[发明专利]无源混频器电路中改进的线性度

说明书

技术领域

概括地说，本发明涉及电子电路，具体地说，本发明涉及改进无源混频器电路中的线性度的技术和电路。

背景技术

通常，诸如蜂窝电话和/或近场通信(NFC)设备之类的无线通信设备，包括发射机和接收机以支持双向通信。发射机可以使用发射本地振荡器(LO)信号，对输出基带信号进行上变频，以获得更适合于通过无线信道来传输的输出射频(RF)信号。接收机可以通过无线信道来接收输入RF信号，使用接收LO信号对输入RF信号进行下变频以获得输入基带信号。

接收机可以包括同相(I)混频器和正交(Q)混频器，以对接收的RF信号进行正交下变频。理想的混频器简化将输入信号从一个频率转换到另一个频率，而不会使输入信号失真。混频器可以是有源的，也可以是无源的。

某些类型的无线设备的RF传输，可以致使传输相对大的载波信号。在某些实例中，接收的信号可以包括相对大的载波信号和相对小的期望信号或者调制信号。接收机在辨别这种较小的期望的调制信号时具有困难。这种混频器摆动(swing)可能足够地大，以使电路的线性度下降，并可能造成显著的I/Q不匹配，导致接收设备产生分辨率很差的信号。

诸如无源混频器之类的先前混频器使用一系列的开关，其中这些开关根据遇到的信号电平进行切换。已使用两种通用类型的无源混频器(单平衡混频器和双平衡混频器)。当输入信号包括相对大的载波信号和相对小的调制信号时，每一种类型的无源混频器的缺点在于不能以适当的时间进行切换。

因此，期望一种具有良好性能的接收机，当存在较大的载波信号和相对小的调制信号时，该接收机能减少或者消除无源混频器中的非线性度。

发明内容

提供了用于确定具有相对大的载波信号和相对小的调制信号形式的混频信号的技术。在一个方面，该混频器包括多个开关，每一个开关使用平衡电路进行切换。该平衡电路被配置为接收电源电压和时钟信号，该平衡电路向混频器中的开关提供控制信号。该平衡电路包括被配置为接收电荷并选择性地将电荷沿着栅极路径消散为栅极电压的电容。控制信号使得混频器中的开关根据源极电压和栅极电压之间的电压差值，按照根据时钟信号的时间进行切换，其中源极电压和栅极电压之间的电压差值近似地是大于该开关的导通电压电平的预定的电压值。

这种布置下的源极电压表示输入信号，而栅极电压表示控制信号。源极电压和栅极电压之间的电压差值近似地是预定的、相对固定的值(例如，电源电压)。该预定的电压可以是大于开关的导通电压(其近似地包括电源电压)的任何相对的低值。

下面进一步详细地描述本发明的各个方面和特征。

附图说明

图1示出了在各种无线场景中遭遇到的典型信号。

图2是一种理想混频器的示图。

图3是包括多个混频器的接收机的前端的图。

图4示出了单平衡混频器的一个实施例。

图5示出了双平衡混频器的一个实施例。

图6是根据本发明的设计方案进行操作的单平衡无源混频器。

图7示出了根据本发明的设计方案进行操作的双平衡混频器。

图8是根据本发明的设计方案使用的平衡电路的一个实施例。

图9示出了该平衡电路的代表性操作。

具体实施方式

本申请描述的技术可以用于诸如无线通信设备、近场通信(NFC)设备、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、无线调制解调器、膝上型计算机、无绳电话、蓝牙设备、广播接收机等等之类的无线通信设备。例如，下面针对于无线通信设备来描述这些技术的某些方面，该无线通信设备可以是NFC设备或者某种其它设备。

图1示出了在无线通信中接收的信号，该信号包括相对较高的载波信号102和相对较低的调制信号101。该布置下的发射机是自我干扰器，其载波信号干扰期望的信号。这种较高的载波信号102还称为“阻滞者”。较小的(期望的)信号101具有非常低的调制索引，不寻常的是，会遇到信号强度之间的比率将超过一个量级的幅度。在存在这种较强的载波信号时，接收机电路很难以及时地方式进行切换，以致不能有效地和线性地分辨出期望的信号。在存在这种信号时的典型混频器操作，将导致饱和与非线性操作，这种饱和将阻碍接收机进行有效的信号分辨。