射頻本振信號(hào)的多選一電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種射頻本振信號(hào)的多選一電路，包括依次連接的限幅有源負(fù)載電路、第二差分開關(guān)電路，所述第二差分開關(guān)電路并聯(lián)有多組帶使能的第一差分電流開關(guān)電路和一有源負(fù)載電路。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多路本振信號(hào)選擇一路的功能。多路本振的差分信號(hào)經(jīng)過(guò)帶使能的第一差分電流開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為同頻率的開關(guān)電流信號(hào)，通過(guò)輸出并聯(lián)實(shí)現(xiàn)電流求和，求和的電流經(jīng)過(guò)有源負(fù)載電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再通過(guò)第二差分電流開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，再通過(guò)限幅有源負(fù)載電路轉(zhuǎn)換為限幅的差分本振信號(hào)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多路本振信號(hào)的多選一功能，且具備限幅能力，可提供合適幅度的接收本振和發(fā)射本振信號(hào)。
【專利說(shuō)明】射頻本振信號(hào)的多選一電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種射頻本振信號(hào)的多選一電路，特別針對(duì)多頻段射頻集成電路中已經(jīng)產(chǎn)生的多路本振信號(hào)的多選一問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002]隨無(wú)線電子產(chǎn)品市場(chǎng)的推動(dòng)，射頻集成電路在近些年發(fā)展越來(lái)越快，多模/多頻射頻集成電路成為業(yè)界的一項(xiàng)重要需求。射頻集成電路通常包含多個(gè)模塊電路，低噪聲放大器、混頻器、濾波器、鎖相環(huán)、頻率綜合器等模塊電路都是射頻集成電路的重要組成部分。
[0003]多模/多頻射頻集成電路的一個(gè)顯著特點(diǎn)是可以收發(fā)不同頻率的RF信號(hào)，這就要求收發(fā)機(jī)芯片中集成不同的本振信號(hào)源，可以由多個(gè)壓控振蕩器產(chǎn)生，也可通過(guò)分頻等形式產(chǎn)生，為了節(jié)省收發(fā)通道的復(fù)雜程度，一般收發(fā)通道只集成一路上/下變頻器，因此客觀上需要解決從多個(gè)本振信號(hào)中選一路的問(wèn)題。
[0004]對(duì)于低頻或數(shù)字信號(hào)，多路選一路的電路或邏輯運(yùn)算并不復(fù)雜，低頻模擬信號(hào)可以通過(guò)MOS的開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)，數(shù)字電路可以通過(guò)傳輸門/布爾運(yùn)算實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于射頻本振來(lái)說(shuō)，這樣的的電路形式不適合高頻信號(hào)的處理，需要重新設(shè)計(jì)一種多選一的電路實(shí)現(xiàn)方式。
[0005]射頻電路的多選一電路需要解決幾個(gè)問(wèn)題:輸入本振通路最少2路，最好可以擴(kuò)充到3路以上；為了減少本振的緩沖電路，輸出的幅度和直流電平最好合適；電路復(fù)雜度和功耗的盡可能低。
[0006]射頻電路的多選一電路還需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題是射頻信號(hào)隔離度的問(wèn)題，射頻信號(hào)在集成電路中很難實(shí)現(xiàn)理想的開關(guān)特性，多選一電路選取一路的時(shí)候，必須降低其他非選通支路對(duì)輸出的耦合，提高通道間的隔離度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種射頻本振信號(hào)的多選一電路，實(shí)現(xiàn)了射頻本振信號(hào)多選一的功能，同時(shí)對(duì)輸出本振信號(hào)限幅，并具備一定的驅(qū)動(dòng)能力。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種射頻本振信號(hào)的多選一電路，包括依次連接的限幅有源負(fù)載電路、第二差分開關(guān)電路，所述第二差分開關(guān)電路并聯(lián)有多組帶使能的第一差分電流開關(guān)電路和一有源負(fù)載電路。
[0009]進(jìn)一步的,所述第一差分電流開關(guān)電路包括第一輸入NMOS管，第一輸入NMOS管漏極輸出的電流經(jīng)過(guò)開關(guān)NMOS管連接到輸出端，第一輸入NMOS管漏的源極相連，再由一NMOS管提供開關(guān)NMOS管差分對(duì)的尾電流并與另一 NMOS管組成電流鏡電路。
[0010]進(jìn)一步的，所述有源負(fù)載電路包括三個(gè)PMOS管和兩個(gè)電阻，兩個(gè)電阻并聯(lián)在兩個(gè)輸出端，兩個(gè)PMOS連接為共源放大的形式，柵極都連接在兩個(gè)電阻中間的抽頭上，電阻抽頭連接到等效為電容的PMOS管的柵極上。
[0011]進(jìn)一步的，所述第二差分電流開關(guān)電路包括第二輸入NMOS管，第二輸入NMOS管處于開關(guān)工作狀態(tài)，其漏極直接作為輸出端，第二輸入NMOS管的源極相連，再由一 NMOS管提供輸入NMOS管差分對(duì)的尾電流并與另一 NMOS管組成電流鏡電路。
[0012]進(jìn)一步的，所述限幅有源負(fù)載電路包括四個(gè)PMOS管和兩個(gè)電阻；兩個(gè)電阻并聯(lián)在兩個(gè)PMOS管輸出端；另兩個(gè)PMOS管連接為共源放大的形式，柵極都連接在兩個(gè)電阻中間的抽頭上。
[0013]優(yōu)選的，所述的兩個(gè)PMOS管輸出端之間，連接有正接和反接兩個(gè)等效為二極管的PMOS 管。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多路本振信號(hào)選擇一路的功能。多路本振的差分信號(hào)經(jīng)過(guò)帶使能的第一差分電流開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為同頻率的開關(guān)電流信號(hào)，通過(guò)輸出并聯(lián)實(shí)現(xiàn)電流求和，求和的電流經(jīng)過(guò)有源負(fù)載電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再通過(guò)第二差分電流開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，再通過(guò)限幅有源負(fù)載電路轉(zhuǎn)換為限幅的差分本振信號(hào)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多路本振信號(hào)的多選一功能，且具備限幅能力，可提供合適幅度的接收本振和發(fā)射本振信號(hào)。
[0015]2、帶使能的第一差分電流開關(guān)電路的輸入NMOS管處于開關(guān)工作狀態(tài)，由于采用了柵極輸入，輸入阻抗大且開關(guān)特性明顯，輸入NMOS管漏極輸出的電流經(jīng)過(guò)開關(guān)NMOS管連接到輸出端，開關(guān)NMOS管在使能時(shí)呈共柵傳輸特性，具有輸入阻抗低，帶寬高的特點(diǎn)，增加了輸入和輸出的隔離度。
[0016]3、有源負(fù)載電路主要用來(lái)降低輸出端共模電壓的抖動(dòng)，提高輸出信號(hào)的質(zhì)量。
[0017]4、第二差分電流開關(guān)電路是帶使能的第一差分電流開關(guān)電路的簡(jiǎn)化，該電路需要輸出較大的信號(hào)擺幅，這種簡(jiǎn)單的差分開關(guān)電路具備較大的輸出擺幅和較好的頻率響應(yīng)。
[0018]5、限幅有源負(fù)載電路在輸出的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間，增加正接和反接兩個(gè)等效為二極管的PMOS管，兩個(gè)等效二極管對(duì)輸出電壓進(jìn)行限幅，使輸出單路的Vpp保持在0.7V左右，對(duì)應(yīng)50歐姆阻抗功率為Ο-ldBm，正是上下變頻器需要的最佳幅度。
[0019]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為一種射頻本振信號(hào)的多選一電路圖；
圖2為第一差分電流開關(guān)電路；
圖3為有源負(fù)載電路；
圖4為第二差分電流開關(guān)電路；
圖5為限幅有源負(fù)載電路。
【具體實(shí)施方式】[0021]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0022]參照?qǐng)D1所示，一種射頻本振信號(hào)的多選一電路，包括依次連接的限幅有源負(fù)載電路4、第二差分開關(guān)電路3，所述第二差分開關(guān)電路3并聯(lián)有多組帶使能的第一差分電流開關(guān)電路I和一有源負(fù)載電路2。
[0023]參照?qǐng)D2所示，帶使能的第一差分電流開關(guān)電路I的輸入NMOS管N3、N4處于開關(guān)工作狀態(tài)，N3、N4的源極相連。為了提高開關(guān)性能，需選擇較小的柵長(zhǎng)和適合的柵寬，過(guò)大的柵面積會(huì)導(dǎo)致柵電容過(guò)大而隔離度下降，為了降低襯底干擾，可以選用深N井的NMOS器件。N5、N6在使能時(shí)呈共柵傳輸特性，為降低其溝道的串聯(lián)電阻，需要增加其W/L參數(shù)，同樣采用深N井的NM0S，為了降低其等效輸入電阻，與使能端的反相器或者其他門電路的驅(qū)動(dòng)盡可能選擇驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)的型號(hào)。N2提供N3、N4差分對(duì)的尾電流，NI與N2組成電流鏡電路。
[0024]參照?qǐng)D3所示，有源負(fù)載電路2包含三個(gè)PMOS管P1、P2、P3，兩個(gè)電阻Rl、R2，兩個(gè)電阻Rl、R2并聯(lián)在P1、P2兩個(gè)輸出端，兩個(gè)PMOS連接為共源放大的形式，由于該負(fù)載需要驅(qū)動(dòng)數(shù)個(gè)差分電流開關(guān)的輸出，因此可以選用較大的尺寸的PM0S。兩個(gè)電阻作為電壓轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，阻值約在幾K到幾十K歐姆之間。兩個(gè)電阻中間的抽頭連接到等效為電容的P3應(yīng)用不違反DRC規(guī)則的大尺寸M0S，例如可以采用數(shù)個(gè)10um*10um的PMOS并聯(lián)實(shí)現(xiàn)，P3的引入對(duì)輸出信號(hào)質(zhì)量的改善較明顯。
[0025]參照?qǐng)D4所示，第二差分電流開關(guān)電路3是帶使能的第一差分電流開關(guān)電路的簡(jiǎn)化，僅減少EN使能控制的兩個(gè)NM0S，輸入NMOS管N9、NlO處于開關(guān)工作狀態(tài)，其漏極直接作為輸出端，N9.N10的源極相連，N8提供N9、N10差分對(duì)的尾電流，N7與N8組成電流鏡電路。而且尾流管NS比第一差分電流開關(guān)電路要提供更大的電流，這樣可以保證無(wú)論是GHz還是百M(fèi)Hz都能保持足夠的擺幅，并且有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，可以直接驅(qū)動(dòng)下級(jí)上下變頻器的本振輸入。
[0026]參照?qǐng)D5所示，限幅有源負(fù)載電路4，兩個(gè)電阻R3、R4并聯(lián)在兩個(gè)PMOS管P4、P5輸出端，另兩個(gè)PMOS管P6、P7連接為共源放大的形式，柵極都連接在兩個(gè)電阻R3、R4中間的抽頭上。兩個(gè)電阻R3、R4的阻值與驅(qū)動(dòng)它的第二差分電流開關(guān)電路3的輸出電流匹配，在輸出的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間，增加正接和反接兩個(gè)等效為二極管的PMOS管，兩個(gè)MOS柵極漏極相連等效為二極管的P極，襯底和源相連等效為二極管的N級(jí)，兩個(gè)等效二極管對(duì)輸出電壓進(jìn)行限幅，使輸出單路的Vpp比PMOS的閾值電壓稍大，約0.7V左右，對(duì)應(yīng)50歐姆阻抗功率為(TldBm，等效二極管的兩個(gè)PMOS的尺寸不能過(guò)大,較大的尺寸對(duì)應(yīng)較大的柵電容,可能引起高頻幅度的衰減，具體可以通過(guò)計(jì)算和仿真確定該參數(shù)。
[0027]本發(fā)明涉及一種射頻本振信號(hào)的多選一電路，寬帶或多模射頻電路中需要多個(gè)頻率的本振信號(hào)L0，一般由多個(gè)通道提供，而接收RX或發(fā)射TX通路只需要一路本振信號(hào)，采用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多路本振信號(hào)選擇一路的功能。其特征在于，多路本振的差分信號(hào)經(jīng)過(guò)帶使能的第一差分電流開關(guān)電路I轉(zhuǎn)換為同頻率的開關(guān)電流信號(hào)，通過(guò)輸出并聯(lián)實(shí)現(xiàn)電流求和，求和的電流經(jīng)過(guò)有源負(fù)載2轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再通過(guò)第二差分電流開關(guān)電路3轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，再通過(guò)限幅的有源負(fù)載4轉(zhuǎn)換為限幅的差分本振信號(hào)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多路本振信號(hào)的多選一功能，且具備限幅能力，可提供合適幅度的接收本振RX_L0和發(fā)射本振TX_L0信號(hào)。[0028]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種射頻本振信號(hào)的多選一電路，其特征在于:包括依次連接的限幅有源負(fù)載電路(4)、第二差分開關(guān)電路(3)，所述第二差分開關(guān)電路(3)并聯(lián)有多組帶使能的第一差分電流開關(guān)電路(I)和一有源負(fù)載電路(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多選一電路，其特征在于:所述第一差分電流開關(guān)電路(I)包括第一輸入NMOS管，第一輸入NMOS管漏極輸出的電流經(jīng)過(guò)開關(guān)NMOS管連接到輸出端，第一輸入NMOS管漏的源極相連，再由一 NMOS管提供開關(guān)NMOS管差分對(duì)的尾電流并與另一NMOS管組成電流鏡電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多選一電路，其特征在于:所述有源負(fù)載電路(2)包括三個(gè)PMOS管和兩個(gè)電阻，兩個(gè)電阻并聯(lián)在兩個(gè)輸出端，兩個(gè)PMOS連接為共源放大的形式，柵極都連接在兩個(gè)電阻中間的抽頭上，電阻抽頭連接到等效為電容的PMOS管的柵極上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多選一電路，其特征在于:所述第二差分電流開關(guān)電路(3)包括第二輸入NMOS管，第二輸入NMOS管處于開關(guān)工作狀態(tài),其漏極直接作為輸出端,第二輸入NMOS管的源極相連，再由一 NMOS管提供輸入NMOS管差分對(duì)的尾電流并與另一 NMOS管組成電流鏡電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多選一電路，其特征在于:所述限幅有源負(fù)載電路(4)包括四個(gè)PMOS管和兩個(gè)電阻；兩個(gè)電阻并聯(lián)在兩個(gè)PMOS管輸出端；另兩個(gè)PMOS管連接為共源放大的形式，柵極都連接在兩個(gè)電阻中間的抽頭上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多選一電路，其特征在于:所述的兩個(gè)PMOS管輸出端之間，連接有正接和反接兩個(gè)等效為二極管的PMOS管。
【文檔編號(hào)】H03K5/13GK103888110SQ201410153586
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】杜占坤, 杜大勇 申請(qǐng)人:蘇州坤信微電子科技有限公司