[发明专利]具有用于输入匹配的平移环路的多模式接收机

说明书

技术领域

本发明涉及一种多模式接收机，包括：

-跨导放大器，具有输入端子，适于接收电压RF信号并传送电流RF信号；

-电流混频器，耦合至跨导放大器，适于接收电流RF信号，所述电流混频器还适于将电流RF信号与本地振荡器产生的信号进行组合，所述混频器产生中频信号，所述中频信号的频率等于电流RF信号的频率与本地振荡器的频率的组合；

-低通滤波器，耦合至混频器，适于产生低通电流信号；以及

-跨阻抗放大器，耦合至低通滤波器，适于接收低通电流信号，所述跨阻抗放大器适于产生与低通电流信号成比例的中频电压信号。

背景技术

在现代技术设备(如便携式设备、计算机、电话等等)中，广泛使用接收机。无线通信设备形成使用便携式无线设备的大部分应用。通常，在现代通信设备中，接收机(RX)与发射机(TX)耦合。

在无线通信中，主要挑战之一在于，RF接收机(即，处理输入射频信号的接收机)在接收较弱的所需信号时应当容许较强的带外干扰。例如，在WCDMA应用中，TX和RX同时操作。由于TX频带中有限的TX-RX隔离，在TX频带中相对较大的TX泄漏继而确定了严格的RX带外输入截取点3(IIP3)和IIP2要求。这些要求位于低噪声系数要求之上。为了减轻RX前端的带外线性要求，通常在LNA与混频器之间添加级间表面声波(SAW)滤波器，以进一步抑制TX泄漏，如图1所示。

在GPS必须与WCDMA和其他应用共存的GPS接收机中具有类似情形。

已经做出了许多努力以消除该SAW滤波器，以降低成本并且减小滤波器的大小。N.Yanduru et al.，“AWCDMA，GSM/GPRS/EDGE receiver front end without interstage SAW filter，”in RFIC Symp.Dig.，Jun.2006，pp.77-80采用了一种高Q LC储能电路，利用LNA负载处的焊接线的帮助来进一步衰减TX泄漏，从而改进带外IIP3和IIP2。B.Tenbroek et al.，“Single-Chip tri-band WCDMA/HSDPA transceiver without external SAW filters and with integrated TX power control，”in IEEE ISSCC Dig.，Feb.2008，pp.202-203在LNA的中间节点处采用了一种调谐Q增强LC陷波滤波器，以抑制TX泄漏。两种方法均需要用于不同频带的许多电感器，并且对于具有较小频率双工距离的WCDMA频带而言可能是不实际的。在没有额外电感器的情况下，H.Darabi，“A blocker filtering technique for SAW-less wireless receivers，”IEEE J.of Solid-State Circuits，vol.42，no.12，pp.2766-2773，Dec.2007展示了一种使用平移环路的阻断滤波技术。然而，它牺牲了功耗和噪声系数的性能。

近来，D.Kaczman et al.，“A Single-Chip 10-Band WCDMA/HSDPA4-Band GSM/EDGE SAW-less CMOS Receiver With DigRF 3G Interface and+90dBm IIP2”，IEEE J.of Solid-State Circuits，vol.44，pp 718-739，Mar.2009提出了一种较好的方案，使用单级RF跨导放大器(TCA)，接着是无源电流混频器，无源电流混频器的切换由本地振荡器(LO)控制，LO的波形提供了混频器的25％占空比的切换。图2中呈现了该电路构思。利用这种示意，实现了较大的带外IIP3，这是因为在TCA的输出处没有较高电压摆动，因此，与传统低噪声放大器(LNA)相比具有更小的线性退化。在利用跨阻抗放大器(TIA)转换至电压之前，添加低通滤波，显著改善了总RX带外IIP3。此外，与混频器中利用50％占空比的LO的切换相比，利用25％占空比的LO的切换带来更高3dB的转换增益，更好的噪声系数和更低的闪烁噪声。由于RF TCA的输出是电流，因此不可能如在传统电压模式LNA中一样使用并并反馈来实现输入匹配。一般地，采用感应源极退化电路来改进低噪声系数，如图3(a)所示。对于多标准应用，需要多个电感器，这决定了芯片面积的显著增大。共栅极输入也用于输入匹配，如在图3(b)和(c)中所示。然而，这些实现提供了高噪声系数。