本實用新型屬于無線通信收發(fā)機系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著通信行業(yè)的迅速發(fā)展，人們對無線收發(fā)機的性能要求也越來越高。由于混頻器是一個非線性系統(tǒng)，信號經(jīng)過混頻器后會發(fā)生增益壓縮，還有可能使得射頻信號發(fā)生阻塞，而且還會產(chǎn)生不必要的頻率分量，干擾有用信號產(chǎn)生失真，所以線性度是一個非常重要的指標。但由于混頻器的直流偏置會受到電源電壓的變化，工藝的變化以及溫度的變化所影響，偏置電路的不穩(wěn)定會影響混頻器的線性度。

傳統(tǒng)的吉爾伯特混頻器采用傳統(tǒng)的源極/射極負反饋雖然能夠提高線性度，主要缺點是較高的噪聲系數(shù)，同時使得增益大幅下降，本專利中采用的線性化電路擁有負反饋的作用，穩(wěn)定靜態(tài)工作點，在不采用偏置電流的情況下實現(xiàn)較高的線性度，利用工作在深線性區(qū)的MOS管作為有源負載，調(diào)節(jié)變頻增益，解決因負反饋而造成的增益不足的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型解決上述問題，提供一種應(yīng)用于無線通信收發(fā)機系統(tǒng)的改進型吉爾伯特混頻器。

本實用新型的技術(shù)方案如下應(yīng)用于無線通信收發(fā)機系統(tǒng)的改進型吉爾伯特混頻器，包括吉爾伯特混頻器，吉爾伯特混頻器包括跨導(dǎo)輸入級、本振輸入級和輸出級，所述的跨導(dǎo)輸入級和本振輸入級之間設(shè)有第一節(jié)點和第二節(jié)點，所述的第一節(jié)點和第二節(jié)點上連接了線性化電路，所述的線性化電路為負反饋電路使第一節(jié)點和第二節(jié)點的共模電壓保持穩(wěn)定。

本實用新型的實現(xiàn)過程如下：當這兩端的電壓偏離共模電壓V_CM時，電壓的變化就會通過反饋回路輸入的到運算放大器的正端，引起運算放大器的輸出產(chǎn)生變化, 運算放大器控制輸入或抽取第一節(jié)點和第二節(jié)點的電流，使兩節(jié)點的電壓均值穩(wěn)定在共模電壓V_CM。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的吉爾伯特混頻器電路示意圖。

圖2為本實用新型改進后的吉爾伯特混頻器電路示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進行進一步說明。

應(yīng)用于無線通信收發(fā)機系統(tǒng)的改進型吉爾伯特混頻器，包括吉爾伯特混頻器，吉爾伯特混頻器包括跨導(dǎo)輸入級、本振輸入級和輸出級，其特征在于：所述的跨導(dǎo)輸入級和本振輸入級之間設(shè)有第一節(jié)點和第二節(jié)點，所述的第一節(jié)點和第二節(jié)點上連接了線性化電路，所述的線性化電路為負反饋電路使第一節(jié)點和第二節(jié)點的共模電壓保持穩(wěn)定。

進一步的，所述的線性化電路包括運算放大器和開關(guān)管，開關(guān)管為場效應(yīng)管P1和場效應(yīng)管P2，場效應(yīng)管P1和場效應(yīng)管P2的柵極連接運算放大器的輸出，場效應(yīng)管P1的源極和漏極連接電源端和第一節(jié)點，場效應(yīng)管P2的源極和漏極連接電源端和第二節(jié)點，運算放大器的同相輸入口連接第一節(jié)點和第二節(jié)點，運算放大器的反相輸入口輸入共模電壓。

進一步的，所述的線性化電路還包括反饋電阻R1、反饋電阻R2和偏置電容，所述的反饋電阻R1的兩端連接第一節(jié)點和運算放大器的同相輸入端，所述的反饋電阻R2的兩端連接第二節(jié)點和運算放大器的同相輸入端，所述的偏置電容連接在反饋電阻R1、反饋電阻R2和運放的同相輸入口的公共端。

現(xiàn)在考慮電路靜態(tài)工作點的變化。第一節(jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-的的靜態(tài)偏置電壓相等，且電壓大小都為共模電壓V_CM，因為兩個反饋電阻R1和R2的阻值相等，所以兩個靜態(tài)偏置電壓的均值電壓，即運算放大器的同向輸入端的電壓也等于共模電壓V_CM。此時運放的輸入為零，輸出也是零，開關(guān)管為兩個PMOS管，PMOS管P1和P2處于導(dǎo)通狀態(tài)，當?shù)谝还?jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-的靜態(tài)偏置電壓同時增大偏離共模電壓V_CM時，均值也增大，運算放大器的同相輸入端電壓增大，輸出增大。運算放大器的輸出接場效應(yīng)管P1和P2的柵極，PMOS的柵極電壓增大，流過管子的電流減少，相當于向第一節(jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-抽取電流，第一節(jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-的電流減少，電壓同時下降，回到原來的共模電壓V_CM時場效應(yīng)管P1和P2不再抽取電流。同理，當?shù)谝还?jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-的靜態(tài)偏置電壓同時減少時，均值也減少，運算放大器的同相輸入端電壓減少，輸出減少。場效應(yīng)管P1和P2的柵極電壓減少，流過管子的電流增大，相當于向第一節(jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-注入電流，第一節(jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-電流增大，兩節(jié)點的共模電壓同時增大，回到原來的共模電壓V_CM時，場效應(yīng)管P1和P2不再向第一節(jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-的漏端BBout+和BBout-處注入電流。線性化電路線性化電路的作用就像一個負反饋環(huán)路，把吉爾伯特單元的第一節(jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-的靜態(tài)電壓穩(wěn)定在共模電壓V_CM ，當這兩端的電壓偏離共模電壓V_CM時，電壓的變化就會通過反饋回路輸入的到運算放大器的正端，引起運算放大器的輸出產(chǎn)生變化，此時場效應(yīng)管P1和P2導(dǎo)通，電流通過開關(guān)管流入回路當中，直到偏置的電壓從新回到共模電壓V_CM。通過加入反饋環(huán)路增強了靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性，從而提高了混頻器的線性度，同時加入了負反饋可以讓電路在工藝、溫度和電源電壓不穩(wěn)定的情況下保持第一節(jié)點BBout+和第二節(jié)點BBout-的偏置電壓相等。

另外，反饋電阻R1和R2為差動輸出的信號BBout+和BBout-的基波和基次諧波提供了高阻抗，給偶次諧波低的阻抗，讓線性化電路起到降低偶次諧波的作用。因為偶次諧波的存在會大大降低電路的線性度。此外，線性化電路的電源電壓VDD2只需要為線性化電路供電，我們?yōu)榱艘尮淖畹停虼薞DD2小于VDD 。因為電路具有對稱性，所以電阻R1和R2的值相等。反饋環(huán)路可以通過調(diào)整R1和R2的阻值，以及偏置電容C_bias獲得想要的閉環(huán)帶寬。

輸出端采用N1和N2兩個NMOS管工作在可變線性電阻區(qū)作為有源負載，由電壓V_CAS偏置，我們可以通過調(diào)整電壓V_CAS控制N1和N2的電阻值，從而改變混頻器的增益。

本實用新型有益效果在于：吉爾伯特混頻器通過外加線性化電路使得靜態(tài)工作點更加穩(wěn)定，從而提高了混頻器的線性度2.去掉了跨導(dǎo)輸入級的源極的反饋電阻，使電路的噪聲系數(shù)下降。3.采用工作在深線性區(qū)的NMOS管作為有源負載，使變頻增益可調(diào)，減少了因線性化電路產(chǎn)生的負反饋對變頻增益的影響4. 線性化電路可以通過調(diào)節(jié)電路的負反饋電阻R1和R2以及偏置電容C_bias的值獲得想要的閉環(huán)電路帶寬5. 線性化電路對于基波和基次諧波表現(xiàn)為高阻抗，對偶次諧波表現(xiàn)為低阻抗，從而使得線性化電路能夠抑制偶次諧波。