本发明专利技术公开了一种具有低闪烁噪声、高增益性能的有源混频器，现有技术中描述的传统吉尔伯特有源混频器闪烁噪声大，且存在噪声与增益的折中问题，导致无法满足现代接收机对高性能混频器的要求，特别是零中频和低中频接收机，针对此缺陷，本发明专利技术主要是通过减小流过传统Gilbert有源混频器开关管的DC电流来降低混频器闪烁噪声，同时利用该电流产生输入跨导，消除了传统有源混频器性能优化中存在的闪烁噪声与增益矛盾问题，实现了一种高性能有源混频器：低闪烁噪声、高增益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混频领域，特别涉及一种具有低闪烁噪声(1/f噪声)、高增益性能的有源混频器。
技术介绍
近年来对便携式无线通信系统，例如无线局域网(LAN)、无线多媒体和家庭无线控制系统的需求显著增长。随着CMOS工艺特征尺寸按比例缩小和电路技术的不断改进，出现了越来越多的高性能、高集成度的无线射频芯片(RFIC)，这些芯片已被广泛应用。接收机架构主要包括超外差、零中频、低中频三种架构。现在，随着工艺进步以及集成度要求，最主流的接收机架构为零中频架构。附图说明图1表示一般的零中频接收机方框图。零中频接收机又称为直接转换接收机，即信号频率直接从RF频带到直流DC执行一次频率转换:从天线101来的信号由射频带通滤波器102 (BPF)滤除带外噪声，然后由低噪声放大器103 (LNA)进行放大，VC0106提供正交本地振荡信号(LO)，放大后的射频信号同时与一对正交LO信号经正交混频器104/105相混频，混频后的正交基带模拟信号分别被滤波(低通滤波器107/108)、放大(基带放大器109/110)，最后得到满足要求的1、Q两路正交的基带信号。混频器是无线收发机中的一个重要模块，能够实现频率搬移的功能，其性能决定着整个收发机的性能。下变频混频器是射频通讯系统中接收机的重要组成部分，通过两个信号相乘实现射频信号转变为基带处理的中频信号。噪声性能是接收机最重要的一个性能，决定着其动态范围。特别注意的是在零中频和低中频接收机中，混频器输出的有用信号频率较低，因此1/f噪声对零中 频接收机性能具有很重要的影响。混频器作为接收机的第二级，根据噪声级联公式，要实现低噪声、高灵敏度接收机，特别对于零中频接收机，混频器必须实现低Ι/f噪声性能、高增益性能。典型的CMOS工艺的传统吉尔伯特型混频器结构如图2所示，其由射频输入管、开关管、负载电阻组成。输入射频电压信号由跨导管M1、M2转换为电流信号，再经两个开关管对(M3、M4、M5、M6)下变频到中频或基带，最后由负载电阻R将电流信号转换为电压信号。图3示出了吉尔伯特单平衡有源混频器的简化模型，由于开关管共源节点寄生电容Cp的存在，在混频器工作过程中会产生较高的低频闪烁噪声输出。开关管低频闪烁噪声产生机理有两种:一种由于本振信号的非理想型，开关管存在同时导通的时候，此时开关管产生的噪声电流为:权利要求1.一种混频器电路，其特性在于，包括: 混频器，该混频器包括跨导输入级、电流换向开关对、输出负载级、以及电流抽取部分； 跨导输入级，用于接收RF电压信号，将RF电压信号转换为电流信号； 电流换向开关对，由本振信号LO控制的开关对对电流信号进行周期性换向，完成频率变换功能； 输出负载级，将相应的电流信号转换为输出IF电压信号； 电流抽取模块，对所述电流换向开关对的偏置DC电流进行分流，同时利用分流出来的DC电流形成额外跨导对输入RF电压信号进行放大。2.如权利要求1所述的混频器电路，其特征在于: 所述电流抽取模块与跨导输入级并联连接。3.如权利要求1所述的混频器电路，其特征在于: 所述电流抽取模块仅减小电流换向开关对的DC偏置电流。4.如权利要求1所述的混频器电路，其特征在于: 所述电流抽取模块与输入RF电压信号相连，将RF电压信号转换为电流信号。5.如权利要求1所述的混频器电路，其特征在于: 所述电流抽取模块产生的电流信号从电流换向开关共源节点注入，增加整体跨导能力。6.一种有源混频器电路，其特征在于，包括: 双平衡混频器，该双平衡混频器包括RF输入跨导级、电流换向开关对、输出负载级以及一个电流抽取模块； RF输入跨导级，用于将接收的RF电压信号转化为电流信号； 电流换向开关对，用于对电流信号进行周期性换向，完成频率变换功能； 输出负载级，将相应的电流信号转换为输出IF电压信号； 以及电流抽取模块，对所述电流换向开关对的偏置DC电流进行分流，同时利用分流出来的DC电流对输入RF电压信号进行放大。7.如权利要求6所述的有源混频器电路，其特征在于: 所述电流抽取模块为一个MOS跨导全差分对； 所述PMOS跨导全差分对包括一个尾电流源管子(M9)，控制抽取电流大小； 所述PMOS跨导差分对包括一个差分跨导管对(M7，M8)； 所述PMOS跨导差分对的差分MOS管漏端与所述混频器开关对共源节点相连，用于分流开关对管(M3，M4, M5, M6)的静态偏置电流； 所述PMOS跨导差分对的输入端与所述混频器的射频输入信号相连，用于提供跨导(gmp)ο8.如权利要求6-7任一所述的有源混频器电路，其特征在于，所述电流抽取模块适用于吉尔伯特有源混频器、采用PMOS跨导的有源混频器，或者，采用折叠结构的有源混频器；所述混频器电路被用于直接转换方式(零中频)接收机、或低中频Low-1F接收机系统中。9.如权利要求6所述的有源混频器电路，其特征在于，所述电流抽取模块，对所述电流换向开关对的偏置DC电流进行分流，同时利用分流出来的DC电流对输入RF电压信号进行放大，产生的电流信号 从开关对共源节点输入。全文摘要本专利技术公开了一种具有低闪烁噪声、高增益性能的有源混频器，现有技术中描述的传统吉尔伯特有源混频器闪烁噪声大，且存在噪声与增益的折中问题，导致无法满足现代接收机对高性能混频器的要求，特别是零中频和低中频接收机，针对此缺陷，本专利技术主要是通过减小流过传统Gilbert有源混频器开关管的DC电流来降低混频器闪烁噪声，同时利用该电流产生输入跨导，消除了传统有源混频器性能优化中存在的闪烁噪声与增益矛盾问题，实现了一种高性能有源混频器低闪烁噪声、高增益。文档编号H03D7/14GK103187928SQ201110452139公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日专利技术者蔡新午, 张立国, 赵骞, 潘文杰, 周建波 申请人:国民技术股份有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混频器电路，其特性在于，包括：混频器，该混频器包括跨导输入级、电流换向开关对、输出负载级、以及电流抽取部分；跨导输入级，用于接收RF电压信号，将RF电压信号转换为电流信号；电流换向开关对，由本振信号LO控制的开关对对电流信号进行周期性换向，完成频率变换功能；输出负载级，将相应的电流信号转换为输出IF电压信号；电流抽取模块，对所述电流换向开关对的偏置DC电流进行分流，同时利用分流出来的DC电流形成额外跨导对输入RF电压信号进行放大。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡新午，张立国，赵骞，潘文杰，周建波，
申请(专利权)人：国民技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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