单边带混频装置的频带；其中，n为大于1的正整数。优选地，所述n位开关对采用源极衰减，用于提升所述正交单边带混频装置的线性度。本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术采用一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，所述的被动式负阻结构在小信号摆幅的情况下呈现出正常的LC特性，Q值低，工作频率范围很宽；当信号摆幅增加，负载电路进入深线性区，电路呈现出负阻特性，等效负载Q值增加，频率选择能力增强。因此，在正交单边带混频装置中采用此结构，可以同时兼顾工作频率范围和频率选择性能，在很宽的频带内提供较好的镜像抑制率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。图1(a)为本专利技术
技术介绍
提供的正交单边带混频器I路电路原理图；图1(b)为本专利技术
技术介绍
提供的正交单边带混频器Q路电路原理图；图2为本专利技术
技术介绍
提供的L-C负载电路原理图；图3为本专利技术
技术介绍
提供的交叉负阻结构电路原理图；图4为本专利技术实施例提供的一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的被动式负阻的电路原理图；图6为本专利技术实施例提供的被动式负阻结构中电压电流及瞬态电阻仿真结果图；图7为本专利技术实施例提供的被动式负阻结构中电流之间的相量表示的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，其特征在于，所述正交单边带混频装置包括第一单边带混频器(100)、第二单边带混频器(200)、第一缓冲器(300)和第二缓冲器(400)；/n所述第一单边带混频器(100)包括第一混频电路(101)、第二混频电路(102)、第一加法电路(103)和第一被动式负阻(104)；/n所述第一混频电路(101)的输入信号为第一输入信号(S

【技术特征摘要】
1.一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，其特征在于，所述正交单边带混频装置包括第一单边带混频器(100)、第二单边带混频器(200)、第一缓冲器(300)和第二缓冲器(400)；
所述第一单边带混频器(100)包括第一混频电路(101)、第二混频电路(102)、第一加法电路(103)和第一被动式负阻(104)；
所述第一混频电路(101)的输入信号为第一输入信号(SIn1)和第三输入信号(SIn3)；所述第二混频电路(102)的输入信号为第二输入信号(SIn2)和第四输入信号(SIn4)；
所述第一输入信号(SIn1)和所述第三输入信号(SIn3)经所述第一混频电路(101)混频处理后，得到第一混频信号(SMix1)；所述第二输入信号(SIn2)和所述第四输入信号(SIn4)经所述第二混频电路(102)混频处理后，得到第二混频信号(SMix2)；
反相180度处理后的所述第二混频信号(SMix2)与所述第一输入信号(SIn1)经所述第一加法电路(103)相加后，流经所述第一被动式负阻(104)，从所述第一缓冲器(300)输出，得到I路输出信号(SOutI)。


2.如权利要求1所述的基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，其特征在于，所述第一单边带混频器(100)和所述第二单边带混频器(200)的结构完全一致。


3.如权利要求1所述的基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，其特征在于，所述第二单边带混频器(200)包括第三混频电路(201)、第四混频电路(202)、第二加法电路(203)和第二被动式负阻(204)；
所述第三混频电路(201)的输入信号为第五输入信号(SIn5)和第七输入信号(SIn7)；所述第四混频电路(202)的输入信号为第六输入信号(SIn6)和第八输入信号(SIn8)；
所述第五输入信号(SIn5)和所述第七输入信号(SIn7)经所述第三混频电路(201)混频处理后，得到第三混频信号(SMix3)；所述第六输入信号(SIn6)和所述第八输入信号(SIn8)经所述第四混频电路(202)混频处理后，得到第四混频信号(SMix4)；
所述第三混频信号(SMix3)与所述第四混频信号(SMix4)经所述第二加法电路(203)相加后，流经所述第二被动式负阻(204)，从所述第二缓冲器(400)输出，得到Q路输出信号(SOutQ...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡昂，张科峰，逯召静，刘览琦，杨阳，石琴琴，谭珍，
申请(专利权)人：武汉芯泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42