[发明专利]混频器电路和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及通信接收器，具体地涉及一种用在通信接收器中的混频器电路。 

通信接收器电路运行在富有挑战性的执行环境中。例如，在例如根据宽带CDMA(WCDMA)标准而配置的频分复用(FDMA)系统中，接收器与本地发送器同时运行并且必须表现出良好的发送频率抑制。由于造成了数字方面的自干扰问题，所以假定接收/发送双工器衰减为50dB，那么+25dBm下的WCDMA发送器导致-25dBm干扰信号进入WCDMA接收器。如果接收器性能标准要求不大于-108dBm的静电干扰，则要想使整流发送频谱低于-108dBm极限，接收器的二阶截点(IP₂)必须≥+49dBm。 

在接收器的低噪声放大器与混频器电路之间放置抑制滤波器代表了一种抑制干扰(包括来自本地发送器的“漏”干扰)的方法。然而，发送和接收频率的接近，有时称为“双工距离”，需要这些抑制滤波器上相对严格的滤波器性能特征。实际上，所需的滤波器锐度造成了表面声波(SAW)滤波器，或者其他高性能滤波器电路的使用，这阻碍了与芯片上收发器电路的便捷集成。 

通常，对于耦合接收器的低噪声放大器和相应混频器电路已知各种方法。例如，参见以下引用：美国公开专利申请No.2001/021645(Ugajin)，关于差分放大器电路的使用和用于混频器的相关电容耦合设置；美国专利No.6029059(Bojer)，关于正交混频器体系结构，用于混合同一混频器(晶体管)单元中的同相和正交分量；美国公开专利申请No.2005/0101281(Schelmbauer)，关于正交混频器体系结构，用于为同相和 正交信号分量产生差分电流输出；美国专利No.6560541(Somayajula)，关于对于信号和D.C.分量具有单独电流路径的方波混频器；美国公开专利申请No.2005/0270081(Shi)，关于具有AB类单端差分输入的下变频器，以及具有芯片上偏置回路的差分输出双平衡混频器结构；以及美国公开专利申请No.2003/0162515(Zhou)，关于具有离相180度驱动的补充FET的无源混频器电路。 

发明内容

在一个实施方式中，一种接收器电路包括单端低噪声放大器电路、混频器电路(例如正交或四相混频器电路)，以及电容耦合电路，该电容耦合电路包括匹配电容耦合电路，以将低噪声放大器电路的输出信号耦合到混频器电路的多个信号输入。例如，在混频器电路包括正交混频器电路的实施方式中，电容耦合电路将来自单端低噪声放大器的(多个)输出信号耦合到正交混频器电路的同相或正交信号输入。低噪声放大器电路提供了单个或平衡输出信号。在任一情况下，电容耦合电路都设置有用于将低噪声放大器电路的输出信号耦合到混频器输入的一个或更多个耦合电容器。对于平衡低噪声放大器输出配置而言，电容耦合包括分离的耦合路径，每条路径都具有匹配的耦合电容器。 

在另一个实施方式中，一种接收器电路包括低噪声放大器电路，四相混频器电路，以及用于将低噪声放大器电路的输出信号耦合到四相混频器电路的混频器输入的电容耦合电路。低噪声放大器电路可以是提供单个输出信号的单端低噪声放大器电路，其中电容耦合电路将单个输出信号耦合到四相混频器电路的单端混频器输入。在另一个实施方式中，四相混频器电路包括双平衡四相混频器电路，而低噪声放大器电路包括平衡输出。在这种配置中，电容耦合电路包括用于将来自低噪声放大器电路的平衡输出信号电容耦合到双平衡四相混频器电路的各平衡混频器输入的匹配耦合电容器。双平衡四相混频器电路的平衡混频器输入可以包括单端端接电路。 

在正交和四相混频器实施方式中，都可以考虑混频器的跨导灵敏度 来配置电容耦合电路。例如，可以按照混频器电路的跨导灵敏度的函数来定制用于耦合低噪声放大器电路的输出信号的耦合电容器的大小。更具体来讲，将耦合电容器的大小定制成ωC≤g_m，其中ω是感兴趣的频率，C是耦合电容器的电容值，而g_m是混频器电路的跨导值。如果低噪声放大器电路提供了平衡输出，则经过适当地定制大小，可以在每条平衡信号路径中使用匹配的耦合电容器。 

在另一个实施方式中，一种接收器电路包括低噪声放大器电路、正交混频器电路和电感耦合电路。电感耦合电路包括被配置为将低噪声放大器电路的输出信号耦合到正交混频器电路的两个或更多个信号输入的一个或更多个变压器耦合电感器。