一种噪声抵消无源混频器制造技术

本发明专利技术公开了一种噪声抵消无源混频器，属于混频器技术领域。该混频器包括射频跨导级电路、混频器开关级电路以及跨阻放大级电路，其中，射频跨导级电路采用CMOS互补推挽结构电路，混频器开关级电路采用单平衡无源结构的双下混频并联支路的噪声抵消电路，跨阻放大级电路通过并联的反馈电阻与电容抑制自混频导致的直流失调电压。该混频器采用无源结构，具有更好的线性度和更低的功耗。同时，该混频器采用双下混频并联支路的噪声抵消电路，在高性能模式下，两条支路并行导通，对于输入射频信号，使用噪声抵消网络优化了噪声系数同时提高了转换增益。转换增益。转换增益。

【技术实现步骤摘要】
一种噪声抵消无源混频器


[0001]本专利技术提出一种噪声抵消无源混频器，属于混频器


技术介绍

[0002]在射频接收系统中，混频器负责将射频信号变频至基带或者中频频段，是接收链路中的核心模块，作为射频信号和中频信号的链接，其功耗水平在接收链路中占据了可观的份额。因此为了实现整体接收电路的低功耗，对混频器功耗的优化设计十分关键。此外，混频器需要具备足够高的转换增益和较低的噪声系数。
[0003]为了满足上述需求，近年来Mixer
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First射频前端结构被提出并得到了应用。Mixer
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First结构的主要思想在于取消低噪声放大器模块，先将射频信号变频至低中频频段，再进行后续处理。由于射频频段处理信号需要消耗很大的功耗，而处理低中频信号所需功耗较小，此结构可有效降低功耗同时，有益于线性度的提高。但是，由于缺少射频增益，Mixer
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First结构接收机前端的增益、噪声性能很难满足指标。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提出一种基于Mixer
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First结构的噪声抵消无源混频器。该混频器采用双下混频并联支路的噪声抵消电路，具有低增益模式和高性能模式。在高性能模式下，两条支路并行导通，能够对噪声信号进行抵消，对射频信号进行叠加，在实现低功耗的同时，优化了电路的噪声系数和转换增益。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种噪声抵消无源混频器，包括射频跨导级电路、混频器开关级电路以及跨阻放大级电路；
[0007]所述的射频跨导级电路采用CMOS互补推挽结构电路，射频信号通过电容分别耦合到CMOS结构跨导级的NMOS管和PMOS管，NMOS管和PMOS管都工作在亚阈值区；
[0008]所述的混频器开关级电路由两个无源单平衡结构的下混频并联电路构成，辅助支路下变频产生的电流与主支路中电流极性相反，将两条支路中的N、P路输出反向交叉叠加，从而保证主信号不被抵消削弱，同时，跨导级的噪声经过环路负反馈到输入端，与跨导级的等效输入噪声反相，从而实现噪声抵消；
[0009]所述的跨阻放大级电路通过并联的反馈电阻与电容抑制自混频导致的直流失调电压。
[0010]进一步地，所述的射频跨导级电路包括第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3；
[0011]其中，第一PMOS管的源极接电源电压，漏极接第三PMOS管的栅极，第一PMOS管、第一NMOS管的栅极接低功耗负使能端LPMODN；第一电阻的正极接第三PMOS管的栅极，第一电阻的负极接第一NMOS管的漏极；第二PMOS管的漏极接第一NMOS管的源极，第二PMOS管的源
极接第一NMOS管的漏极，第二PMOS管的栅极、第二NMOS管的栅极接低功耗正使能端LPMODEP；第二电阻的正极接第一NMOS管的源极，第二电阻的负极接第三NMOS管的漏极；第三NMOS管的栅极接第三电阻的负极，第三NMOS管的源极、第二NMOS管的源极接地；第二NMOS管的漏极接第三NMOS管的栅极；第三电阻的正极接参考电压VBLAN1；第二电容的负极接第二NMOS管的漏极，第二电容、第一电容的正极接输入射频信号电压RFIN；第一电容的负极接第三PMOS管的栅极；第三电容的正极接第三NMOS管的漏极，第三电容的负极接输出耦合电流IRF。
[0012]进一步地，所述的混频器开关级电路包括第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、第八NMOS管MN8、第九NMOS管MN9、第十NMOS管第十NMOS管、第十一NMOS管MN11、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17；
[0013]其中，第四NMOS管的漏极接第四电容的上极板，第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管的源极接第三电容的下极板，第四NMOS管、第十NMOS管的栅极接输入本振信号负极LOIN；第五NMOS管的漏极接第四电容的下极板，第五NMOS管、第十一NMOS管的栅极接输入本振信号正极LOIP；第十电容的正极接第四电容的上极板，第十电容的负极接地；第十一电容的正极接第四电容的下极板，第十一电容的负极接地；第六NMOS管的漏极接第五电容的上极板，第六NMOS管、第九NMOS管的栅极接输入正交本振信号负极LOQN；第七NMOS管的漏极接第五电容的下极板，第七NMOS管、第八NMOS管的栅极接输入正交本振信号正极LOQP；第十三电容的正极接第五电容的下极板，第十三电容的负极接地；第十二电容的正极接第五电容的上极板，第十二电容的负极接地；第八NMOS管的漏极接第七电容的上极板；第九NMOS管的漏极接第七电容下极板；第六电容的正极接第七电容的上极板，第六电容的负极接地；第十四电容的正极接第七电容的上极板，第十四电容的负极接第七电容的下极板；第十五电容的正极接第七电容的下极板，第十五电容的负极接地；第十NMOS管的漏极接第八电容的上极板；第十一NMOS管的漏极接第八电容的下极板；第九电容的正极接第八电容的下极板，第九电容的负极接地；第十七电容的正极接第八电容的上极板，第十七电容的负极接第八电容的下极板；第十六电容的正极接第八电容的上极板，第十六电容的负极接地。
[0014]进一步地，所述的跨阻放大级电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第十八电容C18、第十九电容C19、第一跨导运算放大器OTA；
[0015]其中，所述第一跨导运算放大器负输入端接输入电流信号负极，第一跨导运算放大器正输入端接输入电流信号正极，第一跨导运算放大器正输出端接输出电压负极，第一跨导运算放大器负输出端接输出电压正极；第四电阻的正极接第一跨导运算放大器的负输入端，第四电阻的负极接第一跨导运算放大器的正输出端；第五电阻的正极接第一跨导运算放大器的正输入端，第五电阻的负极接第一跨导运算放大器的负输出端；第十八电容的正极接第四电阻的正极，第十八电容的负极接第四电阻的负极；第十九电容的正极接第五电阻的正极，第十九电容的负极接第五电阻的负极。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]1、本专利技术采用无源结构，具有更好的线性度和更低的功耗。
[0018]2、本专利技术采用双下混频并联支路的噪声抵消电路，在高性能模式下，两条支路并
行导通，对于输入射频信号，使用噪声抵消网络优化了噪声系数同时提高了转换增益。
[0019]总之，相比传统的Mixer
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First混频器，本专利技术的基于Mixer
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First结构的噪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种噪声抵消无源混频器，其特征在于，包括射频跨导级电路、混频器开关级电路以及跨阻放大级电路；所述的射频跨导级电路采用CMOS互补推挽结构电路，射频信号通过电容分别耦合到CMOS结构跨导级的NMOS管和PMOS管，NMOS管和PMOS管都工作在亚阈值区；所述的混频器开关级电路由两个无源单平衡结构的下混频并联电路构成，辅助支路下变频产生的电流与主支路中电流极性相反，将两条支路中的N、P路输出反向交叉叠加，从而保证主信号不被抵消削弱，同时，跨导级的噪声经过环路负反馈到输入端，与跨导级的等效输入噪声反相，从而实现噪声抵消；所述的跨阻放大级电路通过并联的反馈电阻与电容抑制自混频导致的直流失调电压。2.根据权利要求1所述的一种噪声抵消无源混频器，其特征在于，所述的射频跨导级电路包括第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)、第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)、第三NMOS管(MN3)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)；其中，第一PMOS管的源极接电源电压，漏极接第三PMOS管的栅极，第一PMOS管、第一NMOS管的栅极接低功耗负使能端(LPMODN)；第一电阻的正极接第三PMOS管的栅极，第一电阻的负极接第一NMOS管的漏极；第二PMOS管的漏极接第一NMOS管的源极，第二PMOS管的源极接第一NMOS管的漏极，第二PMOS管的栅极、第二NMOS管的栅极接低功耗正使能端(LPMODEP)；第二电阻的正极接第一NMOS管的源极，第二电阻的负极接第三NMOS管的漏极；第三NMOS管的栅极接第三电阻的负极，第三NMOS管的源极、第二NMOS管的源极接地；第二NMOS管的漏极接第三NMOS管的栅极；第三电阻的正极接参考电压(VBLAN1)；第二电容的负极接第二NMOS管的漏极，第二电容、第一电容的正极接输入射频信号电压(RFIN)；第一电容的负极接第三PMOS管的栅极；第三电容的正极接第三NMOS管的漏极，第三电容的负极接输出耦合电流IRF。3.根据权利要求2所述的一种噪声抵消无源混频器，其特征在于，所述的混频器开关级电路包括第四NMOS管(MN4)、第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管(MN6)、第七NMOS管(MN7)、第八NMOS管(MN8)、第九NMOS管(MN9)、第十NMOS管(第十NMOS管)、第十一NMOS管(MN11)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第九电容(C9)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨格亮，李企帆，王旭东，王鑫华，廖春连，陈超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：