[发明专利]一种谐波抑制混频器

说明书

技术领域

本发明涉及一种谐波抑制混频器，能有效消除谐波混频；具有功耗低、谐波抑制比高、失配低、思路新颖、电路结构简单等特点。

背景技术

在射频信号接收链路中，混频器的作用在于将输入射频信号下变频至基带或者中频以便于后续模块进行处理。目前主流的混频器是采用基于吉尔伯特单元的双平衡开关混频器，其原理是将输入信号与一sgn函数相乘。Sgn函数的傅里叶变换表达式为：4πcosωLOt-43πcos3ωLOt+45πcos5ωLOt-···,]]>上式即为混频器混频的基本原理，从中可以看出。输入信号与第一项相乘，实现输入信号频谱按本振频率搬移。

由于sgn函数傅里叶展开式含有本振频率的三次、五次等奇次谐波分量，所以此种基于吉尔伯特单元的混频器除了将输入信号进行跨度为本振频率的频谱搬移以外，还会将输入信号进行三倍本振频率和五倍本振频率的频谱搬移。比如输入信号中心频率为2M，本振频率为2.2M，下变频后的信号频率变为200K。但是，由于混频器的固有谐波混频特性，6.8M和11.2M的干扰信号会分别被本振信号的三次、五次谐波混频至200K的输出信号频率处造成混叠。

为了避免此现象，通常的做法是在输入端级联带通滤波器，将信道以外的频率滤除。但是对于宽带信号如AM(500KHz---22MHz)，地面数字电视(170MHz---860MHz)等，往往一个频道的三阶和五阶谐波都处于接收频段内，这就必须采用中心频率可调的带通跟踪滤波器，增加了系统成本。

为了消除谐波混频效应对接收质量的影响，最为有效的方法是从根本上消除混频器的谐波混频特性。由此便产生了谐波抑制混频器的概念。

传统的谐波抑制混频器采用如下的思路：采用三组混频核心电路，由三组不同相位相同频率的本振信号驱动。相位分别为-45度、0度、45度，通过调节三组混频核心电路的跨导，使得三组混频电路的增益分别为从图4中可以看出，对于本振信号频率，三组混频输出信号叠加的结果与只有一组0度相位的本振信号驱动情况相似，而且增益增加一倍。对于本振的三倍和五倍频率，其叠加效果正好相互抵消，数学推导如下式所示。