CN102821077A - 正交输入正交输出除二分频电路 - Google Patents

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李勇
孔维新
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Abstract

本发明提出了一种正交输入正交输出除二分频电路，应用于正交单边带混频器，所述正交输入正交输出除二分频电路包括：加成器，接收两路正交输入，并将所述两路正交输入合成为一路差分信号；以及分频器，接收所述一路差分信号，并将所述一路差分信号分频输出为两路正交分频信号。通过采用本发明，可以消除现有技术中另加一路除二分频器链的需要，从而可以降低元器件数量，降低功耗。

Description

正交输入正交输出除二分频电路
技术领域
本发明涉及射频集成电路设计，尤其涉及一种正交输入正交输出除二分频电路。
背景技术
分频器是锁相环中的重要组成部分。分频器将压控振荡器(Voltage-ControlledOscillator，VCO)的高频输出分频到一个较低的频率并反馈到鉴频鉴相器(Phase-Frequency Detector，PFD)。除二分频器是使用最广泛的分频器。
传统的除二分频器只接收一路差分输入，其输出是两路正交信号。正交信号广泛地应用于射频系统中作为本振信号。在MB-OFDM超宽带系统中，基于正交单边带混频器的频率合成器得到广泛应用。这种频率合成器需要多个不同频率的正交信号作为其输入。如果用传统的除二分频器级联去获得这些正交信号，由于下一级除二分频器只能接收一路差分信号(例如I路)，另一路差分信号输出(例如Q路)浮空。因为两路的负载不平衡，正交信号的匹配无法得到保证。为了获得平衡的负载，通常的做法是另加一路完全一样的除二分频器链。这样做的代价将是双倍的面积和功耗。
因此，业界亟需一种新型的解决方案来解决负载不平衡以及避免使用两路除二分频器链的问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种新型的应用于MB-OFDM超宽带系统的正交单边带混频器的除二分频电路。
具体地，本发明提出了一种正交输入正交输出除二分频电路，应用于正交单边带混频器，所述正交输入正交输出除二分频电路包括：加成器，接收两路正交输入，并将所述两路正交输入合成为一路差分信号；以及分频器，接收所述一路差分信号，并将所述一路差分信号分频输出为两路正交分频信号。
根据本发明的一个较佳的实施例，在上述正交输入正交输出除二分频电路中，所述分频器是基于源耦合逻辑D触发器的除二分频器。
根据本发明的一个较佳的实施例，在上述正交输入正交输出除二分频电路中，所述两路正交输入是两路正交输入电压差分信号。
根据本发明的一个较佳的实施例，在上述正交输入正交输出除二分频电路中，所述加成器通过两个跨导单元将所述两路正交输入转换为电流信号，然后将所述电流信号加在一起形成所述一路差分信号。
根据本发明的一个较佳的实施例，在上述正交输入正交输出除二分频电路中，所述除二分频器的D触发器由两个D锁存器组成，且所述两个D锁存器的输出相位相差90度。
根据本发明的一个较佳的实施例，在上述正交输入正交输出除二分频电路中，所述正交单边带混频器应用于MB-OFDM超宽带系统。
综上所述，本发明的正交输入正交输出除二分频电路接收两路正交差分输入，将这两路正交差分输入加成在一起以获得一路差分信号。然后，通过一个普通的除二分频器来获得两路正交分频信号的输出。这两路正交分配信号经历相同的负载，从而可以保证信号的正交性不会被破坏。
此外，通过采用本发明，可以消除现有技术中另加一路除二分频器链的需要，从而可以降低元器件数量，降低功耗。
应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1示出了现有技术的应用于正交单边带混频器的除二分频电路的示意性电路图。
图2示出了根据本发明的正交输入正交输出除二分频电路的示意性的电路结构。
图3是现有技术中的除二分频器的内部结构图。
图4是本发明的加成器的晶体管级的内部结构图。
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。
如图1所示，现有技术的除二分频电路100由多级除二分频器101-1、101-2、101-3构成。其中，各个除二分频器101-x接收一路差分输入并输出两路正交信号。由于MB-OFDM超宽带系统中的基于正交单边带混频器的频率合成器需要多个不同频率的正交信号作为其输入，因此在现有技术中需要至少两路多级的除二分频电路来获得彼此匹配的正交信号。如上所述，这样做的代价将是双倍的面积和功耗。
图2示意性地示出了根据本发明的应用于正交单边带混频器的正交输入正交输出除二分频电路200。如图2所示，根据本发明的正交输入正交输出除二分频电路200主要由两个部分构成。其中，第一部分是加成器201。加成器201接收两路正交输入，例如图2中的I路和Q路，并将这两路正交输入加成在一起合成为一路差分信号，同时保证了这两路正交输入信号经历同样的负载。此外，第二部分是分频器202。该分频器202可以是一个普通的除二分频器，例如基于源耦合逻辑(Source Coupled Logic，SCL)的逻辑D触发器的除二分频器。该分频器202接收加成器201合成后的这一路差分信号，并将这一路差分信号分频输出为两路正交分频信号。
图4是本发明的加成器的晶体管级的内部结构图。如图4所示，本发明的加成器201接收两路正交输入电压差分信号，通过两个跨导单元401-1和401-2转换为电流信号。接着，在差分电阻402上两路电流信号加在一起并产生一路差分输出信号。除二分频器202是基于D触发器的结构，如图3所示。其中，D触发器是由两个D锁存器组成，并且第二锁存器的输出反相反馈到第一锁存器的输入。两个D锁存器的输出相位相差90度，从而呈现正交特性。
本发明特别适用于MB-OFDM超宽带系统中的正交单边带混频器。
综上所述，本发明的正交输入正交输出除二分频电路接收两路正交差分输入，将这两路正交差分输入加成在一起以获得一路差分信号。然后，通过一个普通的除二分频器来获得两路正交分频信号的输出。这两路正交分配信号经历相同的负载，从而可以保证信号的正交性不会被破坏。
此外，通过采用本发明，可以消除现有技术中另加一路除二分频器链的需要，从而可以降低元器件数量，降低功耗。
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (6)

1.一种正交输入正交输出除二分频电路，应用于正交单边带混频器，所述正交输入正交输出除二分频电路包括：
加成器，接收两路正交输入，并将所述两路正交输入合成为一路差分信号；以及
分频器，接收所述一路差分信号，并将所述一路差分信号分频输出为两路正交分频信号。
2.如权利要求1所述的正交输入正交输出除二分频电路，其特征在于，所述分频器是基于源耦合逻辑D触发器的除二分频器。
3.如权利要求1所述的正交输入正交输出除二分频电路，其特征在于，所述两路正交输入是两路正交输入电压差分信号。
4.如权利要求1所述的正交输入正交输出除二分频电路，其特征在于，所述加成器通过两个跨导单元将所述两路正交输入转换为电流信号，然后将所述电流信号加在一起形成所述一路差分信号。
5.如权利要求2所述的正交输入正交输出除二分频电路，其特征在于，所述除二分频器的D触发器由两个D锁存器组成，且所述两个D锁存器的输出相位相差90度。
6.如权利要求1所述的正交输入正交输出除二分频电路，其特征在于，所述正交单边带混频器应用于MB-OFDM超宽带系统。
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