[发明专利]吉尔伯特型混频器

说明书

技术领域

本公开内容涉及吉尔伯特型混频器(Gilbert mixer)。

背景技术

在现代无线收发器的射频(RF)前端中，吉尔伯特型混频器是最普遍的已知有源混频器结构。正如下文更加详细地描述的那样，至吉尔伯特型混频器的输出的本地振荡器(LO)馈通会降低系统的性能。

本说明书中的在先公开的文献或任何背景技术的列出或讨论不应当必然理解为是对所述文献或背景技术是现有技术的一部分或公知技术常识的承认。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种吉尔伯特型混频器，包括：

四个开关晶体管；

两个中频晶体管；和

一个或多个直流去耦元件，连接在开关晶体管(Q3，Q4，Q5，Q6)和中频晶体管(Q1，Q2)之间以将开关晶体管(Q3，Q4，Q5，Q6)与中频晶体管(Q1，Q2)直流去耦。

通过将开关晶体管与中频晶体管直流去耦，两个中频晶体管之间的失配对吉尔伯特型混频器的输出端处的本地振荡器(LO)馈通的影响降低。从吉尔伯特型混频器的开关级流过两个中频晶体管的电流中的直流成分的排除可以避免对通过第一中频晶体管(Q1)的直流电流的需求，以消除通过第二中频晶体管(Q2)的直流电流。因此，两个中频晶体管(Q1，Q2)之间的任何失配或公差变化不会明显地降低吉尔伯特型混频器的性能。

该吉尔伯特型混频器还可以包括电阻元件，该电阻元件连接至每个开关晶体管(Q3，Q4，Q5，Q6)的发射极或源极，以偏置开关晶体管。电阻元件之间的任何失配比中频晶体管(Q1，Q2)之间的失配对本地振荡器馈通的影响小。该电阻元件可以具有大的值。即使添加电阻元件，也可以改善吉尔伯特型混频器的整体性能。

为了使得能够进行更好和更快速的开关，流过开关晶体管的直流电流应当低。流过开关晶体管的“低的”直流电流可以为50、100、200、500μA的量级。因此，流过电阻元件的直流电流也低。因此，由于这些电阻元件上的小的电压降，采用具有大电阻值的电阻元件对于正常直流电源来说不是问题。此外，由电阻元件引起的信号损失由于大电阻值而被减小/最小化，并且因此负荷效应低。电阻元件的“大”的值可以为1、2、5、10、20kΩ的量级。

所述一个或多个直流去耦元件可以连接在开关晶体管(Q3，Q4，Q5，Q6)的发射极和中频晶体管(Q1，Q2)的集电极之间。所述一个或多个直流去耦元件可以包括一个或多个电容器、滤波器或能够提供所要求的直流去耦的任何其他元件。

所述晶体管可以为双极结型晶体管(BJT)或场效应晶体管(FET)。

第一开关晶体管(Q3)的集电极可以耦接至第一去耦电容器的第一极板，且第一去耦电容器的第二极板可以耦接至第一中频晶体管(Q1)的集电极或发射极。第二开关晶体管(Q4)的集电极可以耦接至第二去耦电容器的第一极板，且第二去耦电容器的第二极板可以耦接至第一中频晶体管(Q1)的集电极或发射极。第三开关晶体管(Q5)的集电极可以耦接至第三去耦电容器的第一极板，且第三去耦电容器的第二极板可以耦接至第二中频晶体管(Q2)的集电极或发射极。第四开关晶体管(Q6)的集电极可以耦接至第四去耦电容器的第一极板，且第四去耦电容器的第二极板可以耦接至第二中频晶体管(Q2)的集电极或发射极。

第一开关晶体管(Q3)的发射极可以耦接至第一去耦电容器的第一极板，且第一去耦电容器的第二极板可以耦接至第一中频晶体管(Q1)的集电极或发射极。第二开关晶体管(Q4)的发射极可以耦接至第二去耦电容器的第一极板，且第二去耦电容器的第二极板可以耦接至第一中频晶体管(Q1)的集电极或发射极。第三开关晶体管(Q5)的集电极可以耦接至第三去耦电容器的第一极板，且第三去耦电容器的第二极板可以耦接至第二中频晶体管(Q2)的集电极或发射极。第四开关晶体管(Q6)的发射极可以耦接至第四去耦电容器的第一极板，且第四去耦电容器的第二极板可以耦接至第二中频晶体管(Q2)的集电极或发射极。

第一开关晶体管(Q3)的源极可以耦接至第一去耦电容器的第一极板，且第一去耦电容器的第二极板可以耦接至第一中频晶体管(Q1)的漏极。第二开关晶体管(Q4)的源极可以耦接至第二去耦电容器的第一极板，且第二去耦电容器的第二极板可以耦接至第一中频晶体管(Q1)的漏极。第三开关晶体管(Q5)的源极可以耦接至第三去耦电容器的第一极板，且第三去耦电容器的第二极板可以耦接至第二中频晶体管(Q2)的漏极。第四开关晶体管(Q6)的源极可以耦接至第四去耦电容器的第一极板，且第四去耦电容器的第二极板可以耦接至第二中频晶体管(Q2)的漏极。