[发明专利]一种具有噪声抵消的低功耗宽带射频前端电路

说明书

技术领域

本发明涉及射频接收机系统中的射频前端电路，尤其是一种具有噪声抵消的低功耗宽带射频前端电路。

背景技术

射频前端电路是射频接收机的重要组成部分，一般包括低噪声放大器和下变频混频器两个独立的电路模块。其中低噪声放大器是射频接收机的第一级有源电路，它本身具有很低的噪声系数并能提供足够的增益来抑制后级电路的噪声；下变频混频器主要完成频率变换的功能，将射频信号下变频到中频频段。设计一款低功耗、高增益、低噪声的射频前端电路IP核具有较为广泛的应用前景和应用价值。

如图1所示，传统的宽带射频前端电路一般由共栅结构低噪声放大器和吉尔伯特下变频混频器两个相互独立的电路模块级联组成。共栅结构低噪声放大器具有很好的宽带输入匹配特性，吉尔伯特混频器具有较好的端口隔离度。但是，传统的宽带射频前端电路具有以下缺点：

第一是功耗大，传统的宽带射频前端电路中的共栅结构低噪声放大器的输入阻抗近似为1/(gm+gmb)，其中gm为输入晶体管跨导，gmb为输入晶体管衬底到源极电位差带来的体效应对应的等效跨导。为了实现输入阻抗与50欧姆天线的匹配，必须通过增加工作电流以提高输入晶体管的跨导，使输入阻抗近似等于50欧姆。

第二是噪声大，传统的宽带射频前端电路没有进行噪声抵消，噪声系数较大，其单边带噪声系数往往超过9dB。

第三是成本高，在传统的宽带射频前端电路中，共栅结构低噪声放大器需要两个射频扼流圈来防止输入的射频信号短路到地。如果采用片内螺旋电感来实现射频扼流圈，由于片内电感面积大，整个射频前端电路的芯片面积也会变得很大；如果采用片外电感实现射频扼流圈，这又就会带来芯片引脚增多，应用成本上升等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服射频接收机中传统的射频前端电路的不足，提出一种具有噪声抵消的低功耗宽带射频前端电路，在图1所示传统射频前端电路的基础上，保留其中下变频混频器的结构，对其中的共栅结构低噪声放大器进行了改进，能在电路功耗较低的前提下实现低噪声放大和下变频功能，具有较高的变频增益和较低的噪声系数。

本发明采取的技术方案如下：一种具有噪声抵消的低功耗宽带射频前端电路，包括低噪声放大器和下变频混频器两个独立的电路模块，低噪声放大器的输出连接下变频混频器的输入端，下变频混频器输出同相中频差分信号和正交中频差分信号；

下变频混频器包括第一、第二两个混频单元，其中：

第一混频单元包括NMOS管M5、M6、M7和M8，两个电阻R3和R4，两个电容C3和C4；NMOS管M5的源极与NMOS管M6的源极互连，NMOS管M5的栅极连接同相差分本振输入信号的正输入端V_LOI+，NMOS管M6的栅极与NMOS管M7的栅极互连并连接同相差分本振输入信号的负输入端V_LOI-，NMOS管M7的源极与NMOS管M8的源极互连，NMOS管M8的栅极连接NMOS管M5的栅极，NMOS管M5的漏极与NMOS管M7的漏极以及电阻R3与电容C3并联后的一端连接在一起并作为同相中频差分信号的正输出端V_IFI+，NMOS管M6的漏极与NMOS管M8的漏极以及电阻R4与电容C4并联后的一端连接在一起并作为同相中频差分信号的负输出端V_IFI-，电阻R3与电容C3并联后的另一端以及电阻R4与电容C4并联后的另一端均连接电源VDD；