[发明专利]一种低噪声开关跨导混频器

说明书

本发明属于CMOS射频集成电路领域，具体提供一种低噪声开关跨导混频器，包括：第一跨导输入级、第二跨导输入级、第三跨导输入级、第四跨导输入级、开关混频级、有源输出负载级、第一谐振电路、第二谐振电路；本发明低噪声开关跨导混频器采用三角本振信号驱动本振管的栅极，避免对本振驱动电路的负载效应，将跨导输入级的射频输入信号转化为中频信号输出；此外，引入谐振电路，改善开关管的切换时间，使得电路的增益、噪声得到优化。

技术领域

本发明属于CMOS射频集成电路领域，尤其涉及一种低噪声开关跨导混频器电路。

背景技术

混频器是射频接收机中的关键模块，因为它完成RF-IF的频率变换，并直接决定了接收机的架构体系。为了降低混频器，后级电路噪声对于系统噪声的贡献，同时补偿中频滤波器的损耗，混频器需要一定的转换增益；其中基于Gilbert的有源混频器由于其高的混频增益和优越的端口隔离度等优点被广泛应用于各种架构的射频集成前端。

通常Gilbert具有噪声指数相对较高的缺点，于是后续有电流注入技术的提出，用以降低流过开关管的直流电流，使得开关对的电流换向时间大大减小，以降低开关对的噪声贡献；进一步地，为了抑制尾节点寄生电容的间接充放电噪声机制，可以使用谐振技术来加以克服；同时，又对跨导级采用了噪声消除技术；如文献《Benqing Guo,huifen wang,Guoning Yang,A Wideband Merged CMOS Active Mixer Exploiting NoiseCancellation and Linearity Enhancement,ieee Trans.Microwave theory andtechniques,Sep,2014》公开一种融合了上述三项技术的有源混频器，如图1所示；即便如此，Gilbert混频器在高频下，其寄生电容诱发的间接噪声机制相对于开关跨导混频器呈现显著劣势。如文献《A.Klumperink,S.M.Louwsma,G.J.Wienk,and B.Nauta,“A cmosswitched transconductor mixer,”IEEE J.Solid-State Circuits,vol.39,no.8,pp.1231–1240,2004》公开一种开关跨导混频器，如图2所示，开关跨导混频器具备天然的开关级噪声自消除效果，但是其跨导级采用反相器直接驱动，使得反相器的负载牵引变得严重，对于本振的驱动能力有高的要求，进而在高频下，数字本振产生电路势必消耗大的功耗。

基于此，本发明提供一种低噪声开关跨导混频器。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题，提出一种低噪声开关跨导混频器；采用三角本振信号驱动本振管的栅极，避免对本振驱动电路的负载效应；并引入谐振电路，改善开关管的切换时间，使得电路的增益、噪声得到优化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低噪声开关跨导混频器，包括：第一跨导输入级、第二跨导输入级、第三跨导输入级、第四跨导输入级、开关混频级、有源输出负载级、第一谐振电路、第二谐振电路；其特征在于，

所述第一谐振电路包括：第一电感L₁、第一电容C₁、第三电容C₃，所述第一电感与第一电容并联后、一端作为第一谐振电路的第一端、另一端串联第三电容后接地；

所述第二谐振电路包括：第二电感L₂、第二电容C₂、第四电容C₄，所述第二电感与第二电容并联后、一端作为第二谐振电路的第一端、另一端串联第四电容后接地；

所述开关混频级包括：第一晶体管M₁、第二晶体管M₂，所述第一晶体管的栅极接电压V_LO+、源级接地、漏极作为开关混频级的第一端，所述第二晶体管的栅极接电压V_LO-、源级接地、漏极作为开关混频级的第二端；