13由NMOS晶體管實(shí)現(xiàn)，并通過電流鏡折疊實(shí)現(xiàn)。該第一級混頻單元的左半支路的信號路徑上有無源電感L1、無源電感L5和無源電感L7，右半支路的信號路徑上有無源電感L2、無源電感L6和無源電感L8，這些電感的目的是使得第一級混頻單元的信號擺幅足夠大，使得混頻器具有更好的線性度。
[0040]請參閱圖3，圖3為本發(fā)明高線性度有源雙平衡混頻器的線性度仿真曲線，其中，橫坐標(biāo)為射頻輸入功率，縱坐標(biāo)為低頻輸出功率。如圖3所示，曲線2表示的是三階諧波數(shù)據(jù)，曲線I表示的是一階諧波數(shù)據(jù)。從圖3可以看出，本發(fā)明提出的高線性度有源雙平衡混頻器的線性度(三階交調(diào)點(diǎn))為-3.2dBm。
[0041]請參閱圖4，圖4為本發(fā)明高線性度有源雙平衡混頻器的噪聲曲線示意圖，其中，圖中橫坐標(biāo)為輸出低中頻頻率，縱坐標(biāo)為噪聲系數(shù)。從圖4可以看出，本發(fā)明提出的高線性度有源雙平衡混頻器的噪聲曲線在感興趣的工作頻率下(1.5MHz?3.0MHz)均小于5.2dB，即滿足系統(tǒng)工作要求。
[0042]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，包括第一級混頻單元和第二級混頻單元;所述第一級混頻單元位于無源電容ClO和無源電容CU的一端，第二級混頻單元位于無源電容ClO和無源電容Cl I電容的另一端； 所述第一級混頻單元包括射頻正向信號支路、尾電流I1、無源電容Cl和射頻負(fù)向信號支路； 所述射頻正向信號支路包括匪OS晶體管Ml、匪OS晶體管M3、第一負(fù)載和射頻正向信號的輸入匹配;所述NMOS晶體管Ml的源極是射頻正向信號1^_11的輸入端； 所述射頻負(fù)向信號支路包括匪OS晶體管M2、匪OS晶體管M4、第二負(fù)載和射頻負(fù)向信號的輸入匹配;所述NMOS晶體管M2的源極是射頻負(fù)向信號1^_?的輸入端;其中，所述NMOS晶體管Ml和匪OS晶體管M2共柵極，所述匪OS晶體管M3和NMOS晶體管M4共柵極;所述匪OS晶體管Ml和NMOS晶體管M2的源極通過所述尾電流11接地;所述NMOS晶體管M3和匪OS晶體管M4漏極通過電容Cl接地； 所述NMOS晶體管Ml經(jīng)射頻正向信號的輸入匹配后等效于一個(gè)共柵放大器，射頻正向信號經(jīng)過共柵放大以后從所述NMOS晶體管Ml的漏極輸出；所述NMOS晶體管Ml漏極輸出的信號通過無源電容C6交流耦合到所述NMOS晶體管M3的柵極，同時(shí)，匪OS晶體管Ml漏極輸出的信號通過無源電感L5進(jìn)入NMOS晶體管M3源極，最終信號從NMOS晶體管M3漏極輸出到電容10的一端，所述NMOS晶體管M3漏極通過所述第一負(fù)載同電源相連； 所述NMOS晶體管M2經(jīng)射頻負(fù)向信號的輸入匹配后等效于一個(gè)共柵放大器，射頻負(fù)向信號經(jīng)過共柵放大以后從所述NMOS晶體管M2的漏極輸出；所述NMOS晶體管M2漏極輸出的信號通過無源電容C7交流耦合到所述NMOS晶體管M4的柵極，同時(shí)，匪OS晶體管M2漏極輸出的信號通過無源電感L6進(jìn)入NMOS晶體管M4源極，最終信號從NMOS晶體管M4漏極輸出到電容11的一端，所述NMOS晶體管M4漏極通過所述第二負(fù)載同電源相連； 所述第二級混頻單元包括匪OS晶體管M5、匪OS晶體管M6、匪OS晶體管M7、匪OS晶體管M8、尾電流12、尾電流13、第三負(fù)載和第四負(fù)載;其中，經(jīng)過交流耦合電容Cl O的交流信號傳輸給所述NMOS晶體管M7與M8的源端，經(jīng)過交流耦合電容Cl I的交流信號傳輸給所述NMOS晶體管M5與M6源端，NMOS晶體管M5與M6源端;所述NMOS晶體管M5漏端與M7漏端相連，所述NMOS晶體管M6漏端與M8漏端相連;本征正向信號11)_?從所述匪OS晶體管M5與M8柵端輸入，本征負(fù)向信號11)_11從所述匪OS晶體管M6與M7的柵端輸入，所述NMOS晶體管M5、M6、M7、M8形成基爾伯特混頻結(jié)構(gòu)，最終低中頻信號的正向IF_p和負(fù)向IF_n分別從所述NMOS晶體管M8與M5的漏端傳輸出來;所述匪OS晶體管M5通過第三負(fù)載同電源相連，所述匪OS晶體管M8通過第四負(fù)載同電源相連，所述電容的ClO另一端通過所述尾電流12接地，所述電容的CU另一端通過所述尾電流13接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，所述射頻正向信號的輸入匹配包括無源電容C4和無源電感L3，所述無源電容C4并接在所述NMOS晶體管Ml柵極和源級之間，無源電感L3串接在所述NMOS晶體管Ml和M2共柵極點(diǎn)v I與所述NMOS晶體管Ml柵極之間；所述射頻負(fù)向信號的輸入匹配包括無源電容C5和無源電感L4，所述無源電容C5并接在所述NMOS晶體管M2柵極和源級之間，無源電感L4串接在所述NMOS晶體管Ml和M2共柵極點(diǎn)Vl與所述NMOS晶體管M2的柵極之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，所述射頻正向信號的輸入匹配還包括無源電容C2和無源電阻Rl，所述無源電阻Rl串接在所述無源電感L3與所述NMOS晶體管Ml和M2共柵極點(diǎn)Vl之間，所述無源電容C2—端與所述無源電阻Rl和所述無源電感L3連接點(diǎn)相連，另一端接地;所述射頻負(fù)向信號的輸入匹配還包括無源電容C3和無源電阻R2，所述無源電阻R2串接在所述無源電感L4與所述匪OS晶體管Ml和M2共柵極點(diǎn)Vl之間，所述無源電容C3—端與所述無源電阻R2和所述無源電感L4連接點(diǎn)相連，另一端接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，還包括無源電感LI和L2，所述無源電感LI串接在所述匪OS晶體管Ml和所述尾電流Il之間，所述無源電感L2串接在所述NMOS晶體管M2和所述尾電流11之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，還包括第一無源電阻和第二無源電阻，所述第一無源電阻串接在所述NMOS晶體管Ml和所述尾電流Il之間，所述第二無源電阻串接在所述NMOS晶體管M2和所述尾電流Il之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，所述第一負(fù)載為無源電感L7，所述第二負(fù)載為無源電感L8，所述第三負(fù)載為無源電感L9，所述第四負(fù)載為無源電感L10。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，所述第一負(fù)載還包括與所述無源電感L7并接的無源電容CS，所述第二負(fù)載還包括與所述無源電感L8并接的無源電容C9，所述第三負(fù)載還包括與所述無源電感L9并接的無源電容C12，所述還包括與所述無源電感LlO并接的無源電容C13。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，所述第一負(fù)載、第二負(fù)載、第三負(fù)載和第四負(fù)載為無源電阻。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，還包括無源電阻R3和無源電阻R4，所述無源電阻R3串接在所述NMOS晶體管M3與所述NMOS晶體管M3和M4共柵極點(diǎn)V2之間，所述無源電阻R4串接在所述NMOS晶體管M4與所述NMOS晶體管M3和M4共柵極點(diǎn)V2之間。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高線性度有源雙平衡混頻器，其特征在于，所述尾電流I1、.12、13由NMOS晶體管實(shí)現(xiàn)，并通過電流鏡折疊實(shí)現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高線性度有源雙平衡混頻器，其包括第一級混頻單元和第一級混頻單元，第一級混頻單元位于無源電容C10和無源電容C11的一端，第二級混頻單元位于無源電容C10和無源電容C11電容的另一端；第一級混頻單元包括射頻正向信號支路、尾電流I1、無源電容C1和射頻負(fù)向信號支路，射頻正向信號支路和射頻負(fù)向信號支路左右兩個(gè)支路在無源電容C1處表現(xiàn)為交流對稱，第二級混頻單元包括由NMOS晶體管M5、M6、M7、M8形成基爾伯特混頻結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明提供的高線性度有源雙平衡混頻器既實(shí)現(xiàn)較高的線性度和足夠的增益，且對于輸入晶體管來說，減小了跨導(dǎo)，避免了電壓擺幅的問題。
【IPC分類】H03D7/14
【公開號】CN105577122
【申請?zhí)枴緾N201510953118
【發(fā)明人】李琛, 何學(xué)紅, 張啟帆, 段杰斌, 任錚
【申請人】上海集成電路研發(fā)中心有限公司, 成都微光集電科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月17日