[实用新型]一种低功耗射频前端

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种射频前端，具体涉及的是一种低功耗射频前端。

背景技术

在无线传感网、ZigBee和GPS中，低功耗收发系统(模块)设计是主要的目标。实现低功耗设计的方法之一是将MOS管偏置在亚阈值区。但是此方法存在一些问题，比如在亚阈值区工作的晶体管的尺寸一般都很大，限制了晶体管的最高工作频率，也就是说电路的工作速度比较低，通常这种方法不适合在射频领域中应用。另外一种方法是减小各支路晶体管的尺寸，使得获得较小的工作电流，这将导致较大的失配和闪烁噪声。以上讨论表明，在射频领域中，使晶体管工作于亚阈值区，获得较小的工作电流或减小晶体管尺寸，获得较小的工作电流都存在一定的问题。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种低功耗的射频前端，复用了一路电流，供多个模块使用，对于每个模块电流足够保证其性能，而对于多个模块在不严重恶化性能的前提下实现了低功耗。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型包括锁相环、低噪声放大器和功率放大器，锁相环包括压控振荡器，还包括模式切换控制器，模式切换控制器的两输出端分别接功率放大器及低噪声放大器的输入端，低噪声放大器及功率放大器分别通过第一负载网络和第二负载网络与压控振荡器相连接，模式切换控制器及压控振荡器均接电源端。本实用新型的压控振荡器、功率放大器和低噪声放大器这三个模块共用一路电流，大大降低了电路的总功耗。

上述模式切换控制器包括晶体管，其中，第十七晶体管的栅极接第十晶体管的栅极，其公共端接控制逻辑输入信号，源极接电源端，漏极接第十晶体管的漏极；第十晶体管的源极接地，漏极接第十八晶体管的栅极和第十一晶体管的栅极；第十八晶体管的源极接电源端，漏极接第十一晶体管的漏极，栅极接第十四晶体管的栅极和第十五晶体管的栅极；第十一晶体管的漏极接第十三晶体管的栅极和第十六晶体管的栅极，源极接地；第十四晶体管的漏极接低噪声放大器，源极接地；第十三晶体管的源极接第十四晶体管的漏极，漏极接第十二晶体管的栅极；第十二晶体管的漏极接基准电流，栅极与漏极短接，源极接地；第十六晶体管的源极接地，漏极接功率放大器；第十五晶体管的源极接第十六晶体管的漏极，漏极接第十二晶体管的漏极。

上述低噪声放大器包括第三电感、第四电感、第一电容、与第一电容一端串联的第五电感、第二电容、与第二电容一端串联的第六电感、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管；所述第五电感和第六电感的另一段分别接第四晶体管的栅极和第五晶体管的栅极，第四晶体管和第五晶体管的源极分别接第三电感和第四电感的一端，所述第三电感和第四电感的另一端均接地，所述第四晶体管和第五晶体管的漏极分别接第二晶体管和第三晶体管的源极，第二晶体管和第三晶体管的栅极均接第一偏置电压，第二晶体管及第三晶体管的漏极分别接第一负载网络及第二负载网络。

上述功率放大器包括第三电容、第四电容、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管和第九晶体管；所述第三电容和第四电容分别接第六晶体管的栅极和第七晶体管的栅极，第六晶体管的源极和第七晶体管的源极均接地，第六晶体管的漏极和第七晶体管的漏极分别接第八晶体管的源极和第九晶体管的源极，第八晶体管和第九晶体管的栅极均接第二偏置电压，第八晶体管及第九晶体管的漏极分别接第一负载网络及第二负载网络。

上述压控振荡器包括谐振网络、第零晶体管和第一晶体管；所述谐振网络包括第零电感、第零电容和可变电容，三者相互并联，且第零电感接电源端；第零晶体管的栅极接第一晶体管的漏极，其公共端接可变电容的一个极板；第一晶体管的栅极接第零晶体管的漏极，其公共端接可变电容的另一个极板；所述第一负载网络及第二负载网络分别接第零晶体管及第一晶体管的源极。

上述第零晶体管的源极和第一晶体管的源极通过大容量的第七电容相连，对射频信号短路，低中频信号开路，保持压控振荡器尾电流恒定；所述第零晶体管的源极及第一晶体管的源极还分别连接有第五电容和第六电容，第五电容和第六电容能够有效地抑制输出共模电平的变化，使其保持在适当的范围之内。

上述第一负载网络包括第一电感和与第一电感相连接的第一电容阵列；第二负载网络包括第二电感和与第二电感相连接的第二电容阵列。采用第一电容阵列及第二电容阵列，使得在接收和发射模式下，均可以实现负载的数字控制，可以修正不同工作模式下不同连接关系引起的寄生电容的差异，同时也可以补偿工艺、温度、电压引起的电容偏差。