[发明专利]一种无电感下变频混频器

说明书

本发明涉及一种无电感下变频混频器，包括：设有输入跨导单元、交叉耦合电容单元、开关单元、电阻负载单元，输入跨导单元采用不同的衬底电压结构；交叉耦合电容单元，在开关单元源极形成负阻，以改善线性度；射频输入信号由输入跨导单元放大，通过交叉耦合电容单元抵消寄生电容，输出至开关单元与本振信号混频，开关单元的输出连接电阻负载单元，差分中频输出信号从开关单元和电阻负载单元之间输出。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无电感下变频混频器。

背景技术

混频器作为射频前端的核心电路之一，其电路性能直接决定射频前端的总体性能。线性度、转换增益是衡量一个混频器性能的重要指标。在接收机中，混频器具有一定的转换增益可以降低混频器后面各级模块设计的难度，有利于提高系统噪声性能和灵敏度。线性度决定了混频器能处理的最大信号强度。有源混频器可以提供增益，典型结构是吉尔伯特双平衡混频器，它具有较好的端口隔离度，且相对于无源混频器后接跨阻放大器具有较小的面积，但缺点是线性度较差。

双平衡混频器的增益与线性度主要由跨导级和开关级决定，传统的做法是在跨导级与开关级之间增加LC滤波器，但是这样会消耗大量芯片面积，如何尽可能用更少的元器件、更少的面积实现具有高增益和高线性度的混频器，一直是业界研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无电感下变频混频器，不采用电感，尽可能减小芯片面积。具有较高的增益，同时兼顾线性度、低噪声和合理的功耗。本发明的技术方案如下：

一种无电感下变频混频器，包括：设有输入跨导单元、交叉耦合电容单元、开关单元、电阻负载单元，其特征在于，输入跨导单元采用不同的衬底电压结构；交叉耦合电容单元，在开关单元源极形成负阻，以改善线性度；射频输入信号由输入跨导单元放大，通过交叉耦合电容单元抵消寄生电容，输出至开关单元与本振信号混频，开关单元的输出连接电阻负载单元，差分中频输出信号从开关单元和电阻负载单元之间输出。

所述输入跨导单元包括：第一晶体管(M1)、第二晶体管(M2)、第三晶体管(M3)和第四晶体管(M4)；

其中，所述第一晶体管(M1)的栅极与第二晶体管(M2)的栅极、第一电阻(R1)的第一端和射频输入端(RF+)连接；

所述第二晶体管(M2)的源极与第一晶体管(M1)的源极、第三晶体管(M3)的源极和第四晶体管(M4)的源极连接；

所述第二晶体管(M2)的衬底与第三晶体管(M3)的衬底和第三电阻(R3)的第一端连接；

所述第三晶体管(M3)的栅极与第四晶体管(M4)的栅极、第二电阻(R2)的第一端和射频输入端(RF-)连接。

所述交叉耦合电容单元包括：第一电容(C1)和第二电容(C2)；

其中，所述第一电容(C1)的第一端与射频输入端(RF+)连接；

所述第一电容(C1)的第二端与第三晶体管(M3)的漏极和第四晶体管(M4)的漏极连接；

所述第二电容(C2)的第一端与射频输入端(RF-)连接；

所述第二电容(C2)的第二端与第一晶体管(M1)的漏极和第二晶体管(M2)的漏极连接。

所述开关单元包括：第五晶体管(M5)、第六晶体管(M6)、第七晶体管(M7)和第八晶体管(M8)；

其中，所述第五晶体管(M5)的栅极与本振输入信号(LO+)、第八晶体管(M8)的栅极和第五电阻(R5)的第一端连接；

所述第五晶体管(M5)的源极与第六晶体管(M6)的源极和第二电容(C2)的第二端连接；