一种多模RXFE电路制造技术

本申请提供一种多模RXFE电路，包括：第一混频器、第一运算放大器AMP、两组反馈电路，所述反馈电路包括反馈电阻和反馈电容，其中，在所述低噪声放大器LNA和所述混频器之间增加通过开关控制的两个并联的gm单元，并通过隔值电容将所述低噪声放大器LNA和所述gm单元隔开；所述gm单元的输出端输出RF信号，并与所述混频器的第一输入端相连，所述混频器的第二输入端与VDD相连；所述混频器的第一输出端和第二输出端分别与所述运算放大器AMP的正反向输入端相连，所述反馈电路与所述运算放大器AMP并联。本申请在通信过程中以低功耗工作的同时，能实时的调整输出信号的增益，降低电路噪声系数，从而实现通信性能的提升。从而实现通信性能的提升。从而实现通信性能的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种多模RXFE电路


[0001]本申请涉及电力电子
，特别的，尤其涉及应用于UWB接收机射频前端的大带宽低功耗低噪声系数的一种多模RXFE电路。

技术介绍

[0002]UWB(Ultra Wide Band，超宽带)是一种以极低功率在短距离内高速传输数据的无线技术。UWB接收机射频前端的工作原理如图1所示，其中方框部分为UWB接收机射频前端RXFE电路结构框图。射频信号从天线端到数字基带之间需要经过一系列的信号处理过程：UWB接收机通过天线接收到微弱小信号之后，在通过低噪声放大器(LNA)时，尽量减小噪声和干扰信号对微弱信号的影响并对接收到的微弱信号进行放大，再通过混频器(MIXER)将通带信号频率转换为零中频带宽为250MHz的基带信号，最后通过由运算放大器、反馈电阻和反馈电容组成的TIA，对基带信号再次进行放大，以上为Receiver RF front
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end(简称RXFE)电路所实现的功能；RXFE输出的信号通过滤波器进行滤波，再通过ADC进行模数转换之后，输出到数字基带。
[0003]为满足终端市场对高性能、高集成度、多模多带的射频芯片的需要，UWB接收机射频前端电路也不断向着高性能、大带宽、低功耗、低噪声系数、多模多带的方向去发展，然而由于天线接收到的小信号比较微弱，这就需要对小信号进行放大的同时，减小干扰信号和电路本身噪声对接收信号的影响。当电路的噪声比较大的时候，接收到的微弱信号就会湮没在电路的噪声中。由于接收机接收到的传输信号频率可能不同，这就要求UWB接收机射频前端的RXFE电路能处理天线接收到的不同频率微弱信号。

技术实现思路

[0004]鉴于上述内容中的问题，本申请提供了一种多模RXFE电路，适用IEEE Std 802.15.4
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202通信协议的大带宽、低功耗、低噪声可在6.5GHz和8GHz两个频带下工作，用以在通信过程中以低功耗工作的同时，能实时的调整输出信号的增益，降低电路噪声系数，从而实现通信性能的提升。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
[0006]一种多模RXFE电路，包括：低噪声放大器LNA、第一混频器、第一运算放大器AMP、两组反馈电路，所述反馈电路包括反馈电阻和反馈电容，其中：
[0007]在所述低噪声放大器LNA和所述混频器之间增加通过开关控制的两个并联的gm单元，并通过隔值电容将所述低噪声放大器LNA和所述gm单元隔开；
[0008]所述gm单元的输出端输出RF信号，并与所述混频器的第一输入端相连，所述混频器的第二输入端与VDD相连；
[0009]所述混频器的第一输出端和第二输出端分别与所述运算放大器AMP的正反向输入端相连，所述反馈电路与所述运算放大器AMP并联。
[0010]优选的，该多模RXFE电路还包括：第二混频器、第二运算放大器AMP，其中：
[0011]所述第二混频器与所述gm单元的输出端相连，所述第二混频器的第一输出端和第二输出端分别与所述第二运算放大器AMP的正反向输入端相连。
[0012]优选的，所述运算放大器AMP采用两级差分输入差分输出结构，在运放中采用前馈结构，通过增加零点的方式对带宽进行补偿。
[0013]本申请所述的多模RXFE电路，包括：第一混频器、第一运算放大器AMP、两组反馈电路，所述反馈电路包括反馈电阻和反馈电容，其中，在所述低噪声放大器LNA和所述混频器之间增加通过开关控制的两个并联的gm单元，并通过隔值电容将所述低噪声放大器LNA和所述gm单元隔开；所述gm单元的输出端输出RF信号，并与所述混频器的第一输入端相连，所述混频器的第二输入端与VDD相连；所述混频器的第一输出端和第二输出端分别与所述运算放大器AMP的正反向输入端相连，所述反馈电路与所述运算放大器AMP并联。本申请在通信过程中以低功耗工作的同时，能实时的调整输出信号的增益，降低电路噪声系数，从而实现通信性能的提升。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为现有技术提供的一种RXFE电路结构示意图；
[0016]图2为现有技术提供的一种混频器电路结构示意图；
[0017]图3为本申请实施例提供的一种多模RXFE电路结构示意图；
[0018]图4为本申请实施例提供的一种多模RXFE电路结构示意图；
[0019]图5为本申请实施例提供的一种多模RXFE电路具体实施方式结构示意图；
[0020]图6为本申请实施例提供的运算放大器的结构示意图；
[0021]图7为本申请实施例提供的电容和电阻组成的可控阵列的结构示意图。
具体实施方式
[0022]申请人在研究中发现，UWB接收机在工作时，由于外界信号偏弱，所以阻抗不能过高，通常为50Ohms，否则捕捉到的外界信号会变得更小，不利于信号的处理。同时为了保证接收到的信号不会被反射，就要求UWB的射频前端电路能够与天线的阻抗进行严格的匹配，通常输入级的低噪声放大器(LNA)的输入阻抗会对阻抗匹配产生较大的影响。
[0023]由于LNA低噪声的要求限制了电路的拓扑结构，这就意味着单晶体管的电路结构是信号的输入器件。LNA的增益靠负载器件如电感、电容、电阻，或者反馈电路来调整，但是电感和电容会增大电路的面积；提高负载电路或者反馈电路的等效阻抗虽然会增加电路增益，但是会使特征阻抗增加，将天线接收到的信号反射回去。若为了减小信号的反射，减小反馈电阻或者负载电阻，那么LNA增益会变小，混频器和TIA折算到输入端的总的噪声系数会变大。若为了同时满足这两个要求，增大输入MOS管的宽长比，就会使电路的功耗增加。若LNA的增益过小，则需要后续的TIA电路对增益进行补偿，TIA电路增益的提高，也是以牺牲带宽为代价的。所以，LNA的功耗，增益和反射损耗，是互相折中的量，并且每个指标都很重
要，这就提高了LNA设计的难度。
[0024]由于MOS管自身电容的影响，混频器中经常会出现端口之间的馈通现象。如图2所示的，基于MOS管实现的的混频器，栅源电容与栅漏电容会在LO端口与RF端口、IF端口之间产生馈通路径，这会导致基带失调以及来自天线的LO泄露。通产在MIXER中会使用占空比为50％的LO信号对接收信号进行下变频，但是50％的LO信号会使I/Q两路本振信号在时域上重叠，使I/Q两路的开关管同时导通，使信号互相干扰。同时，接收机接收到的小信号，经过MIXER混频之后，输出通常为零中频、带宽为250MHz，常用的二级差分运算放大器，很难做到在满足系统所需增益的情况下，保持250MHz的大带宽，若带宽达不到要求，就会使信号在频率在高频处发生衰减。
[0025]为此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模RXFE电路，其特征在于，包括：低噪声放大器LNA、第一混频器、第一运算放大器AMP、两组反馈电路，所述反馈电路包括反馈电阻和反馈电容，其中：在所述低噪声放大器LNA和所述混频器之间增加通过开关控制的两个并联的gm单元，并通过隔值电容将所述低噪声放大器LNA和所述gm单元隔开；所述gm单元的输出端输出RF信号，并与所述混频器的第一输入端相连，所述混频器的第二输入端与VDD相连；所述混频器的第一输出端和第二输出端分别与所述运算放大器AMP的正反...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国勇，霍俊杰，郭增良，
申请(专利权)人：紫光同芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：