[发明专利]同相正交混频器,通信装置及其方法

说明书

技术领域

本发明有关于电子电路，特别有关于吉伯电路单元(Gilbert cell)混频器和其方法。

背景技术

混频电路通常在通信系统中用来转换频率，其中一种称为直接转换(direct conversion)的频率转换技术的使用比较普遍。直接转换的频率转换技术接收进入的射频信号(Radio Frequency，RF)，并且直接将射频信号转换至基频信号，不需经过中频(Intermediate Frequency，IF)信号。目前的趋势是将射频收发器整合到一个单独的芯片上。减低电路大小和芯片面积尤其重要，因为可以减低制造费用。

图1为现有技术同相正交混频器(IQ混频器)的电路图，包括吉伯电路单元10a和10b，每个吉伯电路单元包括分开的衰减电感(degenerationinductor)。IQ混频器1使用振荡信号LO_I±和LO_Q±以调制输入信号RFin+和RFin-。吉伯电路单元10a包括相互耦接的差动放大器，双极型晶体管(BJT晶体管)110a和112a分别将输入信号RFin+和RFin-转换至电流，并将电流输入切换电路，切换电路包括晶体管102a、104a、106a、和108a。晶体管102a、104a、106a、和108a将输入信号RFin+和RFin-和本地振荡信号LO_I+和LO_I-混频，用以在中频信号IFI+和IFI-之间产生同相(in-phase)输出电压V_I。类似地，吉伯电路单元10b将输入信号RFin+和RFin-和本地振荡信号LO_Q+和LO_Q-混频，用以产生正交(quadrature)输出电压V_Q。使用分开的衰减电感L_a和L_b将造成现有技术IQ混频器中需要较大的电路面积。

发明内容

有鉴于此，需要一种混频器及其方法，用以在不牺牲电路效能的情况下提供轻便电路。

本发明提出一种同相正交混频器，包括一对吉伯电路单元以及衰减电感。其中每个吉伯电路单元包括一对第一电流产生器以及一对切换电路。第一电流产生器，分别将射频信号对转换至电流。切换电路，耦接至第一电流产生器，使用振荡信号对调制转换的射频信号对，用以产生混频信号对。衰减电感，耦接至第一电流产生器，使得吉伯电路单元共享衰减电感。

本发明另提出一种通信装置，包括同相正交混频器，同相正交混频器包括一对吉伯电路单元以及衰减电感。其中每个吉伯电路单元包括一对第一电流产生器以及一对切换电路。第一电流产生器，分别将射频信号对转换至电流。切换电路，耦接至第一电流产生器，使用振荡信号对调制转换的射频信号对，用以产生混频信号对。衰减电感，耦接至第一电流产生器，使得吉伯电路单元共享衰减电感。

本发明另提出一种混频方法，用于包括混频器的通信装置内，混频器包括一对吉伯电路单元，其中每个吉伯电路单元具有一对第一电流产生器和一对接换电路，上述方法包括每对第一电流产生器分别将射频信号对转换至电流，每对切换电路使用振荡信号对调制转换的射频信号对，用以产生混频信号对，以及耦接衰减电感至所有的第一电流产生器，使得吉伯电路单元共享衰减电感。

本发明可以有效的降低电路占用面积，并且可以减少噪声以及增加线性度。

附图说明

图1为现有技术IQ混频器的电路图。

图2为本发明实施例的接收器的方块图。

图3为图2实施例中的吉伯电路单元IQ混频器的电路图。

图4为本发明另一实施例的吉伯电路单元混频器的电路图。

图5为本发明另一实施例的吉伯电路单元混频器的电路图。

图6为本发明另一实施例的吉伯电路单元混频器的电路图。

具体实施方式

图2显示本发明实施例的接收器的方块图，使用直接转换技术。接收器包括天线200、滤波器202、前置放大器(pre-amplifier)204、混频器206、滤波器208、后期放大器(post-amplifier)210、模数转换器(analog-to-digitalconverter)212、和基频模块214。天线200耦接到滤波器202、前置放大器204、混频器206、滤波器208、后期放大器210、模数转换器212，然后耦接到基频模块214。