專利名稱：可實(shí)現(xiàn)本振泄漏校準(zhǔn)的射頻發(fā)射機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻發(fā)射機(jī)，尤其涉及一種可實(shí)現(xiàn)本振泄漏校準(zhǔn)的射 頻發(fā)射機(jī)。
背景技術(shù)：
對低成本的射頻收發(fā)機(jī)的需求推動無線工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。獲取低 成本的無線收發(fā)機(jī)的解決方案之一是用高度集成的電路取代昂貴的外部
元件。因此在射頻發(fā)射機(jī)中常用低中頻(Low IF)結(jié)構(gòu)或直接調(diào)制(direct modulation)結(jié)構(gòu)。然而這兩種結(jié)構(gòu)都存在一個共同的嚴(yán)重問題，就是本 振泄漏(LO Leakage)的問題。
在直接調(diào)制結(jié)構(gòu)中，由于本振信號和調(diào)制信號的頻率相同，從而使得 本振泄漏將直接出現(xiàn)在載波頻帶，嚴(yán)重的破壞傳輸信號的質(zhì)量，降低誤差 矢量幅度(EVM)和鄰近信道功率比(ACPR)方面的性能。
而對于低中頻結(jié)構(gòu)，由于，如圖1所示，鏡頻信號頻率"與調(diào)制信 號頻率fRF (即發(fā)射機(jī)應(yīng)輸出的載波信號的頻率)之間的間距只有2fBB (fBB 為輸入基帶信號頻率)，而在低中頻結(jié)構(gòu)中輸入基帶信號的頻率通常只有 幾百KHz，所以輸出鏡頻信號與調(diào)制信號間的頻差也只有幾百KHz，也就 是說鏡頻信號頻率與本振泄漏信號頻率非常接近載波信號頻率，從而也容 易對對信號的質(zhì)量造成影響。
為了抑制低中頻結(jié)構(gòu)射頻發(fā)射機(jī)中的鏡頻信號與本振泄漏信號，現(xiàn)在
常用的一種解決方法是在射頻發(fā)射機(jī)中采用一個雙平衡的Gilber結(jié)構(gòu) 混頻器來調(diào)制信號。圖2所示即為采用雙平衡混頻器來調(diào)制信號的射頻 發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理是由壓控振蕩器(VC0)產(chǎn)生一個2舉f,。
頻率的信號，然后經(jīng)一個分頻器進(jìn)行2分頻后產(chǎn)生一對正交本振信號；正
交輸入基帶信號則首先經(jīng)輸入緩沖器進(jìn)行放大，再與所述正交本振信號在 雙平衡混頻器中進(jìn)行混頻，從而產(chǎn)生一對差分射頻信號。如果如上所述的 射頻發(fā)射機(jī)電路完全對稱，則鏡頻信號與泄漏的本振信號可以被完全地去 除。但是，由于半導(dǎo)體器件本身工藝制作的限制，電路器件失配、版圖失 配以及工藝制程失配等各種問題在所難免，致使所輸出的調(diào)制信號存在幅 度與相位的失配，從而降低了該電路對鏡頻信號與本振泄漏信號的抑制程
度。圖3a和圖3b分別為現(xiàn)有技術(shù)中，所述采用雙平衡混頻器來調(diào)制信 號的射頻發(fā)射機(jī)中分頻器和輸入緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖3a中的 晶體管Q3、 Q4、 Q5以及Q6，電阻R1、 R2、 R3和R4之間的任何失配都會 導(dǎo)致正交信號間的幅度和相位失配；同樣，圖3b中，晶體管Q7、 Q8、 Q9 和QIO、 Qll，及電阻R5和R6間的任何失配也都會導(dǎo)致中頻信號間幅度 與相位的失配，從而惡化鏡像抑制及本振泄漏抑制方面的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可實(shí)現(xiàn)本振泄漏校準(zhǔn)的射頻發(fā) 射機(jī)，可以彌補(bǔ)采用雙平衡混頻器來調(diào)制信號的射頻發(fā)射機(jī)中由于工藝制 程造成的電路器件失配、版圖失配等問題所引起的輸出調(diào)制信號的幅度和 相位的失配，從而改善發(fā)射機(jī)抑制鏡像信號和本振泄漏性能。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)本振泄漏校準(zhǔn)的射頻發(fā)
射機(jī)，包括分頻器、輸入緩沖器和雙平衡混頻器；其中，所述分頻器由 兩個鎖存器實(shí)現(xiàn)，每個鎖存器均為由一個帶負(fù)反饋環(huán)路的主從觸發(fā)器構(gòu)成; 所述輸入緩沖器包括晶體管Q9和Q10組成的差分電路，電流尾管Q7和Q8及晶
體管Q11和多個電阻；
在所述分頻器中，在電源Vcc與負(fù)向偏置電壓VBN之間還并聯(lián)有多路由 電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路(IRll， bll) 、 (IR12， b12)… (IRln， bin);在電源Vcc與正向偏置電壓VBP之間也并聯(lián)有多路由電流源 和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路(IR21， b21) 、 (IR22， b22)…(IR2n， b2n);
在所述輸入緩沖器中，在所述晶體管Q7的集電極與電源Vcc之間還并聯(lián) 有多路由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路(IR31, b31)、 (IR32, b32)…(IR3n， b3n);在所述晶體管Q8的集電極與電源Vcc之間也并聯(lián)有 多路由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路(IR41， b41)、 (IR42， b42)… (IR4n， b4n)。
本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有這樣的有益效果，即通過在分 頻器和輸入緩沖器中分別加入一系列偏置電流源及用作開關(guān)的晶體管，其 中加入到分頻器中的偏置電流源及開關(guān)晶體管，可以用于調(diào)節(jié)本振信號的 占空比，從而調(diào)整本振信號的相位以彌補(bǔ)由于制程變化而造成的相位失配； 而加入到輸入緩沖器中的偏置電流源及開關(guān)晶體管，可以用于調(diào)整輸出差 分信號的幅度，從而減小制程變化所引入的幅度失配；因此，實(shí)現(xiàn)了對輸 出調(diào)制信號的幅度和相位失配迸行彌補(bǔ)的作用，從而改善了發(fā)射機(jī)鏡像抑 制與本振泄漏性能。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 圖1為一般低頻發(fā)射機(jī)的頻率分配示意圖2為采用雙平衡混頻器來調(diào)制信號的射頻發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖3a為圖2所述射頻發(fā)射機(jī)中現(xiàn)在常用的分頻器的電路結(jié)構(gòu)圖； 圖3b為圖2所述射頻發(fā)射機(jī)中現(xiàn)在常用的輸入緩沖器的電路結(jié)構(gòu)
圖4a為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的分頻器的電路結(jié)構(gòu)圖4b為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的輸入緩沖器的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
如圖4a和圖4b所示，本發(fā)明所述射頻發(fā)射機(jī)通過分別在分頻器和輸 入緩沖器中添加了本振泄漏校準(zhǔn)電路，從而實(shí)現(xiàn)本振泄漏校準(zhǔn)和鏡像電流 抑制的。
分頻器的2分頻電路一般由兩個鎖存器實(shí)現(xiàn)，其中每個鎖存器均為由 一個帶負(fù)反饋環(huán)路的主從觸發(fā)器構(gòu)成；其中第一鎖存器為由晶體管Ql、 Q3、 Q4和電阻Rl、 R2組成的主從觸發(fā)器；第二鎖存器為由晶體管Q2、 Q5、 Q6和電阻R3、 R4組成的主從觸發(fā)器。 一全差分振蕩器產(chǎn)生一對占空比為 50%的本振信號時鐘(CKP與CKN)，該對時鐘信號用于驅(qū)動分頻器以獲得 準(zhǔn)確的正交信號，任何對于50%占空比的偏移以及兩個鎖存器間的失配 都會導(dǎo)致輸出正交信號相位失衡。因此，在一個實(shí)施例中，如圖5所示， 在本發(fā)明中，在分頻器的電源Vcc與負(fù)向偏置電壓VBN之間，再并聯(lián)多路 由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路，如圖4a中的(IRll， bll)、 (IR12， b12)…(IRln， bin);在電源Vcc與正向偏置電壓VBP之間， 也再并聯(lián)多路由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路，如圖4a中的
(IR21, b21)、 (IR22, b22)…(IR2n， b2n);其中所述開關(guān)bll、 bl2…bln 及b21、 b22…b2n可以由晶體管構(gòu)成，而各電流源IRll、 IR12…IRln及 IR21、 IR22…IR2n的電流分配比例則取決于射頻發(fā)射機(jī)的具體應(yīng)用要求。 例如，在一個實(shí)施例中，為了滿足數(shù)字控制的定義，IRll到IRln及IR21 到IR2n各支路電流的大小比例通常按權(quán)重為2的比例增大，即比例為1: 2: 4: 8: 16…。這樣，通過通斷開關(guān)管bll、 bl2…bln和b21、 b22…b2n， 就可以分別調(diào)整晶體管Q1和Q2的偏置電流，從而調(diào)整占空比以補(bǔ)償由于 占空比偏移以及器件失配造成的相位失衡。
在一個實(shí)施例中，如圖4b所示，本發(fā)明所述輸入緩沖器包括晶體管 Q9和Q10組成的差分電路，電流尾管Q7和Q8及晶體管Qll和多個電阻， 其中晶體管Q9的發(fā)射極與晶體管Q10的發(fā)射極之間串接有兩個電阻R7 及一開關(guān)k2;在晶體管Q7的集電極和晶體管Q8的集電極之間串接有兩 個電阻R8及一開關(guān)kl，并且晶體管Q9的發(fā)射極與晶體管Q7的集電極連 接在一起，晶體管Q10的發(fā)射極與晶體管Q8的集電極也連接在一起；而 晶體管Q9的集電極則通過電阻R5連接電源Vcc，其基極則用于接收相位 為0°或90°的基波輸入信號(正半周期)；而晶體管Q10的集電極則通過 電阻R6連接電源Vcc，其基極也用于接收相位為0°或90。的基波輸入信號
(負(fù)半周期)。由于晶體管Q7、 Q8、 Q9以及Q10、 Qll之間，電阻R5和 R6之間的任何失配，都會導(dǎo)致輸出信號幅度和相位失配，因此需對該情 況進(jìn)行彌補(bǔ)。在一個實(shí)施例中，所述彌補(bǔ)方法是在晶體管Q7的集電極
與電源Vcc之間再并聯(lián)多路由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路，如 該圖4b中的(IR31， b31)、 (IR32， b32) ... (IR3n， b3n);在晶體管Q8 的集電極與電源Vcc之間也再并聯(lián)多路由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流 偏置電路，如該圖4b中的(IR41, b41)、 (IR42, b42)…(IR4n， b4n); 其中所述開關(guān)b31、 b32…b3n及b41、 b42…b4n可以由晶體管構(gòu)成，而各 電流源IR31、 IR32…IR3n及IR41、 IR42…IR4n的電流分配比例則取決于 具體應(yīng)用。例如，在一個實(shí)施例中，為了滿足數(shù)字控制的定義，IR11到 IRln及IR21到IR2n各支路電流的大小比例通常按權(quán)重為2的比例增大， 即比例為1: 2: 4: 8: 16…。這樣通過調(diào)節(jié)通斷開關(guān)管b31、 b32…b3n 和b41、 b42…b4n，就可以分別調(diào)整該輸入緩沖器差分支路的偏置電流一 一即通過Q7和Q8支路的電流，從而可以調(diào)整輸出差分信號的幅度，從而 減小制程變化弓I入的幅度失配。
因此，綜上所述，本發(fā)明所述本振泄漏校準(zhǔn)電路通過調(diào)整2分頻電路 的偏置電流，可以調(diào)節(jié)本振信號的占空比，從而調(diào)整本振信號的相位以彌 補(bǔ)由于制程變化而造成的相位失配;通過調(diào)整輸入緩沖差分支路的偏置電 流，可以調(diào)整輸出差分信號的幅度，從而減小制程變化引入的幅度失配， 這兩種調(diào)整機(jī)制是互相獨(dú)立的，可以由此獲得一個準(zhǔn)確的正交信號，從而 改善發(fā)射機(jī)的鏡象抑制與本振泄漏性能。
本發(fā)明可應(yīng)用于含有數(shù)字控制位的任何低中頻與直接調(diào)制結(jié)構(gòu)的發(fā) 射機(jī)。數(shù)字控制位可由寄存器輸出或內(nèi)在校準(zhǔn)機(jī)制產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1、一種可實(shí)現(xiàn)本振泄漏校準(zhǔn)的射頻發(fā)射機(jī)，包括分頻器、輸入緩沖器和雙平衡混頻器；其中，所述分頻器由兩個鎖存器實(shí)現(xiàn)，每個鎖存器均由一個帶負(fù)反饋環(huán)路的主從觸發(fā)器構(gòu)成；所述輸入緩沖器包括晶體管Q9和Q10組成的差分電路，電流尾管Q7和Q8及晶體管Q11和多個電阻；其特征在于在所述分頻器中，在電源Vcc與負(fù)向偏置電壓VBN之間還并聯(lián)有多路由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路(IR11，b11)、(IR12，b12)…(IR1n，b1n)；在電源Vcc與正向偏置電壓VBP之間也并聯(lián)有多路由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路(IR21，b21)、(IR22，b22)…(IR2n，b2n)；在所述輸入緩沖器中，在所述晶體管Q7的集電極與電源Vcc之間還并聯(lián)有多路由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路(IR31，b31)、(IR32，b32)…(IR3n，b3n)；在所述晶體管Q8的集電極與電源Vcc之間也并聯(lián)有多路由電流源和開關(guān)串聯(lián)而成的電流偏置電路(IR41，b41)、(IR42，b42)…(IR4n，b4n)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可實(shí)現(xiàn)本振泄漏校準(zhǔn)的射頻發(fā)射機(jī)，其特征 在于，所述開關(guān)bll、 bl2…bln及b21、 b22…b2n由晶體管構(gòu)成，而各電流 源IRll、 IR12…IRln及IR21、 IR22…IR2n的電流分配比例則取決于射頻發(fā) 射機(jī)的應(yīng)用要求。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可實(shí)現(xiàn)本振泄漏校準(zhǔn)的射頻發(fā)射機(jī)，其特 征在于，所述開關(guān)b31、 b32…b3n及b41、 b42…b4n由晶體管構(gòu)成，而各電流源IR31、 IR32…IR3n及腿、IR42…IR4n的電流分配比例則取決于射頻 發(fā)射機(jī)的應(yīng)用要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可實(shí)現(xiàn)本振泄漏校準(zhǔn)的射頻發(fā)射機(jī)，在分頻器和輸入緩沖器中分別加入一系列偏置電流源及用作開關(guān)的晶體管。其中加入到分頻器中的偏置電流源及開關(guān)晶體管，可以用于調(diào)節(jié)本振信號的占空比，從而調(diào)整本振信號的相位以彌補(bǔ)由于制程變化而造成的相位失配；而加入到輸入緩沖器中的偏置電流源及開關(guān)晶體管，可以用于調(diào)整輸出差分信號的幅度，從而減小制程變化所引入的幅度失配。因此，實(shí)現(xiàn)了對輸出調(diào)制信號的幅度和相位失配進(jìn)行彌補(bǔ)的作用，從而改善了發(fā)射機(jī)鏡像抑制與本振泄漏性能。
文檔編號H04B1/04GK101345537SQ20071009394
公開日2009年1月14日 申請日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者李寶騏, 陽 焦, 蓓 韓 申請人:上海博迅微電子有限公司