[发明专利]低功耗混频优先型宽带接收机前端模块

说明书

本发明公开一种低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，基于混频优先架构，不需使用外部匹配网络，实现从天线到接收机前端的阻抗匹配，实现高Q的带通滤波特性，包括三次谐波混频器、12级环形压控振荡器、TIA跨阻运算放大器，所述三次谐波混频器与12级环形压控振荡器、TIA跨阻运算放大器连接，12级环形压控振荡器为三次谐波混频器提供所需的本振信号，三次谐波混频器，用于利用本振的三次谐波分量将RF射频信号下变频为零中频信号，TIA跨阻运算放大器，用于对经三次谐波混频器下变频的零中频信号经过TIA跨阻运算放大器进行有效放大和滤波后输出。本发明比传统宽带接收机功耗更低。

技术领域

本发明涉及射频接收机技术领域，特别是涉及一种低功耗混频优先型宽带接收机前端模块。

背景技术

伴随着无线互联芯片的迅猛发展与创新，各种无线设备被广泛应用于工业检测、智能家居、生物医疗等领域。为适配各种领域的应用需求，移动终端的发展逐渐趋向于多功能化和集成化。而由于不同应用中无线通信所遵循的通信标准不同，无线通信系统往往需要支持多个频段的收发通信，并能有效地抑制带外干扰，这就使得宽带抗阻塞射频接收机设计成为研究热点。

窄带射频接收机前端总是利用外部中心频率固定的射频滤波器来防止大的带外信号破坏所需的信号，这就需要多个前端来覆盖现代无线设备所服务的大量频段。对于宽带射频接收机的设计，目前不再需要一个固定的射频滤波器，但射频滤波器的消除会带来增益压缩和互易混频的问题。

由于片外RF滤波器的消除，任何带外干扰信号都将会与期望信号一起被下变频，当干扰信号与LO相位噪声混频时，其会在接收通道中产生与干扰信号幅度成比例的附加噪声。因此需要使宽带接收机前端具有整个频谱上中心频率可调的滤波特性，这也成为学术界一直关注的焦点。

应用N-Path架构的混频优先型接收机可完成这种整个频谱上中心频率可调的带通滤波特性，但因天线上的射频信号直接进入混频器，为了满足整体匹配要求，混频器需要有大尺寸的开关管，这就导致驱动N-Path架构的时钟模块和驱动buffer需要在整个频段上消耗很大的功耗。

综上，为了解决现有宽带混频优先型接收机的高功耗问题，迫切需要一种新的混频优先型接收机前端架构，以在满足线性度、噪声系数、S11等指标下，具有比传统结构更低的功耗。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，在保证宽带接收机应有的带外线性度、噪声系数、增益、S11的前提下有着比传统宽带接收机更低的功率消耗。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，基于混频优先架构，不需使用外部匹配网络，实现从天线到接收机前端的阻抗匹配，实现高Q的带通滤波特性，包括三次谐波混频器、12级环形压控振荡器、TIA跨阻运算放大器，所述三次谐波混频器与12级环形压控振荡器、TIA跨阻运算放大器连接，12级环形压控振荡器为三次谐波混频器提供所需的本振信号，三次谐波混频器，用于利用本振的三次谐波分量将RF射频信号下变频为零中频信号，TIA跨阻运算放大器，用于对经三次谐波混频器下变频的零中频信号经过TIA跨阻运算放大器进行有效放大和滤波后输出。

本发明的低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，是应用三次谐波混频器的混频优先型宽带接收机前端，基于混频优先型架构，保留了传统混频优先结构高线性度、高动态范围、结构简单、小面积的特点；将大尺寸开关管和TIA低输入相结合实现了全频段50欧姆匹配，且混频器与TIA之间的电流模传输与阻抗匹配是系统具有良好的噪声系数；在实现宽带接收机应有的带外线性度、噪声系数、增益、S11、带宽的前提下有着比传统宽带接收机更低的功率消耗。

附图说明

图1是本发明的低功耗混频优先型宽带接收机前端模块的示意图。

图2是现有技术的宽带混频优先接收机架构示意图。