一种高线性度宽带宽增益可控的上变频混频器制造技术

本发明专利技术涉及一种高线性度宽带宽增益可控的上变频混频器，属于集成电路设计技术领域。包括第一、第二、、第三电流镜，第一、第二超级源极跟随器，可编程电阻网络，以及整流和偏置电路，第一电流镜在给定的偏置电路下生成若干路电流，并在可编程电阻网络的增益控制之下，生成相应的跨导电流，再通过第二和第三电流镜的镜像后输入到整流电路，经过相应电路处理后转换成射频信号加载到负载电阻上。本发明专利技术的上变频混频器，消除了输入ＭＯＳ管栅源电压的二阶效应造成的上混频器线性度性能下降；具有消除等效直流失调误差电压的功能，并且不影响到上混频器的线性度；消除了开关ＭＯＳ管带来的非线性，保证调节增益不影响上变频混频器的线性度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高线性度宽带宽增益可控的上变频混频器，属于集成电路设计技 术领域。
技术介绍
在直接上变频发射机中，首先为保证发射信号的信噪比，要求上混频器输入信号 的幅度足够大；其次由于上混频器输入端的等效直流失调误差电压会在上混频器的输出端 引起本振泄露，本振泄露将恶化发射信号的质量，而发射信号的本振泄露抑制比取决于上 混频器输入端输入信号的幅度和等效直流失调误差电压的比。因此为保证输出信号的本振 泄露抑制比，就要求上混频器的输入信号幅度足够大，或者对直流失调误差电压进行抑制。 最后，上述两点同时要求上混频器输入信号幅度足够大，但是随着输入信号幅度增加，上混 频器的线性度将恶化。因此直接上变频发射机通常要求上变频混频器具有良好的线性度， 同时能够对输入端的直流失调误差电压进行抑制，而且最好是能够独立的抑制，就是说抑 制直流失调误差电压几乎不影响上混频器的线性度，而上述要求通常是难以做到的。上变频混频器的线性度通常取决于混频器输入跨导级的线性度，而混频器的输入 跨导级为获得好的线性度，通常采用放大器进行反馈。但是采用放大器进行反馈是以牺牲 上混频器带宽为代价的，因此带有放大器反馈结构的上变频混频器不适合宽带信号的发 射。通常会要求发射机能够对发射信号的功率进行调节，因此要求上混频器的增益能 够进行调节。在实际电路设计中，对上混频器增益进行调节通常会影响到上混频器的线性度。总结上述三点，上变频混频器可能会要求具有抑制直流失调误差电压、宽带宽和 增益能够可调节的功能，在实际电路设计中，上述三点要求都会恶化上变频混频器的线性度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种高线性度宽带宽增益可控的上变频混频器，采用超级源 极跟随器结构，而非采用放大器反馈结构，以取得优异的线性度。本专利技术提出的增益可控的高线性度宽带上变频混频器，包括第一电流镜，用于接收来自整流和偏置电路的第一偏置电压和第二偏置电压，以 导通组成该电流镜的PMOS管，并输出第一电流、第二电流、第三电流和第四电流；级源极跟 随器，用于接收来自整流和偏置电路的第三偏置电压、第一电流镜输出的第一电流和来自 外部电源的正输入电压，并将该正输入电压平移一个栅源电压后得到正输出电压；所述的 第一超级源 极跟随器由第一直流失调误差消除电路、第一 NMOS管和第二 NMOS管组成，其中 第一 NMOS管和第二 NMOS管的栅极分别与整流和偏置电路相连，第一 NMOS管的源极和第二 NMOS管的漏极相连，第二 NMOS管的漏极和地相连；所述的第一直流失调误差消除电路由第一 PMOS管和电流支路组成，第一 PMOS管和电流支路并联，第一 PMOS管的栅极接收来自外 部电源的正输入电压，第一 PMOS管的源极和衬底同时与第一电流镜的第一电流输出端和 第一超级源极跟随器的输出端相连，第一 PMOS管的漏极与第一 NMOS管的漏极相连；所述 的电流支路由多个互相并联的电流支路组成，其中每一个电流支路由一个第二 PMOS管和 一个第三NMOS管组成，其中第二 PMOS管的源极和衬底同时与所述的第一 PMOS管的源极相 连，第二 PMOS管的栅极与所述的第一 PMOS管的栅极相连，第二 PMOS管的漏极与第三NMOS 管的漏极相连，第三NMOS管的源极与所述的第一 PMOS管的漏极相连，第三NMOS管的栅极 接收所述的第一直流失调误差消除电路生成的的控制信号，所述的每一路并联的电流支路 使用单独的控制信号以达到减小直流失调误差的作用；第二超级源极跟随器，用于接收来自整流和偏置电路的第三偏置电压、第一电流 镜输出的第二电流和来自外部电源的负输入电压，并将该负输入电压平移一个栅源电压后 得到负输出电压；所述的第二超级源极跟随器由第二直流失调误差消除电路、第四NMOS管 和第五NMOS管组成，其中第四NMOS管和第五NMOS管的栅极分别与整流和偏置电路相连， 第四NMOS管的源极和第五NMOS管的漏极相连，第五NMOS管的漏极和地相连；所述的第二 直流失调误差消除电路由第三PMOS管和电流支路组成，第三PMOS管和电流支路并联，第 三PMOS管的栅极接收来自外部电源的负输入电压，第三PMOS管的源极和衬底同时与第一 电流镜的第二电流输出端和第二超级源极跟随器的输出端相连，第三PMOS管的漏极与第 四NMOS管的漏极相连；所述的电流支路由多个互相并联的电流支路组成，其中每一个电流 支路由一个第四PMOS管和一个第六NMOS管组成，其中第四PMOS管的源极和衬底同时与所 述的第三PMOS管的源极相连，第四PMOS管的栅极与所述的第三PMOS管的栅极相连，第四 PMOS管的漏极与第六NMOS管的漏极相连，第六NMOS管的源极与所述的第三PMOS管的漏极 相连，第六NMOS管的栅极接收所述的第二直流失调误差消除电路生成的的控制信号，所述 的每一路并联的电流支路使用单独的控制信号以达到减小直流失调误差的作用；可编程电阻网络，用于接收其作用来自第一电流镜的第三电流和第四电流、来自 第一超级源极跟随器的正输出电压、来自第二超级源极跟随器的负输出电压和来自外部电 源的增益控制信号，产生正输出电流和负输出电流；第二电流镜，用于接收所述的可编程电阻网络的正输出电流以及来自整流和偏置 电路的第四偏置电压，并将正输入电流折叠到第二电流镜的输出端，产生第一跨导电流，其 中的第四偏置电压为该第二电流镜提供偏置电压；第三电流镜，用于接收所述的可编程电阻网络的负输出电流以及来自整流和偏置 电路的第四偏置电压，并将负输入电流折叠到第三电流镜的输出端，产生第二跨导电流，其 中的第四偏置电压为该第三电流镜提供偏置电压；整流和偏置电路，用于产生所述的第一偏置电压、第二偏置电压、第三偏置电压和 第四偏置电压，并接收所述的第一跨导电流和第二跨导电流，经过整流后将第一跨导电流 和第二跨导电流的频率变换成射频频率，将具有射频频率的第一跨导电流和第二跨导电流 加载到负载电路，产生射频输出电压。本专利技术的提出的高线性度宽带宽增益可控的上变频混频器，其优点是1、本专利技术的上变频混频器，保证了输入MOS管栅源电压不随着输入信号的幅度而 变化，输入信号几乎没有畸变的加载到电阻上面转化成为电流，从而消除了输入MOS管栅源电压随输入信号的变化而变化的二阶效应造成的上混频器线性度性能下降。2、本专利技术的上变频混频器，具有消除等效直流失调误差电压的功能，并且该功能 几乎不影响到上混频器的线性度。3、本专利技术的上变频混频器，具有增益可调节的功能，该结构保证输入信号不通过 调节增益的开关MOS管，从而消除了开关MOS管带来的非线性，从而保证调节增益几乎不影 响上变频混频器的线性度。附图说明图1是本专利技术提出的上变频混频器的结构框图。图2和图3分别是图1所述上变频混频器中的第一电流镜、第一超级源极跟随器、 第二超级源极跟随器、可编程电阻网络、第二电流镜、第三电流镜的连接示意图。图4是图2中的可编程电阻网络的一种实现方式。图5是图1所示的上变频混频器中的整流和偏置电路的一种具体实现形式。 具体实施例方式本专利技术提出的高线性度宽带宽增益可控的上变频混频器，其结构框图如图1所 示，包括第一电流镜，用于接收来自整流和偏置电路的第一偏置电压和第二偏置电压，以 导通组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增益可控的高线性度宽带上变频混频器，其特征在于该上变频混频器包括：第一电流镜，用于接收来自整流和偏置电路的第一偏置电压和第二偏置电压，以导通组成该电流镜的ＰＭＯＳ管，并输出第一电流、第二电流、第三电流和第四电流；第一超级源极跟随器，用于接收来自整流和偏置电路的第三偏置电压、第一电流镜输出的第一电流和来自外部电源的正输入电压，并将该正输入电压平移一个栅源电压后得到正输出电压；所述的第一超级源极跟随器由第一直流失调误差消除电路、第一ＮＭＯＳ管和第二ＮＭＯＳ管组成，其中第一ＮＭ极接收所述的第二直流失调误差消除电路生成的的控制信号，所述的每一路并联的电流支路使用单独的控制信号以达到减小直流失调误差的作用；可编程电阻网络，用于接收其作用来自第一电流镜的第三电流和第四电流、来自第一超级源极跟随器的正输出电压、来自第二超级源极跟随器的负输出电压和来自外部电源的增益控制信号，产生正输出电流和负输出电流；第二电流镜，用于接收所述的可编程电阻网络的正输出电流以及来自整流和偏置电路的第四偏置电压，并将正输入电流折叠到第二电流镜的输出端，产生第一跨导电流，其中的第四偏置电压为该第二电流镜提供偏置电压；第三电流镜，用于接收所述的可编程电阻网络的负输出电流以及来自整流和偏置电路的第四偏置电压，并将负输入电流折叠到第三电流镜的输出端，产生第二跨导电流，其中的第四偏置电压为该第三电流镜提供偏置电压；整流和偏置电路，用于产生所述的第一偏置电压、第二偏置电压、第三偏置电压和第四偏置电压，并接收所述的第一跨导电流和第二跨导电流，经过整流后将第一跨导电流和第二跨导电流的频率变换成射频频率，将具有射频频率的第一跨导电流和第二跨导电流加载到负载电路，产生射频输出电压。ＯＳ管和第二ＮＭＯＳ管的栅极分别与整流和偏置电路相连，第一ＮＭＯＳ管的源极和第二ＮＭＯＳ管的漏极相连，第二ＮＭＯＳ管的漏极和地相连；所述的第一直流失调误差消除电路由第一ＰＭＯＳ管和电流支路组成，第一ＰＭＯＳ管和电流支路并联，第一ＰＭＯＳ管的栅极接收来自外部电源的正输入电压，第一ＰＭＯＳ管的源极和衬底同时与第一电流镜的第一电流输出端和第一超级源极跟随器的输出端相连，第一ＰＭＯＳ管的漏极与第一ＮＭＯＳ管的漏极相连；所述的电流支路由多个互相并联的电流支路组成，其中每一个电流支路由一个第二ＰＭＯＳ管和一个第三ＮＭＯＳ管组成，其中第二ＰＭＯＳ管的源极和衬底同时与所述的第一ＰＭＯＳ管的源极相连，第二...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗可欣，
申请(专利权)人：北京利云技术开发公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]