[发明专利]一种K波段的折叠式双平衡有源混频器

摘要

本发明涉及混频器技术，特别涉及一种K波段的折叠式双平衡有源混频器，包括第一平衡‑不平衡转换器T1、第二平衡‑不平衡转换器T2、第一跨导放大电路、第二跨导放大电路、第一电流源电路、第二电流源电路、开关级电路、负载级电路、第一缓冲电路和第二缓冲电路。该混频器解决了传统混频器结构噪声、增益和线性度间的折中问题，有效提升混频器的整体性能指标。提高了增益并减小噪声；获得了较理想的开关性能和较大的输出摆幅空间，扩展了电路的线性度；通过消除寄生电容的影响，使增益和噪声性能进一步提高。且电路在驱动后级50欧姆负载时能够不衰减信号幅度。

主权项

1.一种K波段的折叠式双平衡有源混频器，其特征是，包括第一平衡‑不平衡转换器T1、第二平衡‑不平衡转换器T2、第一跨导放大电路、第二跨导放大电路、第一电流源电路、第二电流源电路、开关级电路、负载级电路、第一缓冲电路和第二缓冲电路；第一平衡‑不平衡转换器输出一端为正向本振电压信号LO+，另一端为反向本振电压信号LO‑；第二平衡‑‑不平衡转换器输出一端为正向射频电压信号RF+，另一端为反向射频电压信号RF‑；第一跨导放大电路和第二跨导放大电路分别接入正向射频电压信号RF+和反向射频电压信号RF‑，且分别转换为正向射频电流信号和反向射频电流信号，并耦合至开关级电路；第一电流源电路和第二电流源电路向开关级电路输出直流电流；开关级电路分别接入正向本振电压信号LO+和反向本振电压信号LO‑控制其导通和截止，对正向射频电流信号和反向射频电流信号进行周期性换向，产生正向中频电流信号和反向中频电流信号并输入至负载级电路；负载级电路接入电源电压VDD，并将正向中频电流信号和反向中频电流信号转换为正向中频电压信号IF+和反向中频电压信号IF‑，实现混频；第一缓冲电路和第二缓冲电路分别接入正向中频电压信号IF+和反向中频电压信号IF‑进行缓冲放大成为输出信号；第一跨导放大电路包括晶体管M1、M2和电容C1，晶体管M1和M2的栅极接入正向射频电压信号RF+，两者的漏级相连，并与电容C1的一端相连，晶体管M1和M2的源极分别接地和电源电压VDD；第二跨导放大电路包括晶体管M3、M4和电容C2，晶体管M3和M4的栅极接入反向射频电压信号RF‑，两者的漏级相连，并与电容C2的一端相连，晶体管M3和M4的源极分别接地和电源电压VDD；第一电流源电路包括晶体管M9，第二电流源电路包括晶体管M10，晶体管M9源极接地，漏级与电容C1一端相连并与开关级电路连接；晶体管M10源极接地，漏级与电容C2一端相连并与开关级电路连接；开关级电路包括晶体管M5、M6、M7和M8，电感L1和L2，电容C3，晶体管M5和M8的栅极接入正向本振电压信号LO+，晶体管M6和M7的栅极接入反向本振电压信号LO‑；晶体管M5和M6的源极相连，并与电感L1的一端相连，晶体管M7和M8的源极相连，并与电感L2的一端相连；晶体管M5和M7的漏极相连，并与负载级电路连接，晶体管M6和M8的漏极相连，并与负载级电路连接；电感L1和L2的电感值相等，两者的另一端相连并与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地；负载级电路包括晶体管M11和M12，电阻RL1和RL2，电阻RL1一端与晶体管M11的漏级相连，作为正向中频电压信号端IF+，电阻RL1的另一端与晶体管M11的源级相连并连接至电源电压VDD；电阻RL2一端与所述晶体管M12的漏级相连，作为反向中频电压信号端IF‑，电阻RL2的另一端与晶体管M12的源级相连并连接至电源电压VDD；第一缓冲电路包括晶体管M13和M14，电阻RL3和电容C4，第二缓冲电路包括晶体管M15和M16，电阻RL4和电容C5，晶体管M13和M14的栅极相连，并与正向中频电压信号端IF+连接，电阻RL3一端与晶体管M14漏极相连，另一端与晶体管M14源极相连并连接至电源电压VDD，晶体管M13和M14的漏极相连并与电容C4的一端连接，晶体管M13源极接地，电容C4的另一端作为正向中频输出信号IFoutput+；晶体管M15和M16的栅极相连，并与反向中频电压信号端IF‑连接，电阻RL4一端与晶体管M16漏极相连，另一端与晶体管M16源极相连并连接至电源电压VDD，晶体管M15和M16的漏极相连并与电容C5的一端连接，晶体管M15源极接地，电容C5的另一端作为反向中频输出信号IFoutput‑。