專(zhuān)利名稱：混頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混頻器，尤其涉及一種增益可調(diào)的混頻器。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多的產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域也是越來(lái)越廣泛， 給生活和工作帶來(lái)了很多方便。在RFID閱讀器中，射頻前端電路主要有低噪聲放大器，混 頻器和頻率綜合器，低噪聲放大器接收天線端的微小射頻信號(hào)并進(jìn)行放大，混頻器把射頻 信號(hào)轉(zhuǎn)換到基帶頻率，然后給基帶模塊處理，頻率綜合器則提供穩(wěn)定的載波頻率。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的混頻器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。所述混頻器包括第 一晶體管M'工、第二晶體管M' 2和第三晶體管M' 3。所述第三晶體管M' 3的柵極連接射 頻信號(hào)輸入端RF'，所述第三晶體管M' 3的源極接地，所述第三晶體管M' 3的漏極連接 所述第一晶體管M'工、第二晶體管M' 2的源極。所述第一晶體管M'工的柵極連接所述混 頻器的第一本振信號(hào)輸入端LO' +，所述第一晶體管M'工的漏極經(jīng)第一電容C'工連接所 述混頻器的第一信號(hào)輸出端IF' +，所述第一晶體管M'工的漏極經(jīng)第一電阻R'工連接直 流電源VDD。所述第二晶體管M' 2的柵極連接所述混頻器的第二本振信號(hào)輸入端LO'-， 所述第二晶體管M' 2的漏極經(jīng)第二電容C' 2連接所述混頻器的第二信號(hào)輸出端IF'-， 所述第二晶體管M' 2的漏極經(jīng)第二電阻R' 2連接所述直流電源VDD?；祛l器承載著信號(hào)頻率搬移的任務(wù)，把射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)，并且能夠提供 一定的增益以抑制后續(xù)模塊的噪聲，同時(shí)對(duì)噪聲系數(shù)、線性度和隔離度也有一定的要求。在 應(yīng)用系統(tǒng)中，部分混頻器是單端有源混頻器，其增益是不可調(diào)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種增益可調(diào)的混頻器。一種混頻器，包括差動(dòng)放大電路和第一晶體管，所述第一晶體管將射頻電壓信號(hào) 轉(zhuǎn)換成射頻電流信號(hào)提供給所述差動(dòng)放大電路，所述混頻器還包括電壓控制端，所述電壓 控制端通過(guò)控制所述第一晶體管的襯底電壓控制所述第一晶體管的閾值電壓，進(jìn)而調(diào)整所 述混頻器的增益。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第一晶體管的柵極連接所述混頻器的射頻信號(hào) 輸入端，所述第一晶體管的源極接地，所述第一晶體管的襯底連接所述電壓控制端，所述第 一晶體管的漏極在所述電壓控制端的控制下向所述差動(dòng)放大電路提供射頻電流信號(hào)。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述差動(dòng)放大電路包括第二晶體管，第一本振信號(hào) 輸入端和第一電容，所述第二晶體管的柵極連接所述第一本振信號(hào)輸入端，所述第二晶體 管的源極連接所述第一晶體管的漏極，所述第二晶體管的漏極經(jīng)所述第一電容連接所述混 頻器的第一信號(hào)輸出端。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述差動(dòng)放大電路還包括第一電阻，所述第二晶體 管的漏極經(jīng)所述第一電阻連接直流電源。
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本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述差動(dòng)放大電路包括第三晶體管，第二本振信號(hào) 輸入端和第二電容，所述第三晶體管的柵極連接所述第二本振信號(hào)輸入端，所述第三晶體 管的源極連接所述第一晶體管的漏極，所述第三晶體管的漏極經(jīng)所述第二電容連接所述混 頻器的第二信號(hào)輸出端。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述差動(dòng)放大電路還包括第二電阻，所述第三晶體 管的漏極經(jīng)所述第二電阻連接直流電源。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述第一晶體管是N型MOS管。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述本振信號(hào)為的頻率為900MHz，所述射頻信號(hào)的 頻率為910MHz。本發(fā)明優(yōu)選的一種技術(shù)方案，所述電壓控制端的電壓逐漸增大，所述混頻器的增 益逐漸減小。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的混頻器在所述第一晶體管的襯底增加電壓控制端，通 過(guò)所述混頻器的電壓控制端改變所述第一晶體管的襯底電壓，進(jìn)而改變所述第一晶體管的 閾值電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)所述混頻器的增益的目的。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的混頻器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的混頻器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的混頻器的增益與電壓控制端電壓變化的對(duì)照表。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步 的詳細(xì)描述。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明的混頻器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。所述混頻器主要包括差動(dòng) 放大電路、第一晶體管M1和電壓控制端Vtuning。所述第一晶體管M1將射頻電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成 射頻電流信號(hào)提供給所述差動(dòng)放大電路。所述電壓控制端Vtming通過(guò)控制所述第一晶體管 M1的襯底電壓控制所述第一晶體管M1的閾值電壓，進(jìn)而調(diào)整所述混頻器的增益。具體的，所述第一晶體管M1的柵極連接所述混頻器的射頻信號(hào)輸入端RF，所述第 一晶體管禮的源極接地，所述第一晶體管M1的襯底連接所述電壓控制端Vtuning，所述第一晶 體管M1的漏極在所述電壓控制端Vtming的控制下向所述差動(dòng)放大電路提供射頻電流信號(hào)。所述差動(dòng)放大電路主要包括第二晶體管M2、第三晶體管M3、第一本振信號(hào)輸入端 LO+和第二本振信號(hào)輸入端L0-。所述第二晶體管M2的柵極連接所述第一本振信號(hào)輸入端 L0+，所述第二晶體管禮的源極連接所述第一晶體管M1的漏極，所述第二晶體管M2的漏極 經(jīng)第一電容C1連接所述混頻器的第一信號(hào)輸出端IF+，所述第二晶體管禮的漏極經(jīng)第一電 阻R1連接直流電源VDD。所述第三晶體管M3的柵極連接所述第二本振信號(hào)輸入端L0-，所 述第三晶體管M3的源極連接所述第一晶體管M1的漏極，所述第三晶體管M3的漏極經(jīng)第二 電容C2連接所述混頻器的第二信號(hào)輸出端IF-。所述第三晶體管的漏極經(jīng)第二電阻R2連接 所述直流電源VDD。優(yōu)選的，所述第一晶體管M1、所述第二晶體管M2、所述第三晶體管M3是 N型MOS管。
射頻信號(hào)輸入端RF輸入射頻信號(hào)，所述第一晶體管M1將射頻電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成射 頻電流信號(hào)。所述第一本振信號(hào)輸入端LO+和所述第二本振信號(hào)輸入端LO-輸入一對(duì)幅度 固定的差分信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)可以控制所述第二晶體管M2和所述第三晶體管M3的開(kāi)關(guān)狀 態(tài)，這樣所述混頻器的第一信號(hào)輸出端IF+和第二信號(hào)輸出端IF-就輸出了差分的中頻信 號(hào)。在下混頻器中，關(guān)注的是射頻信號(hào)和本振信號(hào)的差頻信號(hào)。例如，當(dāng)射頻信號(hào)的頻率為 910MHz，本振信號(hào)的頻率為900MHz時(shí)，經(jīng)過(guò)混頻得出的信號(hào)頻率分別是IOMHz和1. 8IGHz, 在下混頻器中，即可得到頻率為IOMHz的中頻信號(hào)。所述第一晶體管M1的閾值電壓和襯底電壓的關(guān)系公式如下Vth = Vmo + rQ\ +Fsb| -2φ{(diào)\ )其中，Vthci是界面的電子濃度等于ρ型襯底多子濃度的柵壓，Y是體效應(yīng)系數(shù)，為 一常數(shù)，0￡是與襯底濃度有關(guān)的一常數(shù)，Vsb為源襯電壓。由此公式可以看出，所述第一晶 體管M1的襯底電壓的變化影響著所述第一晶體管M1的閾值電壓，從而通過(guò)調(diào)整所述第一晶 體管M1的閾值電壓影響所述混頻器的性能。當(dāng)通過(guò)所述混頻器的電壓控制端Vtming改變所述第一晶體管M1的襯底電壓時(shí)，所 述第一晶體管M1的源襯電壓改變，進(jìn)而改變了所述第一晶體管M1的閾值電壓，所述第一晶 體管M1的跨導(dǎo)隨著閾值電壓的改變而改變，從而一定程度上控制了所述混頻器的增益，達(dá) 到所述混頻器的增益可調(diào)的目的。請(qǐng)參閱圖3，圖3是本發(fā)明的混頻器的增益與電壓控制端 電壓變化的對(duì)照表。由圖可見(jiàn)，當(dāng)所述第一晶體管M1的電壓控制端Vtuning的電壓從OV變化 到0. 35V的情況下，所述混頻器的增益從13. 95dB逐漸遞減至12. 12dB?，F(xiàn)有技術(shù)中的混頻器中，MOS管的襯底電壓和源極電壓都是接地的，所以源襯電壓 VSB = 0，這樣就消除了體效應(yīng)，閾值電壓也是一個(gè)固定值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的混頻 器在所述第一晶體管M1的襯底增加電壓控制端Vtming，通過(guò)所述混頻器的電壓控制端Vtuning 改變所述第一晶體管M1的襯底電壓，進(jìn)而改變所述第一晶體管M1的閾值電壓，從而達(dá)到調(diào) 節(jié)所述混頻器的增益的目的。本發(fā)明的混頻器可以用在接收路徑中，也可以用在發(fā)射路徑 中。本發(fā)明的混頻器和傳統(tǒng)混頻器比較起來(lái)，具有增益高和功耗小等優(yōu)點(diǎn)，并且增益是可調(diào) 的，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實(shí)施例。應(yīng) 當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明不限于在說(shuō)明書(shū)中所述的具體實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種混頻器，包括差動(dòng)放大電路和第一晶體管，所述第一晶體管將射頻電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻電流信號(hào)提供給所述差動(dòng)放大電路，其特征在于，所述混頻器還包括電壓控制端，所述電壓控制端通過(guò)控制所述第一晶體管的襯底電壓控制所述第一晶體管的閾值電壓，進(jìn)而調(diào)整所述混頻器的增益。
2.如權(quán)利要求1所述的混頻器，其特征在于，所述第一晶體管的柵極連接所述混頻器 的射頻信號(hào)輸入端，所述第一晶體管的源極接地，所述第一晶體管的襯底連接所述電壓控 制端，所述第一晶體管的漏極在所述電壓控制端的控制下向所述差動(dòng)放大電路提供射頻電 流信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的混頻器，其特征在于，所述差動(dòng)放大電路包括第二晶體管、第一 本振信號(hào)輸入端、第一電容和第一信號(hào)輸出端，所述第二晶體管的柵極連接所述第一本振 信號(hào)輸入端，所述第二晶體管的源極連接所述第一晶體管的漏極，所述第二晶體管的漏極 經(jīng)所述第一電容連接所述第一信號(hào)輸出端。
4.如權(quán)利要求3所述的混頻器，其特征在于，所述差動(dòng)放大電路還包括第一電阻，所述 第二晶體管的漏極經(jīng)所述第一電阻連接直流電源。
5.如權(quán)利要求1所述的混頻器，其特征在于，所述差動(dòng)放大電路包括第三晶體管、第二 本振信號(hào)輸入端、第二電容和第二信號(hào)輸出端，所述第三晶體管的柵極連接所述第二本振 信號(hào)輸入端，所述第三晶體管的源極連接所述第一晶體管的漏極，所述第三晶體管的漏極 經(jīng)所述第二電容連接所述第二信號(hào)輸出端。
6.如權(quán)利要求5所述的混頻器，其特征在于，所述差動(dòng)放大電路還包括第二電阻，所述 第三晶體管的漏極經(jīng)所述第二電阻連接直流電源。
7.如權(quán)利要求1到6中任意一項(xiàng)所述的混頻器，其特征在于，所述第一晶體管是N型 MOS 管。
8.如權(quán)利要求1到6中任意一項(xiàng)所述的混頻器，其特征在于，所述混頻器的本振信號(hào)為 的頻率為900MHz，所述混頻器的射頻信號(hào)的頻率為910MHz。
9.如權(quán)利要求1到6中任意一項(xiàng)所述的混頻器，其特征在于，所述電壓控制端的電壓逐 漸增大，所述混頻器的增益逐漸減小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混頻器，包括差動(dòng)放大電路和第一晶體管，所述第一晶體管將射頻電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻電流信號(hào)提供給所述差動(dòng)放大電路，所述混頻器還包括電壓控制端，所述電壓控制端通過(guò)控制所述第一晶體管的襯底電壓控制所述第一晶體管的閾值電壓，進(jìn)而調(diào)整所述混頻器的增益。本發(fā)明的混頻器的增益可調(diào)。
文檔編號(hào)H03D7/14GK101944882SQ20101026389
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者馮程程, 胡少堅(jiān) 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司