CN101326711A - 增强型混合器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强型混合器装置，这种装置(12、14)用于混合射频信号(RF)，包括：混合器电路(18、20)，其适于混合至少两个信号，其中一个是射频信号；和电流镜电路(22、24)，用于接收由所述混合器电路传送的信号并传送输出信号。其中所述电流镜电路(18，20)有两级，每级具有低通无源滤波器。

Description

增强型混合器装置
技术领域
本发明涉及使用电流镜的信号混合器，和使用这种混合器的射频信号接收器。
背景技术
传统上使用包括输出电流的信号混合器装置。例如，在射频接收器中，在放大本机振荡器信号之后混合接收信号，以进行频率改变并传送中频信号或基带信号。不管在混合器装置输出处阻抗如何，混合信号流入电流镜电路以确保输出电流值。因此，不管输出阻抗如何，输出电流由输入电流决定。
在信号被转换成用于解调的数字信号之前，这种混合器的输出传统上会被滤波。
然而，对混合器、转换器和下游基带级的线性约束高。更精确地，在设计这种电路时必须考虑信号还有能量分布在宽频率范围，以避免饱和和其它干扰。
因此，由于不需要的信号，设计混合器装置和相应的接收器具有约束性，其会导致未达最佳标准设计和未达最佳标准性能。
发明内容
本发明的目标是通过提供一种混合射频信号的增强型装置来解决这种问题。为了这种效果，本发明提出一种如权利要求1所述的混合器装置和如权利要求9所述的相应的接收器。
由于在电流镜级中低通滤波器的集成，信号频谱分布减小。从而在信号处理的早期抵制了不需要的信号，放松了对电路的约束。
附图说明
本发明的其它特点和优点在结合附图的描述中将明显，其中：
图1示出了包括具有电流镜级的混合器装置的接收器；
图2示出了根据本发明的混合器装置的详细电路；
图3、4、5和6示出了本发明的其它实施例。
具体实施方式
在图1中，接收器2适于通过天线4接收射频(RF)信号，如在DVB-H或DVB-T传输中使用MPEG-2格式的数字电视信号。
天线4连接到其输出流入基带解调器8的模拟前端6，该基带解调器8应用相关解调或均衡处理，以导出信息信号S施加到和接收器2相关的的其它处理电路。
连同其它元件一起，模拟前端6包括具有一个或几个低噪声放大器(LNA)的放大级10。放大级10的输出流入两个混合器装置12和14。每个混合器装置也接收由本机振荡器16传送的信号。流入混合器装置14的信号相对于供给混合器装置12的信号有90°的相位移动。
每个混合器装置12和14包括混合器电路，分别标为18和20，用本机振荡器16供给的信号混合放大级10供给的射频信号。这些混合器电路18和20的每个输出流入镜像电流电路22和24。
镜像电流电路22和24分别传送标为I的信号的实分量，和信号的虚分量，标为字母Q。
在所描述的实施例中，从放大级10下至基带解调器8的所有信号是平衡信号，相应地，电流镜电路的输出信号是通过阻抗26和28传送的平衡信号。
在所描述的例子中，阻抗26和28是基带解调器8的处理电路的阻抗。
在图2中，混合器装置12的详细电路包括连接混合器电路18的输入级30和镜像电流22。
输入级30包括平行安装的两个晶体管32、34，每个接地并且用放大级10传送的射频信号供给其栅极端子。这些输入是平衡的并且分别被称为负极和正极输入IN+和IN-。
当然，采用例如串联晶体管的传统输入级的其它种类可以被使用。
输入级的一般功能是转换电压，即输入IN+和IN-间的电压，成为流入混合器装置的电流。
输入级晶体管32、34的输出流入混合器电路，更精确地，每个信号流入一对第二级晶体管，即36、38和40、42，每对的漏极端子连接在一起。
对称的混合器晶体管36和42用本机振荡器16供给的信号每个馈给其栅极端子，其输出是混合器电路的输出。
此外，这些输出的每个也连接其它对的其它混合器晶体管的输出。从而，晶体管36的输出连接晶体管40的输出，相互地，晶体管42的输出连接晶体管38的输出。
最后，两个对称晶体管38和40的栅极端子连接在一起。
这样的混合器电路是传统的，将不进一步详细描述。
混合器电路18的输出，即正极和负极输出OUTm+和OUTm-，流入电流镜电路22，更精确地是流入电流镜电路的第一级。镜像电流电路的该第一级包括两个晶体管44和46，其漏极端子分别连接混合器电路的输出OUTm+和OUTm-，并且其源极端子连接直流电压源V，可选择地通过串联电阻器。这些晶体管的栅极端子连接混合器电路的各个输出，在这些栅极端子处的信号被命名为A和B并且流入电流镜电路的第二级。
该第二级包括两对晶体管，即48、50和52、54，一对的晶体管串联在直流电压源V和地GND之间。连接直流电压源的所述对的晶体管的每个分别接收由第一级的晶体管传送的信号A或B在其栅极端子上。
电流镜电路的输出由两对晶体管的每对的中心点之间获得的信号形成，即在一边的晶体管48和50之间的正极输出OUT+，在另一边的晶体管50和52之间的负极输出OUT-。
代表基带解调器8的处理电路阻抗的阻抗26连接在两个输出OUT+和OUT-之间，并且相应地接收信号I。
所述第二级晶体管的每对第二晶体管50和54被设计为具有高阻抗，从而使得电流信号进入基带解调器8以减小增益损失。
晶体管50和54的栅极端子由以传统方式连接阻抗26的控制点的偏置调整电路58传送的偏置信号馈给。
此外，电流镜电路22也适于对由混合器电路传送的信号进行低通滤波。该滤波和电流镜电路的传统功能同时进行，即，不管输出阻抗如何，供给由输入电流决定的输出电流。
在所描述的例子中，镜像电流电路的第一和第二级的每个包括使用连接第一和第二级晶体管的电容器的低通滤波器。更精确地，这些低通滤波器是无源滤波器，即不具有如晶体管或类似的有源器件的滤波器。其允许减少装置的电流消耗。
在第一级中，滤波电容器60、62和两个晶体管44和46的每个平行连接，即在直流电压源V和混合器电路的输出OUTm+和OUTm-的每个之间。在该例子中，这些滤波器的每个的截止频率大约为14MHz。
在第二级中，滤波电容器64连接在晶体管48和52的每个的漏极端子之间，即两对晶体管的每对的中心点之间。该电容器也衰减不需要的信号，并且因为两级的每级的各个阻抗是独立的，该电容器64的截止频率可以不同于第一级的其中一个，尤其是可以更小。在该例子中，电容器64的截止频率大约为8MHz。
因而，本发明的混合器传送一信号，该信号不管输出阻抗如何，其电流由输入电流决定并同时被滤波。因此，信号的摆动更小，从而，下游级的阻抗更高并且线性约束减小。更精确地，对电流镜电路、基带电路和模拟至数字转换器的要求放松。此外，由于减小的线性约束，装置的总电流消耗通过使用低线性特征元件而减小。
本发明的其它实施例也是可能的，尤其是通过使用不同的电路连接滤波电容器。
在参考图3示出的另一实施例中，一个单滤波电容器70以与参考图2描述的第二级电路相似的方式被用于第一级中。该电容器70连接在第一级晶体管44和46的漏极端子之间，即混合器电路的输出OUTm+和OUTm-之间。
可选择地，先前描述的两个实施例被结合表示在图4中。在该例子中，该结合应用于第一级，并且滤波电容器72和74平行连接晶体管44和46的每个，并且另一个电容器76连接在混合器电路的输出之间。
然而在参考图5示出的另一实施例中，滤波电容器78、80连接在电流镜电路22的第一级中，位于所述晶体管的漏极端子和地之间。
任何的这些不同电路，即和每个晶体管平行连接的电容器的使用，连接在漏极端子之间的单电容器的使用，这两个电路的结合和连接地的电容器的使用，也可以用于第二级中。
可选择地，第一级晶体管的每个栅极端子和其输出分别表示为A和B信号的电阻器82、84串联。在该实施例中，滤波电容器86、88连接在直流电压源和电阻器82和84的输出之间，如在图6中所示。
所有这些实施例将对信号进行相似的滤波，并且能和先前描述的第二级滤波器结合，并且无源滤波器的使用允许减小电流损耗。
此外，可能使用具有单输入的非平衡电路，并且其中输入级、混合器电路和电流镜电路适于传统方式。
而且，任何滤波电容器，即电容器60、62、64、70、76、78、80、86、88能被制成可调整的，以衰减不同的不需要的频率。

Claims (8)

1、用于混合射频信号(RF)的装置(12、14)，包括：
-混合器电路(18、20)，其适于混合至少两个信号，其中一个是射频信号；以及
-电流镜电路(22、24)，其包括连接所述混合器电路的输出(OUTm+，OUTm-)的第一级和连接所述装置的输出(OUT+，OUT-)的第二级；
其中所述第一和第二级的每级包括各自的低通无源滤波器。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一级包括晶体管(44、46)，其每个连接在所述混合器电路的所述输出(OUTm+，OUTm-)的分别一个和直流电压源(V)之间；所述第二级包括晶体管(48、52)，其每个连接在所述直流电压源和所述装置的所述输出的分别一个之间，并且其中所述装置进一步包括分别连接所述第一和第二级晶体管的滤波电容器(60、62、64；70；72、74、76；86、88)。
3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，滤波电容器(60、62；72、74)平行连接所述第一和第二级的至少一级的每个晶体管(44、46)。
4、根据权利要求2和3的任一项所述的装置，其特征在于，滤波电容器(64；70)连接在所述第一和第二级的至少一级的所述晶体管的漏极端子之间。
5、根据权利要求1至4的任一项所述的装置，其特征在于，滤波电容器(78、80)连接在地(GND)和所述第一和第二级的至少一级的每个晶体管的漏极端子之间。
6、根据权利要求2至4的任一项所述的装置，其特征在于，所述第一级的每个晶体管的栅极端子和阻抗(82、84)串联，并且其中所述装置进一步包括连接在所述直流电压源和每个所述阻抗的输出之间的滤波电容器(86、88)。
7、根据权利要求1至6的任一项所述的装置，其特征在于，所述第二级包括串联在直流电压源(V)和地之间的成对晶体管(48、50、52、54)，并且其中所述装置的所述输出由所述第二级的所述成对晶体管的每一对的中心点形成。
8、射频信号接收器，其包括模拟前端(6)，所述模拟前端(6)包括连接基带级(8)的至少一个混合装置，其特征在于，所述混合装置是根据权利要求1至7任一项的混合装置。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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