无源混频器制造技术

一种用于将射频（ＲＦ）信号变换到中频（ＩＦ）信号（或反之）的无源混频器（１００）。该混频器包括用于对本地振荡信号与ＲＦ或ＩＦ信号进行混频的电压控制的混频装置（１１０）。自举技术被用于通过低通滤波器（１６０）将ＩＦ信号的低频分量反馈到该混频装置。该混频装置（１１０）将跟随ＩＦ信号的低频变化，这样做将改进混频器的线性度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种无源混频器，并特别涉及一种具有用于改进线性的结构的无源混频器。相关技术描述用于将具有如射频(RF)的第一频率的信号转换到成具有如中频(IF)的第二频率的信号的混频器被提供在多种设备中，例如被提供在无线电收发射机前端中。Bluetooth是一种通信标准，其主要的目标是去除电子设备之间的电缆连接。Bluetooth的一个重要应用是涉及诸如移动端子的可携带设备的通信领域。所述端子还可以适合于依据诸如GSM、UMTS、cdma2000、PCS、DCS等电信技术来通信。混频器对于Bluetooth无线电和电信无线电来说可能是必须的。在可携带通信设备中，针对全部电子组件的低功率解决方案是重要的。从而，在集成电路设计中的趋势是例如为混频器施加低电源电压。并且，通常要求混频器的实现方式是便宜的。MOS(金属氧化物半导体)技术提供了一种解决方案，应用该方案可以实现完全集成的混频器。然而，找到在2V或在低于2V的电源电压下具有高性能的电路体系结构是必要的。利用混频装置的频率转换能够被提供在利用非线性转换的电流或电压域中。然而，混频也能够通过在时间域中应用乘法运算来得到。在这种情况中，能够认为该混频器为具有两个状态的状态机，其中混频器在每个状态中应该尽可能地线性。这种类型的混频器代表一个线性的时变系统。混频装置从导通状态到不导通状态的切换能够在电流或电压域中提供。在双极型工艺的情况中，电流切换更为理想。MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)晶体管提供真实电压切换特性。从而，对于MOSFET晶体管来说，在电压域中执行切换是可行的。由于CMOS(互补MOS)技术的发展和芯片上系统的趋势，在未来，集成模拟电路将由比现在低的电源电压来驱动，其中在单个芯片上提供无线电收发射机。这种趋势将增强数字和模拟域之间的共享技术，使得低电压实现方式是必需的。在接收器前端中，一个主要的瓶颈是下变换混频器的线性度。特别对于低电源电压尤其是这种情况，即使使用适当的拓扑结构(例如无源CMOS混频器)仍是如此。在操作中，当栅极-源极电压Vgs变得比阈值电压VT大时，MOSFET晶体管导通。在其漏极或源极端子上接收RF信号的晶体管可以提供变化的源极节点电势，或变化的漏极节点电势。所述电势将根据在栅极输入端上提供的信号而变化，其中该信号通常为本地振荡器(LO)信号。此外，可能发生RF泄漏。关键的信号为在源极/漏极端子上提供的中频(IF)信号，该中频信号将调制开关的接通时间(on-time)并产生非线性。在关闭状态下操作或作为三极管(接通状态)下操作MOSFET晶体管开关将不但由栅极电压控制，而且也将由源极电压控制。因此，在源极/漏极上提供的IF输出信号将调制开关占空比并产生互调产物。这对于低电源电压是特别严重的，其限制可达到的LO振幅。减小开关非线性的一般方法为利用被称为传输门的互补开关。然而，这种开关将增加低噪声放大器(LNA)的负载电容(该负载电容通常在接收器的混频器之前)，从而导致较低的变换增益和较小的带宽。此外，如果混频器被平衡，则互补开关将仅仅影响偶次的非线性。专利技术概述本专利技术的一个目的是提供一种与现有技术中已知的等效混频器相比具有改进的线性度的混频器。特别地，本专利技术的一个目的是提供一种在低电源电压下具有改进的线性度的混频器，其可以作为使用芯片上实现技术的集成电路被实现，所述芯片上实现技术例如是MOS(金属氧化物半导体)或JFET(结型场效应晶体管)技术。根据本专利技术的一个方面，通过用于将具有第一频率的第一信号变换到具有第二频率的信号的无源混频器来达到上述目的。该混频器包括混频装置、第一端子、第二端子和第三端子以用于提供第二信号，这是通过混频作为第二端子处的输入所提供的具有第三频率的第三信号和作为第一或第三端子上的输入所提供的第一信号。在不接收任何输入信号的端子上提供第二信号以作为输出。一个反馈电路适于连接到第三端子和第二端子。该反馈电路可以为自举电路。此外，该反馈电路可以包括一个低通滤波器。所述滤波器可以为由一个电阻和一个电容提供的一阶滤波器。所述混频装置可以是电压控制的开关，例如FET晶体管开关，该晶体管开关的漏极或源极适于连接到第一端子，其栅极适于连接到第二端子，以及其源极或漏极适于连接到第三端子。该FET晶体管可以是具有比PMOS晶体管更优越的开关性能的NMOS晶体管。该混频器可以被提供为平衡的或不平衡的混频器。平衡的混频器可以包括四个混频装置，其中所述装置中的每一个包括一个自举电路。根据本专利技术的另一个方面，混频器被用在电子设备中，例如可携带的通信设备。可携带设备包括(但并不局限于)移动无线电终端、移动电话、寻呼机或通信器(也就是个人数字助理、智能电话等)。该混频器也可以被用在用于在无线局域网中进行通信的电子设备中，例如适合于根据Bluetooth技术进行短距离辅助通信(supplementary communication)的设备。本专利技术的一个优点是没有DC电流流过所述混频装置。不存在任何DC电流将减小混频器的1/f的噪声。与MOS技术结合的本专利技术的技术具有的优点是其适合用于低电压实现方式(例如大约2V或2V以下)，因为MOS电路不使用叠层式晶体管。随着电源电压在将来进一步地减少，本专利技术将变得更为重要。此外，本专利技术与现有技术中所知的混频器相比改进了线性度，而不牺牲其它重要参数，例如噪声性能和变换增益。本专利技术的其它优选实施例在从属权利要求中限定。需要强调的是，在本说明书中使用的术语“包括”用来指定所述特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除存在或者添加一个或多个其它特征、整数、步骤、组件或其组合。附图简述本专利技术的其它目的、特征和优点将从下面所描述的本专利技术多个实施例中得到，其中本专利技术的各方面将参考附图被更详细地描述，其中附图说明图1是移动电话及其可以操作的环境的正视图；图2是根据本专利技术的混频器的方框图；图3是根据本专利技术的混频器的第一实施例的方框图；图4是根据本专利技术的混频器的第二实施例的方框图；图5是说明图4的混频器的测量结果的图表。实施例的详细描述图1说明作为一个例示的电子设备的移动电话1(其中可以提供根据本专利技术的混频器)以及可以对其进行操作的可能环境。本专利技术不只局限于移动电话1，而是能够在各种电子设备中提供，其中需要混频器来将具有例如中频(IF)或射频(RF)的第一频率的第一信号变换到具有例如RF或IF频率的第二频率的第二信号，这是通过具有由例如本地振荡器(LO)所产生的第三频率的第三信号来实现的。移动电话1包括第一天线10和第二辅助天线11。麦克风12、扬声器13、小键盘14和显示器15提供用于操作移动电话1的人机界面。移动电话可以在操作中通过第一无线电通信链路22借助第一天线10连接到移动通信网络21的无线电台20(基站)，该网络例如是GSM、UMTS、PCS和/或DCS网络。此外，移动电话1可以在操作中通过第二无线链路31借助于辅助天线11建立到外围设备30的第二无线链路。该第二链路31例如是在2.4(2.400-2.4835)GHz频率范围中所建立的Bluetooth链路。为了建立无线链路22、31，移动电话1包括无线电资源，所述资源根据相关的技术而被适配。从而，移动电话1包括一个用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将具有第一频率的第一信号变换到具有第二频率的第二信号的无源混频器（１００；３００），包括：混频装置（１１０；３１０，３２０，３３０，３４０）、第一端子（１２０）、第二端子（１３０）和第三端子（１４０），用于通过对作为所述第二 端子上的输入所提供的具有第三频率的第三信号和作为第一或第三端子上的输入所提供的第一信号进行混频来提供第二信号；其特征在于：反馈电路（１５０；３１１，３２１，３３１，３４１）适于连接到所述第三端子（１４０）和所述第二端子（１３ ０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H舍兰德，F蒂尔曼，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]