[发明专利]一种电流复用低功耗射频接收机

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频接收机，特别是涉及一种基于变压器的电流复用低功耗射频接收机。

背景技术

随着射频技术的不断推动，低功耗射频接收机在越来越多的场合得到广泛应用，例如植入式医疗设备、可穿戴设备、窄带物联网等。传统接收机前端设计一般采用单独的射频模块级联而成，一般包括：单端转差分变压器(通常在芯片外部板级焊接)、低噪声放大器，混频器等，这种设计占用较多的面积，同时消耗功耗较大。

此外，为提高接收机的关键指标灵敏度，一般需要降低接收机噪声系数。接收机噪声系数的主要来源是第一级(通常为低噪声放大器)输入管的跨导热噪声，而跨导热噪声贡献和消耗的电流成反比，因此要降低输入管跨导热噪声现有的方法通常需要消耗较多的电流，使得兼顾低噪声和低功耗成为设计难点。

图6为传统的单管共栅放大结构，通常需要在MOS管源级加入Zs以进行偏置，Zs可以为电感、电阻或电流镜结构，然而Zs位于输入端口，噪声贡献较大，需要尽量降低噪声。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种电流复用低功耗射频接收机，以在降低接收机消耗电流的同时，得到低噪声系数和高灵敏度。

为达上述及其它目的，本发明提出一种电流复用低功耗射频接收机，包括：

变压器，用于将天线接收的单端射频信号或外接差分信号经其初级-次级的变换转换为差分信号并从第一差分电压节点P1和第二差分电压节点P2输出差分信号；

共栅输入级，用于将所述变压器输出的差分信号进行电容交叉耦合放大并从第三差分电压节点P3和第四差分电压节点P4输出差分放大信号；

共源放大电路，用于将所述变压器输出的差分信号在不增加电流消耗的情况下进行额外的跨导放大并从第三差分电压节点P3和第四差分电压节点P4输出差分放大信号；

共模电压稳定电路，用于利用负反馈原理稳定所述第三差分电压节点P3和第四差分电压节点P4的共模电压；

下变频开关电路，用于在本振信号的控制下将所述共栅输入级、共源放大电路输出的差分放大信号进行下变频得到中频信号并从第五差分电压节点P5和第六差分电压节点P6输出差分中频电流信号；

跨阻放大器，用于将所述下变频开关电路输出的差分中频电流信号转为电压信号并放大输出。

进一步地，所述电流复用低功耗射频接收机还包括下变频开关管偏置产生电路，用于给所述下变频开关电路的开关MOS管产生直流偏置电压并将来自锁相环PLL的差分本振信号耦合至所述下变频开关电路的开关MOS管的栅极。

进一步地，所述共栅输入级与所述共源放大电路采用电流复用结构。

进一步地，所述共栅输入级包括第一NMOS管、第二NMOS管、第一耦合电容、第二耦合电容、第一偏置电阻和第二偏置电阻，所述变压器的次级线圈的同相端与第一耦合电容的一端、第一NMOS管的源极相连组成所述第一差分电压节点P1，所述变压器的次级线圈的反相端与所述第二耦合电容的一端、第二NMOS管的源极相连组成所述第二差分电压节点P2，所述第一耦合电容的另一端连接至所述第二NMOS管的栅极和第二偏置电阻的一端，所述第二耦合电容的另一端连接至所述第一NMOS管的栅极和所述第一偏置电阻的一端，所述第一偏置电阻的另一端和第二偏置电阻的另一端连接至第一偏置电压，所述第一NMOS管连接所述第三差分电压节点P3，所述第二NMOS管的漏极连接所述第四差分电压节点P4。

进一步地，所述共源放大电路包括第三PMOS管、第四PMOS管、第三耦合电容、第四耦合电容、第三偏置电阻和第四偏置电阻，所述第三耦合电容的一端连接所述第一差分电压节点P1，所述第四耦合电容一端连接第二差分电压节点P2，所述第三耦合电容的另一端与第四PMOS管的栅极和第四偏置电阻的一端相连，所述第四耦合电容的一端与第三PMOS管的栅极和第三偏置电阻的一端相连，所述第三偏置电阻的另一端和第四偏置电阻的另一端连接至第二偏置电压，所述第三PMOS管的漏极连接第三差分电压节点P3，所述第四PMOS管的漏极连接所述第四差分电压节点P4，所述第三PMOS管与第四PMOS管的源极连接所述共模电压稳定电路。