[发明专利]一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置

说明书

本发明公开了一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，属于半导体集成电路技术领域，该正交单边带混频装置包括第一单边带混频器(100)、第二单边带混频器(200)、第一缓冲器(300)和第二缓冲器(400)；其中，所述第一单边带混频器(100)包括第一混频电路(101)、第二混频电路(102)、第一加法电路(103)和第一被动式负阻(104)；所述第一被动式负阻(104)在小信号时呈正常的LC结构，Q值低，工作频率范围宽；在大信号时呈现负阻特性，等效负载Q值增加，频率选择性增强。本发明具有同时兼顾工作频率范围与频率选择性的优势。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置。

背景技术

频率合成器作为一种重要的电子元器件，在无线收发器中发挥着重要的作用。而随着通信频率的提高，涌现出了越来越多的无线协议，为了兼容更多的协议，基于软件无线电思想的无线收发器成为了研究热点。这就对频率合成器提出了更高的设计要求，需要频率合成器工作在很宽的频率范围，同时满足相位噪声、杂散及频率切换时间的要求。

为了设计软件无线电中的宽带频率合成器，常常采用锁相环(PLL，Phase LockedLoop)环路与后分频电路相结合的方式，这样可以减轻对PLL环路的设计要求，仅需要一个相对窄的工作范围的环路，避免环路工作范围太宽导致环路参数变动太大，不利于优化。后分频电路主要是对PLL环路的输出信号进行混频及分频的处理，在有限的输入频率范围内得到较宽的输出频率范围。同时，由于一般的无线收发器均采用I/Q两路工作的方式，故需要频率合成器提供正交的本振信号。因此，在后分频电路中往往需要采用基于被动式负阻结构的正交单边带混频器。

基于被动式负阻结构的正交单边带混频器一般是基于双平衡结构的吉尔伯特结构，典型电路结构如图1所示，这种结构可以有效的抑制输入本振信号。

在现有技术中，正交单边带混频器的被动式负载的结构设计有以下两种方案：

技术方案一：目前广泛采用的负载结构之一为LC负载，通过LC谐振来进行频率选择，只有在谐振点附近的频率才能被放大，而其余信号如镜像信号则会被抑制。

该技术方案的缺陷为：LC负载工作频率范围受Q值影响，当Q值大时，频率选择性好，但是工作频率范围窄，而当Q值小时，工作范围有改善，但是频率选择性变差。

技术方案二：另一种广泛采用的负载技术为LC交叉负阻，这种结构借鉴了压控振荡器(VCO,Voltage Controlled Oscillator)结构中的交叉负阻，通过交叉对管产生负阻，从而增加负载等效Q值，提高频率选择性。

该技术方案的缺陷为：这种结构由于是借鉴的VCO中的负阻结构，如果负阻值过大，整个电路存在振荡的风险。同时，与技术方案一类似，该结构存在工作频率范围与频率选择性相矛盾的问题，虽然采用负阻提高了Q值，但是整个结构可以工作的频率范围变窄了，不适合于宽带频率合成器电路设计。

发明内容

针对现有的单边带混频器负载不能同时兼顾工作频率范围与频率选择性的问题，本发明提出了一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，本发明具有同时兼顾工作频率范围与频率选择性的优势。

本发明提供了一种基于被动式负阻结构的正交单边带混频装置，包括第一单边带混频器、第二单边带混频器、第一缓冲器和第二缓冲器；

所述第一单边带混频器包括第一混频电路、第二混频电路、第一加法电路和第一被动式负阻；

所述第一混频电路的输入信号为第一输入信号和第三输入信号；所述第二混频电路的输入信号为第二输入信号和第四输入信号；

所述第一输入信号和所述第三输入信号经所述第一混频电路混频处理后，得到第一混频信号；所述第二输入信号和所述第四输入信号经所述第二混频电路混频处理后，得到第二混频信号；