[发明专利]一种可重构无源混频器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可重构无源混频器，属于混频器技术领域。

背景技术

当前空间环境中，多种模式和标准的通信电波在空间广泛共存。多模多标准无线通信技术的发展要求接收机能够兼容多种通信模式和标准，进而要求接收机射频前端及其关键模块电路具有一定的可重构性，以使接收机能够根据所选通信模式的需要对其关键电路模块进行配置，从而达到低成本低功耗的接收。

混频器是接收机的重要模块，起到将射频信号从载波下变频到基带的作用。考虑到多模多标准通信系统的信号动态范围非常大，若混频器在增益、噪声、线性度等性能上可以根据不同通信标准的要求进行重构，则对多标准接收机整体的重构能力、功耗和性能的优化有重要意义。

传统接收机中的混频器采用的是经典吉尔伯特结构，有较好的噪声性能、增益、隔离度和线性度。但是经典吉尔伯特结构混频器的闪烁噪声性能较差，同时其垂直的架构导致该结构不方便重构。

发明内容

由于无源混频器在闪烁噪声、线性度和增益方面有独特的优势，本发明提供一种可重构无源混频器，在电流换向无源混频器架构的基础上，拓展了其跨导级和跨阻级的重构能力，从而使混频器的变频增益、线性度和噪声性能都具有了可重构性。本发明混频器可以通过外部两位控制字实现对混频器增益的重构。在增益得到重构的同时，混频器的噪声性能和线性度也得到了重够。满足了多模多标准接收机射频前端对混频器重构性能的要求。

为实现上述发明目的，采用的技术方案如下：

一种可重构无源混频器，其特征是：包括跨导级、双平衡开关级和跨阻级，跨导级将输入射频信号转化成射频电流，射频电流经过双平衡开关级实现电流下变频，下变频之后的电流通过跨阻级转换为中频电压输出，其中：

跨导级包括第一、第二两路自偏置差分跨导和一对互补开关管，第一路自偏置差分跨导恒定工作，第二路自偏置差分跨导由一对互补开关管控制其工作状态；

第一路自偏置差分跨导包括四个MOS管和两个电阻，分别是PMOS管PM0及PM1，NMOS管NM0及NM1，电阻R0、R1；PMOS管PM0及PM1的源极连接电源电压，PMOS管PM0的栅极与NMOS管NM0的栅极以及电阻R0的一端连接在一起，PMOS管PM0的漏极与NMOS管NM0的漏极以及电阻R0的另一端连接在一起，PMOS管PM1的栅极与NMOS管NM1的栅极以及电阻R1的一端连接在一起，PMOS管PM1的漏极与NMOS管NM1的漏极以及电阻R1的另一端连接在一起，NMOS管NM0的源极连接NMOS管NM1的源极并接地；

第二路自偏置差分跨导包括四个MOS管和两个电阻，分别是PMOS管PM2及PM3，NMOS管NM2及NM3，电阻R2、R3；PMOS管PM2的源极与PMOS管PM3的源极互连，PMOS管PM2的栅极与NMOS管NM2的栅极以及电阻R2的一端连接在一起并连接到第一路自偏置差分跨导中PMOS管PM0的栅极，作为射频信号正输入端RFin+，PMOS管PM2的漏极与NMOS管NM2的漏极以及电阻R2的另一端连接在一起并连接到第一路自偏置差分跨导中PMOS管PM0的漏极作为跨导级负输出端RFo-，PMOS管PM3的栅极与NMOS管NM3的栅极以及电阻R3的一端连接在一起并连接到第一路自偏置差分跨导中PMOS管PM1的栅极，作为射频信号负输入端RFin-，PMOS管PM3的漏极与NMOS管NM3的漏极以及电阻R3的另一端连接在一起并连接到第一路自偏置差分跨导中PMOS管PM1的漏极作为跨导级正输出端RFo+，NMOS管NM2的源极与NMOS管NM3的源极连接并接地；

一对互补开关管包括PMOS管PM4及NMOS管NM4，PMOS管PM4的源极连接电源电压，PMOS管PM4的漏极连接第二路自偏置差分跨导中PMOS管PM2及PM3的源极，PMOS管PM4的栅极连接反相器的输出端，反相器的输入端连接NMOS管NM4的栅极并作为片外控制信号VC的输入端，NMOS管NM4的源极接地，NMOS管NM4的漏极连接第二路自偏置差分跨导中NMOS管NM2及NM3的源极；