[发明专利]一种基于变压器的宽带正交相位产生网络

说明书

本发明公开了一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，第一单端网络和第二单端网络，第一单端网络包括第一变压器TF1，第二单端网络包括第二变压器TF2，第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈之间跨接若干个电容，第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈之间跨接若干个电容，第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容，第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容，第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容，第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容；本发明的优点在于：工作频带宽、网络面积小以及网络完全对称。

技术领域

本发明涉及集成电路的技术领域，更具体涉及一种基于变压器的宽带正交相位产生网络。

背景技术

正交生成网络在射频或毫米波集成电路领域中应用十分广泛，例如IQ无线收发机中需要对单路射频信号转换为I和Q两路相互正交的信号，以及在相控阵收发系统中数字移相器电路中需要90度移相单元等。正交生成网络通常采用无源器件实现，其好处是电路结构简单。论文文献“Integrated Quadrature Couplers and TheirApplication in Image-Reject Receivers”，IEEE JOURNAL OF SOLD-STATE CIRCUITS,VOL.44,NO.5,MAY 2009,提供了基于变压器结构的正交生成网络，如图1和图2所示，图1为单端实现方式，包括一个变压器和6个电容。通常在系统应用中网络需要提供差分形式，图2为变压器结构的差分形式，与图1相比变压器需要复制为2倍，但片上变压器占据很大的面积。传统变压器结构所包含的无源器件个数较少，因此网络传输函数的极点数较少，工作频带较窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何增大正交生成网络的工作频带。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种基于变压器的宽带正交相位产生网络，包括第一单端网络和第二单端网络，所述第一单端网络包括第一变压器TF1，所述第二单端网络包括第二变压器TF2，所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈之间跨接若干个电容，所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈之间跨接若干个电容，所述第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容，所述第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容，所述第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容，所述第一次级线圈的异名端与第二次级线圈的同名端之间跨接一个电容。

本发明的正交相位产生网络可以拆成两个单端网络，其核心为两个变压器TF1和TF2。每个变压器的主级和次级线圈之间都跨接电容，通过将线圈拆分并跨接电容以增加电容，与传统结构相比可以使网络极点个数增加，以达到增大带宽的目的。

所述第一变压器TF1的第一主级线圈和第一次级线圈都拆成n+1段，其中，n为大于2的正偶数，第一主级线圈包括n个端口，第一次级线圈包括n个端口，第一主级线圈的第1个端口至第个端口分别与第一次级线圈的第个端口至第n个端口通过跨接电容连接；第一主级线圈的第个端口至第n个端口分别与第一次级线圈的第1个端口至第个端口通过跨接电容连接；

所述第二变压器TF2的第二主级线圈和第二次级线圈都拆成n+1段，其中，n为大于2的正偶数，第二主级线圈包括n个端口，第二次级线圈包括n个端口，第二主级线圈的第1个端口至第个端口分别与第二次级线圈的第个端口至第n个端口通过跨接电容连接；第二主级线圈的第个端口至第n个端口分别与第二次级线圈的第1个端口至第个端口通过跨接电容连接；

所述第一主级线圈的同名端与第二主级线圈的同名端之间跨接一个电容C1，所述电容C1的两端作为I路输出端口VI；

所述第一主级线圈的异名端与第二主级线圈的异名端之间跨接一个电容C2，所述电容C2的两端作为Q路输出端口VQ；

所述第一次级线圈的同名端与第二次级线圈的异名端之间跨接一个电容C3，所述电容C3的两端作为输入端口VIN；