[发明专利]一种无电感跨导增强无源混频器

说明书

技术领域

本发明涉及一种无源混频器，尤其是一种无电感跨导增强无源混频器。

背景技术

在射频接收系统中，混频器负责将射频信号变频至基带或者中频频段，是接收链路中的核心模块，作为射频信号和中频信号的链接，其功耗水平在接收链路中占据了可观的份额。因此为了实现整体接收电路的低功耗，对混频器功耗的优化设计十分关键。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种全差分跨导增强无源混频器，该混频器在不使用电感的情况下，可将等效跨导提升近一倍，从而显著降低功耗。

技术方案：本发明目的通过以下方法实现：

一种无电感跨导增强无源混频器，其包含交叉耦合差分注入跨导级、无源本振开关级以及跨阻放大器，输入的射频电压经交叉耦合差分跨导级转化为射频电流后在无源本振开关对其进行变频，最后由跨阻放大器转化成中频电压输出。

交叉耦合差分注入跨导级包含第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一PMOS管、第二PMOS管、第一电容、第二电容以及第一跨导放大器；第一NMOS管与第二NMOS管的源极接地，第一NMOS管与第二NMOS管的栅极接偏置电压1；第一NMOS管的漏极接第三NMOS管的源极，第二NMOS管的漏极接第四NMOS管的源极；第三NMOS管的栅极接输入电压正端，第四NMOS管的栅极接输入电压负端；第三NMOS管的漏极接第二电容的正极，第二电容的负极接第二NMOS管的漏极；第四NMOS管的漏极接第一电容的正极，第一电容的负极接第一NMOS管的漏极；第一PMOS管和第二PMOS管的源极接电源电压，第一PMOS管和第二PMOS管的栅极接第一跨导放大器的输出端；第一PMOS管的漏极第三NMOS管的漏极；第二PMOS管的漏极接第四NMOS管的漏极；第一跨导放大器的负输入端接参考电压，第一跨导放大器的正输入端同时接第三电阻的负端和第四电阻的负端；第三电阻的正端接第三NMOS管的漏极；第四电阻的正端接第四NMOS管的漏极；第一电阻的正端接输入电压正端，第一电阻的负端接第一跨导放大器的正输入端；第二电阻的正端接输入电压负端，第二电阻的负端接第一跨导放大器的正输入端；

所述无源本振开关级包括第三电容、第四电容、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管及第六PMOS管，所述第三电容的正端连第二PMOS管的漏极，负端连第三PMOS管的源极以及第四PMOS管的源极；第四电容的正端连第二NMOS管的漏极，而负端连第五PMOS管的源极以及第六PMOS管的源极。第四PMOS管的栅极和第五PMOS管的栅极接本振信号正端LO；第三PMOS管和第六PMOS管的栅极接本振信号负端LO-；第三PMOS管和第五PMOS管的漏极相连；第四PMOS管和第六PMOS管的漏极相连；

所述跨阻放大器包括第二跨导放大器，第五电阻，第五电容，第六电阻，第六电容，第五电阻的正端与第五电容的正端接第二跨导放大器的正输入端，第二跨导放大器的正输入端同时接第四PMOS管和第六PMOS管的漏极；第六电阻的正端与第六电容的正端接第二跨导放大器的负输入端，第二跨导放大器的负输入端同时接第三PMOS管和第五PMOS管的漏极；第五电阻和第五电容的负端接第二跨导放大器的负输出端，第六电阻和第六电容的负端接第二跨导放大器的正输出端；第二跨导放大器的正输出端接输出电压正极，第二跨导放大器的负输出端接输出电压负极。

有益效果：相比传统无源混频器可增加近一倍的等效跨导，在同样转换增益和噪声系数指标条件下可显著降低功耗。

附图说明

图1为本发明的无电感跨导增强无源混频器电路图；

图2为本发明的跨导增强无源混频器转换增益随输入频率变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本发明的特点和有益效果：

如图1所示，该混频器由含交叉耦合差分跨导级、本振开关以及跨阻放大器构成；从功能模块划分上与传统的无源混频器一致：跨导级负责将输入射频电压转化为射频电流；无源本振开关对该射频电流进行变频作用；跨阻放大器则负责将中频电流转化成输出中频电压。