[发明专利]超高频RFID读写器中的高线性度低噪声下混频器

说明书

技术领域

本技术涉及一种超高频RFID读写器中的基于Gilbert结构的混频器，特别是一种具有高线性度和低噪声的混频器，属于模拟集成电路领域。

背景技术

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别技术，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据。

按照工作频率可以将RFID系统分为：1)低频系统：工作频率一般为30∽300KHz，典型的工作频率为125KHz、133KHz；2)中高频系统：工作频率一般为3∽30MHz，典型的工作频率为13.56MHz；3)超高频和微波系统：工作频率一般为300MHz∽3GHz或大于3GHz，其典型的工作频率为：433.92MHz、840∽960MHz、2.45GHz和5.8GHz。

随着对阅读距离、防碰撞性能以及抗邻道干扰等要求的提高，超高频射频识别技术的发展显得尤为必要，而超高频射频识别读写器作为超高频射频识别系统的一个重要部分，必然在未来的超高频射频识别领域发挥着至关重要的作用。

超高频射频识别读写器分为发射机和接收机两大部分，图1为超高频RFID读写器接收机中的前端电路，可以看出，下混频器是超高频RFID读写器中接收机射频前端电路的重要组成部分，它将接收到的射频信号(Radio frequency)转换成一个较低频率的信号，称为中频信号(Intermediate frequency)。

近年来，无线通信技术得到了迅猛发展，在社会生活中扮演越来越重要的角色。无线通信技术的发展对收发机前端电路不断提出更高要求：高的工作频率、低电压、低功耗、高度集成。在超高频RFID读写器中，发射机与接收机之间存在严重的自干扰，且各读写器之间也存在邻道干扰，因此设计高线性度、高灵敏度的发射机和接收机可以有效的拟制自干扰和邻道干扰，而接收机的线性度和灵敏度主要由下混频器决定，因此高线性度、低噪声、高增益、低电压和低功耗等成为混频器的重要指标，但这些指标之间是相互制约的，如线性度和增益就是两个矛盾的指标，线性度提高是以增益的下降为代价的，而低电压的工作条件将很可能引起噪声的升高。

因此设计出一种具有高线性度、低噪声的下混频器，与此同时也要获得相对较高的增益，并且低电压低功耗一直都是在电路设计中所要追求的指标。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的问题是实现一种高线性度低噪声的下混频器，该混频器在原有的Gilbert结构的混频器的基础上进行改进，在保持Gilbert混频器的优点的同时实现高线性度低噪声的特性。且该混频器的工作电压为1.2V，功耗低，符合低电压低功耗的标准，在简化结构、降低功耗、噪声抑制等方面都有很好的指导意义。

为了实现上述目的，本发明提出了一种新型的下混频器：在输入端采用二阶交调电流注入结构，以提高混频器的线性度；在输出端采用动态电流注入法，以降低混频器的噪声。

附图说明

图1是超高频RFID读写器接收机中的前端电路。

图2是二阶交调注入结构图。

图3是动态电流注入结构图。

 

图4是提出的混频器结构图。

具体实施方式

图2为二阶交调电流注入结构，管子在静态工作点的小信号输出电流可以用泰勒级数表示为：

i_d＝g₁(v_g-v_s)+g₂(v_g-v_s)²+g₃(v_g-v_s)³+......    (1)

其中g_i代表管子的i阶跨导系数，v_g和v_s分别代表管子栅极和源极电压。通过分析可以知道两个不同角频率但是幅度相同的信号ω₁、ω₂输入时，我们再注入一个低频、大小为2x*cos(ω₁-ω₂)t的二阶交调电流，则有

i_p+i_n＝2x*cos(ω₁-ω₂)t    (2)