[发明专利]一种射频宽带倍频器

说明书

本发明公开了一种射频宽带倍频器，属于射频通信芯片制造技术领域，包括：波形调整电路，操作于接收压控振荡器(VCO)的缓冲器(buffer)输出的差分信号后，并对差分信号进行波形调整(shaping)；倍频器核心，操作于接受波形调整(shaping)后的差分信号，并基于NMOS差分对产生初步倍频，而后经过宽带放大器缓冲后输出；幅度放大和占空比纠正电路，操作于接受初步倍频信号，并对初步倍频信号进行信号放大和占空比纠正处理后输出；单相到差分转换电路，操作于接受信号放大和占空比纠正处理后的倍频信号，并从单端高频时钟转换为差分时钟。本发明射频宽带倍频器，具有多GHz、宽带高等设计使用性能，可以满足现代无线通信射频芯片高性能、低功耗、面积小的设计要求。

技术领域

本发明属于射频通信芯片制造技术领域，用于数千兆(multi-GHz)射频收发器(RFTransceiver)中用于混频器(mixer)的本地振荡器(LO)设计技术，具体涉及无线局域网(WLAN)和蜂窝移动(cellular mobile)通信等射频宽带倍频器的设计。

背景技术

随着无线通信技术和半导体技术的日益进步，无线通信芯片的设计要求也越来越高。高性能，低功耗，高集成度和低成本的趋势主导芯片设计技术的演变。为了降低射频频率综合器(RF frequency synthesizer)的功耗和设计难度，有时需要通过宽带(wideband)倍频器(frequency doubler)来产生LO信号。但是具有精确50％占空比(duty-cycle)的射频宽带倍频器通常有设计难度高，功耗和面积大等特点。

现有的倍频器或是低频率、或是窄带、或是非50％占空比、或是使用电感/变压器(inductor/transformer)、或是非CMOS工艺，难以满足实际使用的多方面需求。因此，亟待进行设计改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种射频宽带倍频器，具备multi-GHz、宽带高、精确的50％占空比、高集成度、无电感/变压器的CMOS倍频器的设计技术，可以满足现代无线通信射频芯片高性能、低功耗、面积小的设计要求，进而可以有效解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种射频宽带倍频器：包括：

波形调整电路，操作于接收压控振荡器(VCO)的缓冲器(buffer)输出的差分信号后，并对差分信号进行波形调整(shaping)；

倍频器核心，操作于接受波形调整(shaping)后的差分信号，并基于NMOS差分对产生初步倍频，而后经过宽带放大器缓冲后输出；

幅度放大和占空比纠正电路，操作于接受初步倍频信号，并对初步倍频信号进行信号放大和占空比纠正处理后输出；

单相到差分转换电路，操作于接受信号放大和占空比纠正处理后的倍频信号，并从单端高频时钟转换为差分时钟。

优选地，所述波形调整电路对差分信号进行波形调整(shaping)的过程包括：

震荡缓冲器输出的差分信号经过交流耦合到通过电阻自偏置的反相器，转化成幅度为本地电源的差分方波；

差分方波经过带电容负载的一级反相器后，变成近似三角波以减小下一级倍频器输出的占空比静态误差。

优选地，所述压控振荡器(VCO)的缓冲器(buffer)输出的差分信号介于方波和正玄波之间。

优选地，所述单相到差分转换电路由相位插值电路和时钟沿纠正(de-skew)电路组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明对所有的工艺、电压和温度(PVT)角落，同时实现了高频、宽带及精确的50％占空比等优点。