[实用新型]一种无源混频器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无源混频器。

背景技术

在射频信号接收链路中，混频器的作用是将输入射频信号下变频至中频或者基带以便于后续模块进行处理。从整个接收链路考虑，混频器应具有较高的转换增益以抑制后级中频放大电路，以及滤波电路的噪声对整个接收链路噪声系数的影响。此外，混频器本身应具有较好的端口隔离度以减小在中频端的本振泄漏。这使得研究高增益混频器具有重要的意义。

传统的混频器结构分为有源混频器和无源混频器。由于没有直流电流流过混频开关管，无源混频器的闪烁噪声远小于有源混频器的闪烁噪声，且无源混频器的线性度通常会高于有源混频器，从而使得无源混频器受到许多设计者的青睐。

典型的无源混频器由跨导放大级、开关混频级和跨阻放大级组成。其中，跨阻放大级通常由带有电阻负反馈的运算跨导放大器组成，由于跨阻放大级要提供基带低阻抗输入节点，这使得运算跨导放大器需要提供足够高的基带增益。传统运算跨导放大器采用基于密勒补偿的两级级联结构，为获得足够大的增益带宽积并使得闭环反馈环路稳定，这种方法需要消耗极大的功耗，存在着增益、带宽和相位裕度相互制约的缺陷；此外，运算跨导放大器输入端的射频电流会通过负载电容馈通至其输出端，从而在输出端产生不期望的射频电压，降低了端口隔离度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无源混频器，所要解决的技术问题是：如何增宽频带，提升转换增益，降低功耗。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种无源混频器，包括跨导放大级电路、开关混频级电路和跨阻放大级电路；

所述跨导放大级电路增大跨导值，接入射频电压信号，通过电流复用将射频电压信号转化为射频电流信号；

所述开关混频级电路与所述跨导放大级电路连接，接入本振信号，将射频电流信号与本振信号进行调制混频，并对混频后的信号进行滤波，输出中频电流信号；

所述跨阻放大级电路与所述开关混频级电路连接，通过辅助运放单元BN和辅助运放单元BP降低输入阻抗、增大等效跨导值和增益，将中频电流信号转换成中频电压信号输出。

本实用新型的有益效果是：跨导放大级电路、开关混频级电路和跨阻放大级电路协调运作，能实现对信号混频，同时能增宽频带、转换增益高、功耗低、端口隔离度好、线性度高。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述跨导放大级电路包括输入跨导模块、共模反馈模块和偏置模块，所述共模反馈模块和偏置模块均与所述输入跨导模块连接；所述共模反馈模块用于向所述输入跨导模块输出稳定静态电压；所述偏置模块用于接入外部电压，向所述输入跨导模块输出偏置电流；所述输入跨导模块用于根据偏置电流和稳定静态电压稳定运行，接入射频电压信号，将射频电压信号转化为射频电流信号。

采用上述进一步方案的有益效果是：跨导放大级电路为反相器跨导放大结构，采用电流复用技术，提高了跨导放大级的跨导值，提高了整个混频器的转换增益，抑制后级噪声。

进一步，所述输入跨导模块包括NMOS管M1、NMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、电容C1～C4和电阻R1～R4，所述NMOS管M1的栅极经电容C1与信号输入正极端Vin1连接，还经电阻R1接入偏置电压vb03；所述NMOS管M1的漏极与PMOS管M3的漏极连接；所述NMOS管M1的源极与所述偏置模块连接；所述NMOS管M2的栅极经电容C2与信号输入负极端Vin2连接，还经电阻R2接入偏置电压vb03；所述NMOS管M2的漏极与PMOS管M4的漏极连接，还与所述开关混频级电路连接；所述NMOS管M2的源极与所述偏置模块连接；所述PMOS管M3的栅极经电容C3与信号输入正极端Vin1连接，还经电阻R3接入偏置电压vb02；所述PMOS管M3的漏极与所述开关混频级电路连接；所述PMOS管M4的源极与所述偏置模块连接；所述PMOS管M4的栅极经电容C4与信号输入负极端Vin2连接，还经电阻R4接入偏置电压vb02；所述PMOS管M3的源极与所述偏置模块连接；所述PMOS管M7的栅极接入偏置电压vb01，所述PMOS管M7的源极接入电压VDD。

采用上述进一步方案的有益效果是：输入跨导模块采用电流复用结构，增大跨导，根据偏置电流和稳定静态电压稳定运行，接入射频电压信号，将射频电压信号转化为射频电流信。