[发明专利]一种低功耗高增益宽带混频器

摘要

一种低功耗高增益宽带混频器，含吉尔伯特混频器的基本结构，设有射频巴伦、本振巴伦、跨导单元、开关单元和含有差分电感与负载端寄生电容并联的负载单元，射频巴伦将输入的射频单端信号转换成差分信号后输出至跨导单元，跨导单元将射频电压信号转换成射频电流并输入至开关单元；本振巴伦将输入的本振单端信号转换成差分信号后亦输出至开关单元，开关单元将输入的射频差分信号与输入的本振差分信号相乘后输出中频差分信号并通过含有差分电感与负载端寄生电容并联的负载单元输出，其特征在于：在开关单元之后增设正反馈单元、LCR谐振单元和缓冲单元，与含有差分电感及并联寄生电容的负载单元共同构成新的负载单元，由缓冲单元输出最终的中频差分信号。

主权项

一种低功耗高增益宽带混频器，含吉尔伯特混频器的基本结构，设有巴伦单元、跨导单元、开关单元和含有差分电感与负载端寄生电容并联的负载单元，其中，巴伦单元包括射频巴伦和本振巴伦，射频巴伦将输入的射频单端信号转换成差分电压信号VRF+和VRF‑后输出至跨导单元，跨导单元将射频电压信号转换成射频电流信号RF+和RF‑并输入至开关单元；本振巴伦将输入的本振单端信号转换成差分电压信号VLO+与VLO‑后亦输出至开关单元，开关单元将输入的射频差分电流信号RF+和RF‑与输入的本振差分电压信号VLO+与VLO‑相乘后输出中频差分电流信号IF+和IF‑并通过含有差分电感与负载端寄生电容并联的负载单元输出中频差分电压信号VIF+和VIF‑，差分电感的中心抽头连接电源Vdd，差分电感的两端分别连接开关单元输出的中频差分电流信号IF+和IF‑，其特征在于：在开关单元之后增设正反馈单元、LCR谐振单元和缓冲单元，与含有差分电感及并联寄生电容的负载单元共同构成新的负载单元，由缓冲单元输出最终的中频差分电压信号VIF+和VIF‑；所说正反馈单元用于降低新负载单元的电导成分，以提高混频器的增益，包括NMOS管M7、M8及电容C3、C4，NMOS管M7与NMOS管M8的源极互连并接地，NMOS管M7及NMOS管M8的栅极分别连接偏置电压Vbias1，NMOS管M7的漏极连接电容C4的一端和开关单元的差分信号输出正向端IF+，电容C4的另一端连接NMOS管M8的栅极，NMOS管M8的漏极连接电容C3的一端和开关单元的差分信号输出反向端IF‑，电容C3的另一端连接NMOS管M7的栅极；所说LCR谐振单元用于将LCR谐振单元的电纳成分与新负载单元本身的电纳成份等值反号，抵消新负载单元的电纳成分，以扩展混频器的带宽，包括电感L1、L2，电阻R1、R2和电容C1、C2，电阻R1的一端连接正反馈单元中NMOS管M7的漏极与电容C4的连接端，电阻R1的另一端串联电容C1、电感L1后连接电感L2的一端，电感L2的另一端串联电容C2、R2后连接正反馈单元中NMOS管M8的漏极与电容C3的连接端；所说缓冲单元包括NMOS管M9、M10、M11、 M12，NMOS管M11、M12的漏极互连并连接电源Vdd，NMOS管M11的栅极连接LCR谐振单元中电阻R2与正反馈单元中NMOS管M8的漏极与电容C3的连接端，NMOS管M12的栅极连接LCR谐振单元中电阻R1与正反馈单元中NMOS管M7的漏极与电容C4的连接端，NMOS管M9、M10的源极互连并接地，NMOS管M9、M10的栅极分别连接偏置电压Vbias2，NMOS管M9的漏极与M11的源极互连并作为最终的中频差分信号输出端VIF+，NMOS管M10的漏极与M12的源极互连并作为最终的中频差分信号输出端VIF‑。