[发明专利]基于电流复用技术的混频器

说明书

技术领域

本发明涉及混频器技术领域，特别涉及基于电流复用技术的混频器。

背景技术

随着无线通信的高速发展，物联网、移动通信等技术给人们的生活带来巨大的改变。物联网技术的迅速发展使得人们对通信设备需求不断增加，并且对其性能要求越来越高。射频接收机是无线通信的重要模块，它的性能指标影响着整个无线通信系统，所以射频接收机前端芯片的设计必须向着低功耗、低成本、高性能、高集成度方向发展。其中混频器是射频接收机的主要组成部分，同时也是射频前端信号最强的部分，所以混频器的性能指标影响着整个射频前端的性能指标，因此提高混频器的性能具有重要的意义。同时混频器也是接收机前端电路的主要耗能部分，线性度提高后，其功耗又会增加。因此，在混频器的设计中，需要对转换增益、噪声、线性度、功耗、隔离度等性能指标进行综合考虑。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电流复用技术的混频器，所要解决的技术问题是：在低功耗的基础上提高混频器的性能受到限制。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：基于电流复用技术的混频器，包括跨导级电路、开关级电路和负载级电路；所述跨导级电路、开关级电路和负载级电路依次连接；所述跨导级电路采用电流复用结构和源简并电感结构；所述跨导级电路用于接入射频电压信号，将射频电压信号转化为射频电流信号，对射频电流信号进行反复使用；

所述开关级电路用于接入本振信号和射频电流信号，根据本振信号控制其设置的多个开关管轮流导通，利用多个开关管轮流导通对射频电流信号进行切换调制，生成中频电流信号传输至负载级电路；

所述负载级电路用于将中频电流信号转换成电压信号进行输出。

本发明的有益效果是：跨导级电路采用电流复用结构，降低了能耗、大大提高了混频器的转换增益；同时采用源简并电感结构，还使得线性度得到了改善。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述跨导级电路包括PMOS管M1、PMOS管M3，NMOS管M2、NMOS管M4，电容C1～电容C5和电感L1～电感L4；所述PMOS管M1的栅极与射频电压信号的正极端RF+连接，其源级与电源电压VDD连接；NMOS管M2的栅极与射频电压信号的正极端RF+连接，其漏极与PMOS管M1的漏极连接，其源级经电容C1与其栅极连接；所述电容C2的一端与NMOS管M2的漏极连接，另一端与NMOS管M2的源极连接；所述电感L2的一端与NMOS管M2的源极连接，另一端经电感L4接地；所述电容C5与电感L4并联；

所述PMOS管M3的栅极与射频电压信号的负极端RF-连接，其源级与电源电压VDD连接；NMOS管M4的栅极与射频电压信号的正极端RF-连接，其漏极与PMOS管M3的漏极连接，其源级经电容C3与其栅极连接；所述电容C4的一端与NMOS管M4的漏极连接，另一端与NMOS管M4的源极连接；电感L3的一端与NMOS管M4的源极连接，另一端分别与电感L2、电感L4和电容C5的连接点连接；所述电感L1的一端与NMOS管M2的漏极连接，另一端NMOS管M4的漏极连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过MOS管M2和MOS管M4的源级串联无源器件构成串联反馈可以提高线性度；降低噪声，降低了功耗，大大提高了混频器的转换增益。

进一步，所述开关级电路包括NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7和NMOS管M8，所述NMOS管M5的栅极与本振信号的正极端LO+连接，其源级与NMOS管M2的漏极连接，其漏极与负载级电路连接；所述NMOS管M6的栅极与本振信号的负极端LO-连接，其源级与NMOS管M5的源极连接，其漏极与NMOS管M8的漏极连接；所述NMOS管M7的栅极与本振信号的负极端LO-连接，其源级与NMOS管M4的漏极连接，其漏极与NMOS管M5的漏极连接；所述NMOS管M8的栅极与本振信号的负极端LO+连接，其源级与NMOS管M4的漏极连接，其漏极与负载级电路连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：接入本振信号，采用MOS管在本振大信号的控制下轮流导通，对电流进行切换调制，来实现频率的转换。

进一步，所述负载级电路包括电阻R1、电阻R2和电容C6；所述电阻R1的一端与NMOS管M5的漏极连接，另一端与电源电压VDD连接；所述电阻R2的一端与NMOS管M8的漏极连接，另一端与电源电压VDD连接；所述电容C6的一端与NMOS管M5的漏极连接，另一端与NMOS管M8的漏极连接。