[发明专利]组合式混频器和滤波器电路

说明书

公开了一种组合式混频器和滤波器电路。所述组合式混频器和滤波器电路包括混频器，所述混频器包括第一输入端、第二输入端以及输出端。所述组合式混频器和滤波器电路还包括滤波器，所述滤波器包括有源电感器和第一电容器。所述有源电感器包括晶体管和电阻器，所述晶体管具有第一端子、第二端子以及第三端子，所述电阻器被连接在所述晶体管的所述第一端子与电压电位之间。所述第一电容器被连接在所述第三端子与信号地之间，并且所述晶体管的所述第二端子被连接到所述混频器的所述第二输入端。

技术领域

本文的实施例涉及组合式混频器和滤波器电路。特别地，它们涉及与通过使用有源电感器实现的低通滤波器(LPF)相组合的混频器。

背景技术

无线通信系统通常包括复杂的发射机和接收机电路链，它们包括几个频率转换步骤。发射机电路通常将基带信号上变频为射频(RF)信号以进行传输，而接收机电路将所接收的RF信号下变频为基带信号以进行处理。这种频率转换需要混频器来混合两个频率信号。

模拟低通滤波器在发射机中的数模转换器(DAC)之后和接收机中的模数转换器(ADC)之前用作抗混叠(anti-alias)滤波器。通常它们被实现为具有反馈元件的运算放大器，这些反馈元件生成复极点(complex poles)以有效地抑制混叠频率，同时以最小失真传递信号。其他备选方案是使用有源或无源组件(如电感器、电容器和电阻器)来形成这些滤波器。但是，大多数应用需要极点是复极点以在阻带处达到所需衰减，同时使通带增益下降保持最小。实极点在极点频率下产生3dB衰减，例如如果需要三阶滤波以达到所需阻带衰减，则在所有极点在同一位置的情况下，这将在极点频率下导致9dB衰减，这意味着通带中的不可避免的明显“增益下降”。

生成复极点的一种常用方法是在反馈配置中使用运算放大器。但是，随着信号带宽的增加，这产生很高的电流消耗。原因是运算放大器需要比信号带宽高5-10倍的带宽(被称为单位增益带宽(UGB)或增益带宽积(GBP))以便将通带中的环路增益保持为高。如果需要高阶滤波器，则需要更多的运算放大器，从而进一步增加电流消耗。例如，现今5G产品的基站收发台(BTS)要求是400MHz瞬时带宽(IBW)，甚至存在关于800MHz IBW的讨论，这意味着在同相和正交相信号上需要200MHz基带BW。这意味着数字预失真(DPD)带宽将更高。取决于设置了环路增益需要多高的线性要求，这意味着运算放大器需要具有大约3-6GHz的UGB。如果需要800MHzIBW，则可能需要加倍，这甚至在高电流消耗下也难以实现。

生成复极点的另一种方法是使用跨导电容(gm-C)型滤波器。遗憾的是，由于输入和输出电压摆幅很大，它们在低电源电压下具有很差的线性。

还可以通过使用无源电感器(L)、电容器(C)组件来生成复极点。该解决方案的缺点是硅面积。因为讨论中的信号带宽仍然低于1GHz，所以每个集成电感器需要更大的硅面积，这使得该选项对集成电路没有吸引力。

发明内容

因此，本文的实施例的一个目标是提供一种生成用于滤波器电路的复极点的改进技术。

根据本文的实施例的一个方面，通过一种组合式混频器和滤波器电路来实现该目标。所述组合式混频器和滤波器电路包括混频器，所述混频器包括第一输入端、第二输入端以及输出端。所述组合式混频器和滤波器电路还包括滤波器，所述滤波器包括有源电感器和第一电容器。所述有源电感器包括晶体管和电阻器，所述晶体管具有第一端子、第二端子以及第三端子，所述电阻器被连接在所述晶体管的所述第一端子与电压电位之间。所述第一电容器被连接在所述第三端子与信号地之间，并且所述晶体管的所述第二端子被连接到所述混频器的所述第二输入端。