[发明专利]用于执行谐波抑制混频的谐波抑制混频器单元和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于执行谐波抑制混频的谐波抑制混频器单元 和方法。

背景技术

典型的传统电路或混频器将输入信号与本地振荡器LO信号相 乘。该乘法是可以例如通过对电流进行切换来执行的，以获得低噪声 和高线性结果。

图1示出了如开关MOS混频器和Gilbert单元混频器之类的典型 混频器。开关MOS混频器包括四个MOS晶体管TA、TB、TC和TD。 晶体管TA和TB耦合至第一电阻器R_S，晶体管TC和TD耦合至第二 电阻器R_S。这两个R_S耦合至混频器的RF输入。此外，运算放大器 OP耦合在晶体管TA、TB、TC和TD与IF输出之间。晶体管TA和 晶体管TC耦合至运算放大器OP的第一输入，而晶体管TB和TD耦 合至运算放大器的第二输入。晶体管TA和TD的栅极耦合在一起， 晶体管TB和TC的栅极耦合在一起。将本地振荡器信号LO作为输入 施加到晶体管的栅极端子。通过对晶体管TA、TB、TC和TD进行切 换来执行RF输入信号与LO信号的混频。

图2示出了根据现有技术的上变频混频器的方波乘法的基本图 示。上述乘法对应于输入信号与具有方波的本地振荡器LO信号的乘 法(如图2所示)，即，在乘法中还包括方波的谐波。因此，若干不想 要的变频或乘法分量可能出现在混频器的输出处。相应地，对于具有 基本平衡开关混频器的下变频接收机，对在与L0频率相距IF距离处 的所需信道进行下变频。然而，此外还对与3·LO、5·LO、7·LO 等相距IF距离处的RF信号进行变频。

窄带接收机被设计为具有RF选择性，该窄带接收机被配置在混 频器之前，以移除否则可能会由LO谐波进行下变频的任何信号。另 一方面，宽带接收机将需要跟踪滤波器或谐波抑制混频器。谐波抑制 混频器用于抑制可能会出现的与一些LO谐波有关的下变频或上变 频。理想地，这可以通过如图3中针对上变频混频器而示出的线性乘 法来执行。然而，一般地，存在不利的噪声和不利的线性性能。原理 上，谐波抑制混频器可以用于上变频(输出频率高于输入频率)以及 用于下变频(输出频率低于输入频率)。在上变频中，谐波抑制混频器 可以用于防止多个谐波。

在“A 1.75GHz Highly Integrated Narrow-Band CMOS Transmitter With Harmonic-Rejection Mixers”，IEEE Journ.Solid State Circuits，Vol. 36，No 12，Dec 2001中，示出了备选解决方案，其中，可以通过将多 个开关乘法器进行组合并对施加到乘法器或其相应晶体管中的每一个 的LO信号进行时间移位，来改变LO信号的有效形状。

US 2004/005869公开了具有多个Gilbert单元的另一种谐波抑制 混频器。

US 2005/0059376公开了一种用于通过使用混频器级进行谐波抑 制来进行频率变换的方法。

然而，与基本的开关混频器相比，根据现有技术的谐波抑制混频 器遭受不利的噪声性能的影响。此外，在谐波抑制混频器中必须切换 的晶体管的数目相当高。这还导致了本地振荡器LO驱动器功率较高 (这是由于本地振荡器电路必须能够驱动所有晶体管)以及硅面积较 大。此外，由于串扰，使得这些晶体管的布局变得复杂。此外，由于 必须对准若干参数，因此为了在LO谐波的变频(由于电容性和/或电 阻性寄生现象而产生)期间改进有限的抑制而结合的校准回路是高度 复杂的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种更简易、复杂度较低的谐波抑制 混频器单元。

根据权利要求1和11所述的谐波抑制混频器单元以及根据权利要 求15或16所述的用于执行谐波抑制混频的方法解决了该目的。