[实用新型]无线传感器网络混频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种无线传感器网络混频器。

背景技术

无线传感器网络是集信息采集、信息传输、信息处理于一体的综合性智能化信息系统，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用将会对人类生活和生产的各个领域带来深远的影响。无线传感器网络是由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点，能够通过各类集成化的微型传感器互相协作并实时监测、感知和采集各种环境和监测对象的信息，并对收集到的信息进行处理后通过无线通信的方式发送给终端用户，真正实现物理环境、信息世界、人类社会的交互和融合。

无线传感器网络是由大量小体积、低成本、具有独立无线通信、传感、数据处理能力的传感器节点组成。具体，无线传感器网络的节点一般由四个部分组成：传感器模块、处理模块、无线收发模块和能量供应模块。其中，传感器模块负责信息采集和数据转换；处理模块控制整个传感器节点的操作，处理本身采集的数据和其他节点发来的数据，运行高层网络协议；无线收发模块负责与其他传感器节点进行通信；能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量。

无线传感器网络具有低成本、自组织、体积小和布撒灵活等特点，因此在军事侦察、环境信息检测、空间探索、农业生产、医疗健康监护、建筑与家居、工业生产控制、交通控制以及商业等领域有着广阔的应用前景。然而，要实现无线传感器网络的大规模应用，在无线传感器网络的节点设计上还存在一个主要的问题——功耗较高的问题。这个问题主要存在在无线收发模块，即收发机芯片设计方面。

为此，对于无线传感器网络而言，最重要的研究领域之一便是如何实现收发机的超低功耗，以及如何有效利用能量。而射频前端电路是无线传感器网络中功率消耗的主要模块之一，为此减少射频前端电路的功率消耗就显得尤为重要。

具体，如图1所示，以无线接收机为例，其主要包括射频前端电路10和模拟基带电路20，其中射频前端电路10包括低噪声放大器11和混频器12，模拟基带电路20包括滤波器21、可变增益放大器22和模数转换器(ADC)23。其中，射频前端电路10对接收到的信号进行处理，以将需要的射频宽带信号放大，同时干扰信号被抑制。经过放大的有用信号和经过衰减的干扰信号通过模拟基带电路20对混频后落入直流频域和高频的信号进行模拟基带滤波以及对干扰信号的抑制；最终，将得到的信号通过模数转换器23转换为数字基带信号。

在射频前端电路10中，混频器12是功率消耗的主要模块。因此，对于无线传感器网络收发机而言，降低混频器的功耗是实现收发机的低功耗的一种方式。

现有降低混频器的功耗的方式是采用开关切换来实现的。具体通过无线传感器网络的开关切换操作，使得混频器在一个周期的占空比时间内工作，而其他时间内休息，以此来节省功耗。

然而，现有的开关切换操作效率并不高，具体而言，虽然混频器在一个周期的占空比时间内工作，而其他时间内休息，但是在休息时间节省的功耗却大部分浪费在了开关切换的过程上了。因此，如如何实现一种可高效开关切换的混频器是无线传感器网络领域非常重要的研究热点之一。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种无线传感器网络混频器，以解决现有混频器功耗较高的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种无线传感器网络混频器，包括：混频电路、连接所述混频电路的控制混频电路开启与关断的开关电路和连接所述混频电路并为混频电路提供偏置电压的偏置电路，其中开关电路包括藕接一脉冲控制信号共源共栅晶体管。

进一步的，所述开关电路的共源共栅晶体管为PMOS共源共栅管，包括对称设置的第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管与第三PMOS晶体管与第四PMOS晶体管，其中：第一PMOS晶体管与第三PMOS晶体管栅极相连并藕接第一参考标准电平，源极均藕接供电电源；第二PMOS晶体管与第四PMOS晶体管的栅极相连并藕接所述脉冲控制信号，源极分别藕接第一PMOS晶体管与第三PMOS晶体管的漏极，漏极藕接至混频电路的供电电源接入端。

进一步的，所述开关电路还包括：缓冲电路，所述共源共栅晶体管通过该缓冲电路藕接所述脉冲控制信号。

进一步的，所述缓冲电路为反相器。

进一步的，所述反相器包括：第五PMOS晶体管与第一NMOS晶体管，其中：第五PMOS晶体管与第一NMOS晶体管的栅极相连并藕接所述脉冲控制信号，漏极相连藕接第二PMOS晶体管与第四PMOS晶体管的栅极；第五PMOS晶体管的源极藕接供电电源；第一NMOS晶体管的漏极接地。