本發(fā)明涉及到一種電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器，屬于混頻器技術領域。

背景技術：

手持無線設備的迅速普及對射頻收發(fā)模塊的低功耗設計提出了越來越高的要求。在射頻接收系統(tǒng)中，混頻器作為射頻前端關鍵模塊，其功耗水平在接收鏈路中占據(jù)了可觀的份額。針對混頻器的低功耗設計方法和電路結構一直是業(yè)界的研究熱點，而降低電源電壓和減少偏置電流是降低功耗的主要途徑，在降低功耗的同時仍需考慮如何實現(xiàn)更高的轉換增益。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了顯著降低混頻器的功耗水平并提高轉換增益，本發(fā)明提出一種電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器，相比傳統(tǒng)無源混頻器，本發(fā)明在同時降低電源電壓和偏置電流的基礎上，實現(xiàn)了更高的轉換增益。

技術方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：一種電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器，包括互補輸入跨導級、無源本振開關和電流倍增型低電壓跨阻放大器，所述互補輸入跨導級包括PMOS管，電流倍增型低電壓跨阻放大器為跨導增強結構，電流倍增型低電壓跨阻放大器包括NMOS管共源放大器、PMOS管共柵管和差分對，差分對包括PMOS管組成的跨導管，通過NMOS管共源放大器為PMOS管共柵管提升跨導，電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器的輸入信號由互補輸入跨導級輸入，無源本振開關輸入本振信號，互補輸入跨導級的PMOS管通過無源本振開關為電流倍增型低電壓跨阻放大器提供偏置電流，差分對的跨導管與PMOS管共柵管尺寸相同，并偏置在相同的直流電流下，差分對的柵極與PMOS共柵管的柵極相連，在跨導增強結構電路的作用下，PMOS管共柵管的源極相當于虛地，差分對中的跨導管復制PMOS管共柵管的電流并注入到負載，將下變頻后的電流進行了倍增。

作為優(yōu)選，所述無源本振開關包括第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3，電流倍增型低電壓跨阻放大器包括第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第七PMOS管PM7、第八PMOS管PM8、第四NMOS管NM4、第五NMOS管NM5、第三電阻R3、第四電阻R4和第二電容C2，其中，

所述第二NMOS管NM2的漏極接第三NMOS管NM3的漏極，其連接點連接至互補輸入跨導級的信號輸出端，第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3的柵極分別接本振信號的正極和負極，第二NMOS管NM2的源極接第二PMOS管PM2的源極，第三NMOS管NM3的源極接第三PMOS管PM3的源極，第二電容C2的上極板接第三NMOS管NM3的源極，第二電容C2的下極板接第二NMOS管NM2的源極，第二PMOS管PM2的漏極為電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器的輸出信號正極，第三電阻R3的正極接第二PMOS管PM2的漏極，第三電阻R3的負極接地，第二PMOS管PM2的柵極接第四NMOS管NM4的漏極；

所述第四PMOS管PM4的源極、第五PMOS管PM5的源極和第六PMOS管PM6的源極相接，其連接點連接電源電壓；第四PMOS管PM4的柵極、第五PMOS管PM5的柵極和第六PMOS管PM6的柵極相接，其連接點接第三偏置電壓；第四PMOS管PM4的漏極接第四NMOS管NM4的漏極，第四NMOS管NM4的柵極接第二NMOS管NM2的源極；第三PMOS管PM3的柵極、第五NMOS管NM5的漏極和第五PMOS管PM3的漏極相接，第三PMOS管PM3的漏極為電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器的輸出信號負極；第四NMOS管NM4的源極和第五NMOS管NM5的源極接地；第五NMOS管NM5的柵極接第三PMOS管PM3的源極；第四電阻R4的正極接第三PMOS管PM3的漏極，第四電阻R4的負極接地；第六PMOS管PM6的漏極、第七PMOS管PM7的源極和第八PMOS管PM8的源極相接，第七PMOS管PM7的柵極接第二PMOS管PM2的柵極，第七PMOS管PM7的漏極接第二PMOS管PM2的漏極，第八PMOS管PM8的柵極接第三PMOS管PM3的柵極，第八PMOS管PM8的漏極接第三PMOS管PM3的漏極。

有益效果：本發(fā)明提出的電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器，相比現(xiàn)有技術，具有以下效果：本發(fā)明提出的電流倍增型低電壓無源混頻器由跨導級、單平衡開關對、跨阻放大器構成；跨導級為CMOS結構，可偏置在較低的電源電壓下；跨阻放大器為融入跨導自舉技術的共柵放大器，為降低電源電壓，跨阻自舉電路采用了NMOS輸入的共源放大器結構；跨導級通過混頻器的開關管與跨阻級構成電流復用，降低了總體偏置電流。此外，為了實現(xiàn)更高的轉換增益，本發(fā)明引入一個額外的差分對，該差分對的跨導管與共柵管尺寸相同，并偏置在相同的直流電流下，其柵極與共柵管的柵極相連；在跨導增強電路的作用下，共柵管的源極相當于虛地。差分對中的跨導管將復制共柵管的電流并注入到負載。由此將下變頻后的電流進行了倍增，從而提高了轉換增益并改善了噪聲性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器的電路圖；

圖2為本發(fā)明的電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器的轉換增益隨輸入頻率變化曲線與無電流倍增效果的轉換增益隨輸入頻率變化曲線的對比圖，分別以實線和虛線表示。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1所示為本發(fā)明的電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器的電路圖，包括互補輸入跨導級、無源本振開關以及電流倍增型低電壓跨阻放大器，互補輸入跨導級包括第一NMOS管NM1、第一PMOS管PM1、第一電阻R1、第二電阻R2和第一電容C1，無源本振開關包括第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3，跨導級的PMOS管通過單平衡本振開關為跨阻放大器提供偏置電流，電流倍增型低電壓跨阻放大器為跨導增強結構，包括第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4、第五PMOS管PM5、第六PMOS管PM6、第七PMOS管PM7、第八PMOS管PM8、第四NMOS管NM4、第五NMOS管NM5、第三電阻R3、第四電阻R4和第二電容C2，其中第四NMOS管NM4和第五NMOS管構成NOMS共源放大器，第四PMOS管PM4和第五PMOS管PM5構成PMOS共柵管，第六PMOS管PM6、第七PMOS管PM7和第八PMOS管PM8構成差分對，通過NMOS共源放大器為PMOS共柵管提升跨導，該差分對的跨導管與共柵管尺寸相同，并偏置在相同的直流電流下，其柵極與共柵管的柵極相連，在跨導增強電路的作用下，共柵管的源極相當于虛地，差分對中的跨導管復制共柵管的電流并注入到負載，由此將下變頻后的電流進行了倍增，從而提高了轉換增益并改良了噪聲性能。

如圖1所示，本發(fā)明的電流倍增型低電壓跨阻放大器中，第二NMOS管NM2的漏極接第三NMOS管NM3的漏極，其連接點連接至互補輸入跨導級的信號輸出端，第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3的柵極分別接本振信號的正極和負極，第二NMOS管NM2的源極接第二PMOS管PM2的源極，第三NMOS管NM3的源極接第三PMOS管PM3的源極，第二電容C2的上極板接第三NMOS管NM3的源極，第二電容C2的下極板接第二NMOS管NM2的源極，第二PMOS管PM2的漏極為電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器的輸出信號正極，第三電阻R3的正極接第二PMOS管PM2的漏極，第三電阻R3的負極接地，第二PMOS管PM2的柵極接第四NMOS管NM4的漏極；第四PMOS管PM4的源極、第五PMOS管PM5的源極和第六PMOS管PM6的源極相接，其連接點連接電源電壓；第四PMOS管PM4的柵極、第五PMOS管PM5的柵極和第六PMOS管PM6的柵極相接，其連接點接第三偏置電壓；第四PMOS管PM4的漏極接第四NMOS管NM4的漏極，第四NMOS管NM4的柵極接第二NMOS管NM2的源極；第三PMOS管PM3的柵極、第五NMOS管NM5的漏極和第五PMOS管PM3的漏極相接，第三PMOS管PM3的漏極為電流倍增型低電壓電流復用無源混頻器的輸出信號負極；第四NMOS管NM4的源極和第五NMOS管NM5的源極接地；第五NMOS管NM5的柵極接第三PMOS管PM3的源極；第四電阻R4的正極接第三PMOS管PM3的漏極，第四電阻R4的負極接地；第六PMOS管PM6的漏極、第七PMOS管PM7的源極和第八PMOS管PM8的源極相接，第七PMOS管PM7的柵極接第二PMOS管PM2的柵極，第七PMOS管PM7的漏極接第二PMOS管PM2的漏極，第八PMOS管PM8的柵極接第三PMOS管PM3的柵極，第八PMOS管PM8的漏極接第三PMOS管PM3的漏極。

如圖2所示，實線為本發(fā)明的電流倍增型無源混頻器轉換增益隨輸入頻率變化的曲線與虛線為無電流倍增效果的轉換增益隨輸入頻率變化的曲線，兩者對比可知，其本振頻率為2.4GHz；從圖2中可以看出，在無電流倍增技術的條件下，本振頻率處的轉換增益為33dB；使用了電流倍增技術后，本振頻率處的轉換增益為39dB，相比前者提升了6dB。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。