一种跨导增强无源混频器制造技术

本实用新型专利技术公开一种跨导增强无源混频器，包括混频级和偏置电路；还包括具有跨导增强功能的跨导级、无源混频开关对和增强的负载输出级。具有跨导增强功能的跨导级将输入射频电压转化为射频电流，射频电流经过双平衡混频开关对实现混频，混频后的电流通过跨导增强的负载输出级，转换为中频电压输出。跨导级采用预放大跨导增强结构，使得跨导大大增强，从而在更低的偏置电流下可实现相同的跨导值，射频电流经过混频级的调制作用生成输出中频电流信号。经跨阻放大器形成电压输出，最终得到中频电压信号。该跨阻放大器使用了跨导增强结构，输入阻抗被降低，提高电流利用效率和端口隔离度。具有功耗低，转换增益高、端口隔离度好等特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种跨导增强无源混频器，属于混频器

技术介绍
传统吉尔伯特混频器各项指标比较均衡，而且工作可靠，端ロ隔离度好。但是随着射频接收机的单片化的要求的不断提高和射频技术的不断进步，很多实际应用情况下，传统吉尔伯特混频器的性能有时难以满足当下需求。比如混频级采用有源混频结构时，在零中频接收机结构中，其闪烁噪声会带来一定影响，而若能够采用无源混频结构，由于无源混频器没有静态电流，其闪烁噪声也大大减小了，且无源混频器的线性度通常会高于有源混频器。经典混频结构中，对于跨导级中将射频电压转换为射频电流时，由于接收机接受的信号一般很小，加之传统的跨导一般只为输入晶体管的跨导值，在低偏置电流下其跨导值有限，转换增益偏低。若能够在跨导级通过ー种途径在相同偏置电流下实现较大的跨导值，则对整个混频器性能的提高，有着重要的意义，本设计结构正是基于此出发，成功设计新的跨导电路结构，使得跨导级电路的跨导值得到大大增強。对于无源混频器的输出级，因端ロ隔离度、线性度、转换增益等一系列问题的考虑，都需要尽可能降低输出级跨阻放大器的输入电阻。
技术实现思路
技术目的针对现有技术中存在的问题与不足，本技术提供ー种跨导增强无源混频器。在更低的偏置电流下可实现相同的跨导值，射频电流经过混频级的调制作用生成输出中频电流信号。经跨阻放大器形成电压输出，最終得到中频电压信号。该跨阻放大器使用了跨导增强结构，输入阻抗被进一歩降低，提高了电流利用效率和端ロ隔离度。该混频器结构具有功耗低，转换增益高、端ロ隔离度好等特点。技术方案一种跨导增强无源混频器，包括混频级和偏置电路；还包括具有跨导增强功能的跨导级、无源混频开关对和增强的负载输出级。具有跨导增强功能的跨导级将输入射频电压转化为射频电流，射频电流经过双平衡混频开关对实现混频，混频后的电流通过跨导增强的负载输出级，转换为中频电压输出。所述跨导级包括第一 PMOS管(P型金属氧化物场效应管简称PMOS管)PM0、第二PMOS管PMl、第一 NMOS管(N型金属氧化物场效应管简称NMOS管)NM0、第二 NMOS管NMl、交叉耦合电容和LC谐振回路；所述第一 PMOS管PMO与第二 PMOS管PMl的偏置电压由第一偏置电压通过第一电阻R0、第二电阻Rl分别给出；第一电感L0、第三电容C2、第四电容C3、第五电容C4为增强跨导所采用的电路元件；跨导级的输出射频电流从第三电阻R2与第五电阻R4之间、第四电阻R3与第六电阻R5之间分别引出，并经过第六电容C5、第七电容C6分别耦合至混频开关级；所述混频级包括第三PMOS管PM2至第六PMOS管PM5 ;所述跨导级混频后的结果从PM第三PMOS管PM2、第六PMOS管PM5的漏极输出；其中第三PMOS管PM2、第五PMOS管PM4漏极短接，第四PMOS管PM3、第六PMOS管PM5漏极短接；负载输出级主要由第七PMOS管PM6至第十六PMOS管PM15、第三NMOS管NM2和第四NMOS管NM3构成；所述第七PMOS管PM6、第八PMOS管PM7、第^^一 PMOS管PMlO、第十二 PMOS管PM11、第三NMOS管NM2、第四NMOS管NM3构成负载输出级的第一级差分放大电路；所述第三NMOS管匪2和第四NMOS管匪3由第二偏置电压提供偏置；第一级差分放大电路由第七PMOS管PM6、第八PMOS管PM7的漏端输出，接至由第九PMOS管PM8、第十PMOS管PM9、第十三PMOS管PM12、第十四PMOS管PM13组成的第二级差分源极跟随器；信号由第十三PMOS管PM12、第十四PMOS管PM13的漏极输出，接至由第十五PMOS管PM14、第十六PMOS管PM15、第七电阻R6、第八电阻R7组成第三级的差分共源放大电路，中频信号最終由 第十五PMOS管PM14、第十六PMOS管PM15的漏端输出；所述第一电容CO、第二电容Cl的上极板分别接正输入信号端和负输入信号端；第ー电容CO的下极板接第一 PMOS管PMO的栅极；第ニ电容Cl的下极板接第二 PMOS管PMl的栅极；第三电容C2的上极板接第一 PMOS管PMO漏端，第四电容C3的上极板接第二 PMOS管PMl漏端，第三电容C2的下极板接第五电容C4的下极板，第四电容C3的下极板接第五电容C4的上极板，第五电容C4的上极板接第一电感LO正端，第五电容C4下极板接第一电感LO负端，第一电感LO正端与第五电容C4上极板同时接第二 NMOS管匪I栅极，LO第一电感负端与第五电容C4下极板同时接第一 NMOS管NMO栅极；第一 PMOS管PM0、第二 PMOS管PMl的源极接电源电压，第一电阻RO正端接第一PMOS管PMO的栅极，负端接第二电阻Rl的正端；第ニ电阻Rl的负端接第二 PMOS管PMl的栅极；第三电阻R2的正端接第一 PMOS管PMO的漏端，负端第五电阻R4的正端；第五电阻R4的负端接第一 NMOS管NMO的漏极；第四电阻R3的正端接第二 PMOS管PMl的漏端，负端接第六电阻R5的正端；第六电阻R5的负端接第二 NMOS管匪I的漏极；第一 NMOS管NMO和第二 NMOS管匪I的源极接地；射频耦合第六电容C5上极板接第三电阻R2的负端与第五电阻R4的正端；射频耦合第七电容C6上极板接第三电阻R3的负端与第六电阻R5的正端；第六电容C5的下极板接第三PMOS管PM2、第四PMOS管PM3的源极；第七电容C6的下极板接第五PMOS管PM4、第六PMOS管PM5的源极；本振信号的正端接第四PMOS管PM3与第五PMOS管PM4的栅极，本振信号的负端接第三PMOS管PM2与第六PMOS管PM5的栅极；第三PMOS管PM2与第五PMOS管PM4的漏极同时接第八电容C7的上极板；第四PMOS管PM3与第六PMOS管PM5的漏极同时接第八电容C7的下极板；开关级的正输出即第八电容C7的上极板接负载级第七PM0S-PM6的源极，同时接第十一 PMOS管PMlO的漏扱，开关级的负输出即第八电容C7的下极板接负载级第八PMOS管PM7的源极，同时接第十二 PMOS管PMll的漏极；第七PMOS管PM6与第八PMOS管PM7的栅极接第四偏置电压进行偏置；第七PMOS管PM6的漏极接第三NMOS管NM2的漏极，同时接第九PMOS管PM8的栅极；第八PMOS管PM7的漏极接第四NMOS管匪3的漏极，同时接第十PMOS管PM9的栅极；第九PMOS管PM8与第十PMOS管PM9的漏极接地，构成源极跟随器 ’第三NMOS管NM2与第四NMOS管NM3的源极接地，第三NMOS管NM2与第四NMOS管NM3的栅极接第二偏置电压进行偏置；第^^一 PMOS管PM10、第十六PMOS管PM15的源极均接电源电压；第九PMOS管PM8的源极接第十三PMOS管PM12的漏极，同时接第十五PMOS管PM 14的栅极；第十PMOS管PM9的源极接第十四PMOS管PM13的漏极，同时接第十六PMOS管PM15的栅极；第十五PMOS管PM14的漏极作为输出电压的正端，接第七电阻R7的正端；第八电阻R7的负端接地；第十六PMOS管PM15的漏极作为输出电压的负端，接第九电阻R8的正端；第八电阻R8的负端接地。工作原理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨导增强无源混频器，包括混频级和偏置电路；其特征在于还包括具有跨导增强功能的跨导级、无源混频开关对和增强的负载输出级，具有跨导增强功能的跨导级将输入射频电压转化为射频电流，射频电流经过双平衡混频开关对实现混频，混频后的电流通过跨导增强的负载输出级，转换为中频电压输出。2.根据权利要求I所述的跨导增强型无源混频器，其特征在于所述跨导级包括第一PMOS管PMO、第二 PMOS管PMl、第一 NMOS管NMO、第二 NMOS管NMl、交叉耦合电容和LC谐振回路； 所述第一 PMOS管PMO与第二 PMOS管PMl的偏置电压由第一偏置电压⑴通过第一电阻R0、第二电阻Rl分别给出；第一电感L0、第三电容C2、第四电容C3、第五电容C4为增强跨导所采用的电路元件；跨导级的输出射频电流从第三电阻R2与第五电阻R4之间、第四电阻R3与第六电阻R5之间分别引出，并经过第六电容C5、第七电容C6分别耦合至混频开关级；所述混频级包括第三PMOS管PM2至第六PMOS管PM5 ;所述跨导级混频后的结果从PM第三PMOS管PM2、第六PMOS管PM5的漏极输出；其中第三PMOS管PM2、第五PMOS管PM4漏极短接，第四PMOS管PM3、第六PMOS管PM5漏极短接； 负载输出级主要由第七PMOS管PM6至第十六PMOS管PM15、第三NMOS管NM2和第四NMOS管NM3构成；所述第七PMOS管PM6、第八PMOS管PM7、第^^一 PMOS管PM10、第十二PMOS管PM11、第三NMOS管NM2、第四NMOS管NM3构成负载输出级的第一级差分放大电路；所述第三NMOS管匪2和第四NMOS管匪3由第二偏置电压(2)提供偏置；第一级差分放大电路由第七PMOS管PM6、第八PMOS管PM7的漏端输出，接至由第九PMOS管PM8、第十PMOS管PM9、第十三PMOS管PM12、第十四PMOS管PM13组成的第二级差分源极跟随器；信号由第十三PMOS管PM12、第十四PMOS管PM13的漏极输出，接至由第十五PMOS管PM14、第十六PMOS管PM15、第七电阻R6、第八电阻R7组成第三级的差分共源放大电路，中频信号最终由第十五PMOS管PM14、第十六PMOS管PM15的漏端输出； 所述第一电容CO、第二电容Cl的上极板分别接正输入信号端和负输入信号端；第一电容CO的下极板接第一 PMOS管PMO的栅极；第二电容Cl的下极板接第二 PMOS管PMl的栅极；第三电容C2的上极板接第一 PMOS管PMO漏端，第四电容C3的上极板接第二 PMOS管PMl漏端，第三电容C2的下极板接第五电容C4的下极板，第四电容C3的下极板接第五电容C4的上极板，第五电容C4的上极板接第一电感LO正端，第五电容C4下极板接第一电感LO负端，第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建辉，陈超，刘智林，赵强，温俊峰，王旭东，白春风，田茜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：