[发明专利]具有低噪声和低转换损失的正交射频混频器

说明书

技术领域

本发明的实施例大体涉及无线电发射器和无线电接收器。更特定来说，本发明的实施例涉及射频(RF)混频器。

背景技术

射频(RF)混频器一般为用于改变输入信号中的一者的频率的三端口射频组件。在无线电发射器中，RF混频器还可被称为升频转换器。当用于无线电接收器中时，RF混频器还可被称为降频转换器。

RF混频器可为有源组件或无源组件。为实现小规模大小，RF混频器通常使用由接收电源的晶体管形成的有源组件，以使得其可与其它射频组件和装置一起集成到集成电路中。

现参看背景技术图1，说明RF混频器100的示意符号。所述混频器100具有两个输入端口LO、IF/RF和一个输出端口RF/IF。如果用作升频转换器，那么输入端口为本地振荡输入端口LO和中频输入端口IF，且输出端口为射频输出端口RF。如果混频器用作降频转换器，那么输入端口为本地振荡输入端口LO和射频输入端口RF，且输出端口为中频输出端口IF。LO端口接收来自振荡信号源的本地振荡信号。

混频器的目的为改变信号的频率，同时理想地保持关于信号的其它一切相同。在图1中，第一信号以特定频率f₁耦合到混频器100的IF/RF端口。载波信号以第二频率(f₂)耦合到混频器100的LO端口。在混频器100的RF/IF输出端口处形成可选择性地使用的两个不同输出信号。为升频转换到较高频率输出信号，选择具有等于两个输入频率的和(f₁+f₂)的频率的同相输出信号。为降频转换到较低频率输出信号，选择具有等于两个输入频率之间的差(f₁-f₂)的频率的输出信号。

举例来说，语音的声波处于20到20,000赫兹的低频范围中。另一方面，蜂窝式通信系统的载波频率处于高得多的频带中(例如，900,000,000赫兹)。举例来说，为了用蜂窝式电话谈话，语音频率需要升频转换到蜂窝式通信中所使用的蜂窝式载波频率。一个或一个以上混频器用于将人类语音的频带或范围改变到蜂窝式载波频率的频带。

混频器的一个重要特性为转换增益。转换增益为输出信号的振幅与输入信号的振幅(并非本地振荡LO信号)的比率。可将转换增益表达为功率比。如果转换增益小于一(分数)，那么实际存在穿过混频器的损失。

混频器的另一重要特性为其噪声指数(NF)。通过将混频器的输入端口(并非本地振荡LO输入端口)处的信噪比(SNR)除以混频器的输出端口处的信噪比(SNR)并将比率转换为分贝来确定混频器的噪声指数。

因此，可通过增大转换增益并降低噪声指数来改进混频器。通过在混频器中增大转换增益并降低噪声指数，对于其它RF组件的要求可较宽松，进而产生使用较少集成电路裸片面积的较简单的设计且可能产生具有较少噪声的放大的功率节省设计。

发明内容

通过所附权利要求书来概述本发明的实施例。

附图说明

图1是说明射频混频器的示意符号的背景技术图。

图2A是四相半(50％)工作循环正交混频器系统的第一实施例的功能框图。

图2B是说明图2A的四相半(50％)工作循环正交混频器系统中所说明的混频器的示范性实施方案的示意图。

图3A到图3D说明响应于四个相控半工作循环时钟的图2A、图2B中所展示的混频器中的开关的开关活动。

图4A到图4D是说明四相中的每一者的四个相控半工作循环时钟或本地振荡信号的波形图。

图5A是四相半(50％)工作循环正交混频器系统的第二实施例的功能框图。

图5B是说明图5A的四相半(50％)工作循环正交混频器系统中所说明的混频器的示范性实施方案的示意图。

图6A到图6D说明响应于四个相控半工作循环时钟的图5A、图5B中所展示的混频器中的开关的开关活动。

图7A到图7D是说明四相中的每一者的四个相控半工作循环时钟或本地振荡信号的波形图。

图8说明其中可使用本发明的实施例的简化无线电系统的功能框图。

图9说明可应用于实施图2A和图5A中所说明的正交混频器的不同类型的开关。

具体实施方式

在本发明的实施例的以下详细描述中，陈述众多特定细节以便提供对本发明的详尽理解。然而，所属领域的技术人员将显而易见，可在无这些特定细节的情况下实践本发明的实施例。在其它情形下，未详细描述众所周知的方法、程序、组件和电路以免不必要地混淆本发明的实施例的各方面。

前言