[发明专利]混频器电路

说明书

【技术领域】

本发明是有关于一种集成电路，尤其是关于一种使用于该集成电路中、用于抑制不想要的谐波的使用33%的占空因数的高线性混频器。

【背景技术】

混频器电路通常使用于不同类型的集成电路中，以用于在许多电子应用中合成信号。对于电子消费应用来说，如何最小化混频器电路的成本同时改善电路的整体效率成为急切期望解决的问题。但是，当混频器电路使用在特定的环境下时，通常会出现不想要的突波（spur）或者信号，从而会影响到混频器的整体性能。

图1所示为会产生这些不想要的突波或信号的混频器电路100的电路示意图。如图1所示，该混频器电路100包含耦接至一功率放大器（PA）驱动器104的混频器102，该PA驱动器104耦接于一功率放大器PA106。混频器102接收一基带（BB）信号与本地振荡（LO）信号以据此产生输出信号f_LO+f_BB.。

如图1所示，混频器102产生的输出信号中同时还包含一不想要的突波f_LO-3f_BB。而当在一定标准的一定频带下传输数据时，该不想要的突波便成为了需要解决的一个课题。举例来说，在长期演进（Long Term Evolution，LTE）电信标准中，由于这些突波在LTE频带13的运作中会落入至公共安全频带内，因此其会对LTE频带13运作造成一定的影响。因此需要移除掉如图1所示的互相调制信号（inter-modulation signal）IM3以确保使用混频器电路的器件的正常运作。现有技术中可以通过各种方式来移除这些IM3信号。其中一种方式是，如图2所示在混频器102’与PA驱动器104’之间耦接一带通滤波器202。这种方式可以降低IM3信号但是由于该带通滤波器202增加了电路的总尺寸，并极大地增加了芯片面积与功率消耗，因此其却会带来昂贵的成本代价。

另一种移除IM3信号的方法是如图3所示的在PA驱动器104’’与PA106’’之间耦接一表面声波（SAW）滤波器302。此方法中，SAW滤波器302同样可以移除或降低上述不想要的突波，但是SAW滤波器302的添加需要更大的包装面积因此其同样会引起成本的增加，以及还会引起功率消耗的增加。

第三种移除IM3信号的方法是如图4所示的使用一有源谐波抑制混频器（harmonic rejection mixer，HRM）402来替换混频器102。尽管该有源HRM402并不会带来上述两种方法中存在的问题，但是在一定的环境下这种解决方法同样会存在一定的问题。在后面的文字中将结合附图更详细地对这种方法进行解释说明。

图5A为传统的有源谐波抑制滤波器500的电路示意图。该有源HRM500包含并行设置的三个混频器单元502，504与506。每个混频器单元502，504与506均接收差分输入信号，以及每个混频器单元502，504与506均以差分相位传送这些信号，从而这些不想要的谐波（在该示范例中包含第3阶谐波与第5阶谐波）的总向量可以为零。混频器单元502接收一同相LO信号，混频器单元504接收一与混频器单元502接收的LO信号相差45度相位的LO信号，混频器单元506接收一与混频器单元502接收的LO信号相差90度相位的LO信号。在混频器电路500中，基于差分信号的设置，偶数阶谐波将会得到抑制。以及基于各混频器路径的输出向量与通过一合适的方式将混频器单元502-506中的晶体管设置成合适的尺寸，图5B中所示的第三阶谐波与第五阶谐波信号可以得到消除。在该信号的基础谐波不会得到衰减的前提下，该第三阶谐波与第五阶谐波信号为零。如图所示，混频器单元504的晶体管的尺寸大于混频器502与506中的晶体管尺寸。

但是，该种系统需要多个路径来实现不想要的谐波信号的衰减、消除或抑制。在此方式下，多路径（路径X1，X2与X3）之间的不匹配可能会导致额外的错误，并且其抑制效应具有局限性。因此，有源HRM500中存在的问题就是其线性有限，且需要高功率与大面积。