[发明专利]混频器电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在收发器中转换频率的混频器及其驱动器电路。

背景技术

无线设备被用于启用语音和数据的移动通信已经许多年。这类设备可以包括例如移动电话和无线启用的个人数字助理(PDA)。图1是这类无线设备的内核部件的一般框图。无线内核10包括基带处理器12，用于控制无线设备的应用特定功能以及用于向射频(RF)收发器芯片14提供和接收语音或数据信号。RF收发器芯片14负责发射信号的频率向上转换以及接收信号的频率向下转换。RF收发器芯片14包括接收器内核16和发射器内核20，接收器内核16连接到天线18用于接收从基站发射的信号，发射器内核20用于经由增益电路22通过天线18发射信号。本领域技术人员应予以理解的是，图1是仅简化框图，还可以包括启用适当操作或功能可能需要的其他功能块。

一般而言，发射器内核20负责将电磁信号从基带向上转换到较高频率用于发射，而接收器内核16负责在这些频率到达接收器时将它们向下转换回其原来的频带，这些过程分别公知为向上转换和向下转换。原始(或基带)信号可表现为例如数据、语音或视频。这些基带信号可由诸如麦克风或摄像机这样的换能器(transducer)产生、由计算机生成或者从电子存储设备传送。

图2示出了通过发射器内核20到天线18的示例性发射路径。如图2所示，发射路径可包括混频器202，其被布置为从基带处理器12接收基带信号。该混频器负责使用由本地振荡器204产生的本地振荡信号将基带信号向上转换到较高频率。发射路径可进一步包括：滤波器206，用于去除基带分量并抑制谐波；和功率放大器208，用于放大调制信号的功率。发射路径中的部件并不全面，本领域技术人员应予以理解的是，具体的配置将取决于所依附的通信标准和所选择的架构实现方式。

下面，将参照图3描述已知的无源CMOS(互补对称金属-氧化物-半导体)混频器电路300。

基带信号是通过根据任一已知协议对载有数据的基带载波进行调制而生成的模拟信号。

CMOS无源混频器电路300从基带处理器接收差分基带信号(VBBP、VBBM)。本文中使用术语“差分”来描述基带信号(VBBP、VBBM)具有相同的振幅并且基本上处于彼此相反的相位，即具有180度相位差。混频器电路300包括n型金属氧化物半导体场效应(NMOS)晶体管302、304、306和308，这些NMOS晶体管被布置为接收基带信号VBBP和VBBM以及差分本地振荡器信号(VLOP、VLOM)。NMOS晶体管302、304、306和308提供差分输出VOP和VOM。

尽管已经关于NMOS晶体管描述了CMOS无源混频器电路300，但本领域技术人员应予以理解的是，也可将晶体管302、304、306和308选为p型金属氧化物半导体场效应(PMOS)晶体管。

工作时，混频器电路300使用本地振荡器信号(VLOP、VLOM)将基带信号(VBBP、VBBM)向上转换到期望的RF发射频率。

为了使无源混频器300工作，要求基带信号以最小失真驱动在输出端具有负载的无源混频器。基带处理器带来的任何失真都将使无源混频器的线性度(linearity)降低。

用于RF信令(signalling)的已知协议之一使用复杂的同相位(I)和正交相位(Q)信号，其中每个均可以为差分格式。

国际公布WO 2010/025556公开了一种具有驱动器电路430的IQ无源混频器400，下面将参照图4对其进行描述。

用于I路径和Q路径的差分基带输入信号被标为VBBQP、VBBQM、VBBIP和VBBIM。这些基带输入信号被输入到驱动器电路430。

驱动器电路430包括源极跟随器NMOS晶体管440、444、448和452，这些晶体管连接到偏置NMOS晶体管442、446、450和454。源极跟随器NMOS晶体管440、444、448和452的栅极端接收基带输入信号VBBQP、VBBQM、VBBIP和VBBIM。偏置NMOS晶体管442、446、450和454接收偏置电压VBIAS。源极跟随器NMOS晶体管440、444、448和452的输出在被提供到IQ无源混频器400之前经过电阻器460、462、464和466。

无源IQ混频器400包括NMOS晶体管402、404、406、408、410、412、414和416，这些晶体管用于I/Q路径，并且被提供以标为VLOIP、VLOIM、VLOQP和VLOQM本地振荡器信号。