CN111969957A - 一种跨导放大电路及混频器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种跨导放大电路及混频器，该跨导放大电路及混频器包括：至少一个跨导放大单元。所述至少一个跨导放大单元包括：两个晶体管，一个电感，两个电容。其中，针对至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元，一个跨导放大单元中的第一晶体管M1和第一电感L1作为第一跨导放大单元的第一级放大电路，对输入信号VINP进行放大，第一电感L1作为第一晶体管M1的负载，第一晶体管M1漏端的信号通过第三电容C3耦合到第三晶体管M3的栅端，通过第三晶体管M3对信号进行第二次放大，第一电容C1作为旁路电容，确保第三晶体管M3的源端信号是交流地。本发明实施例提供一种跨导放大电路及混频器，可以解决混频器的功耗较高的问题。

Description

一种跨导放大电路及混频器

技术领域

本发明实施例涉及微波技术领域，尤其涉及一种跨导放大电路及混频器。

背景技术

混频器，是无线射频通信中常见的一种模块电路，该混频器可以将输入信号的频率由一个量值转变为另一个量值(例如中频)，以使得转变后的输入信号可以通过中频放大器。具体的，混频器可以通过该混频器的跨导电路转变输入信号的频率量值，以将转变后的输入信号通过该混频器的开关管通入中频放大器中。通常，混频器在转变输入信号的频率量值的过程中，该混频器通入的直流电流越大，则开关管产生的噪声越大，可以通过对跨导电路进行电流抽取，以减少开关管产生的噪声。

但是，由于在减少开关管产生噪声的过程中，需要对跨导电路进行电流抽取，因此会导致抽取的电流无法处理输入信号，如此会导致混频器的功耗较高。

发明内容

本发明实施例提供一种跨导放大电路及混频器，可以解决混频器的功耗较高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的第一方面，提供一种跨导放大电路及混频器，该跨导放大电路包括：至少一个跨导放大单元，该至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元包括两个晶体管，一个电感，两个电容。其中，，针对至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元，一个跨导放大单元中的第一晶体管M1和第一电感L1作为第一跨导放大单元的第一级放大电路，对输入信号VINP进行放大，第一电感L1作为第一晶体管M1的负载，第一晶体管M1漏端的信号通过第三电容C3耦合到第三晶体管M3的栅端，通过第三晶体管M3对信号进行第二次放大，第一电容C1作为旁路电容，确保第三晶体管M3的源端信号是交流地。

本发明实施例的第一方面，提供一种混频器，该混频器包括如第一方面所述的跨导放大电路，和该跨导放大电路连接的输出电路。其中，跨导放大电路中的第三晶体管M3的漏端与输出电路一端相连接；跨导放大电路中的第四晶体管M4的漏端与输出电路另一端相连接在本发明实施例中，该跨导放大电路包括：至少一个跨导放大单元，该至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元包括两个晶体管，一个电感，两个电容。其中，针对至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元，一个跨导放大单元中的第一晶体管M1和第一电感L1作为第一跨导放大单元的第一级放大电路，对输入信号VINP进行放大，第一电感L1作为第一晶体管M1的负载，第一晶体管M1漏端的信号通过第三电容C3耦合到第三晶体管M3的栅端，通过第三晶体管M3对信号进行第二次放大，第一电容C1作为旁路电容，确保第三晶体管M3的源端信号是交流地。由于可以通过每个跨导放大电路对输入信号进行两次放大，而无需对跨导电路进行电流抽取，因此可以降低混频器的功耗。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种跨导放大电路的电路图；

图2为本发明实施例提供的一种混频器的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一晶体管和第二晶体管等是用于区别不同的晶体管，而不是用于描述晶体管的特定顺序。

在本发明实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个元件是指两个元件或两个以上元件。

本文中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，显示面板和/或背光，可以表示：单独存在显示面板，同时存在显示面板和背光，单独存在背光这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如输入/输出表示输入或者输出。

在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本发明实施例提供一种跨导放大电路及混频器，该跨导放大电路包括：至少一个跨导放大单元，该至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元包括两个晶体管，一个电感，两个电容。其中，针对至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元，一个跨导放大单元中的第一晶体管M1和第一电感L1作为第一跨导放大单元的第一级放大电路，对输入信号VINP进行放大，第一电感L1作为第一晶体管M1的负载，第一晶体管M1漏端的信号通过第三电容C3耦合到第三晶体管M3的栅端，通过第三晶体管M3对信号进行第二次放大，第一电容C1作为旁路电容，确保第三晶体管M3的源端信号是交流地。由于可以通过每个跨导放大电路对输入信号进行两次放大，而无需对跨导电路进行电流抽取，因此可以降低混频器的功耗。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本发明实施例提供的一种跨导放大电路及混频器进行详细地说明。

本发明实施例提供的一种跨导放大电路及混频器，本发明实施例的跨导放大电路包括：至少一个跨导放大单元，该至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元包括两个晶体管，一个电感，两个电容。

本发明实施例中，至少一个跨导放大单元包括第一跨导放大单元和第二跨导放大单元。其中，第一跨导放大单元包括：第一晶体管M1、第三晶体管M3、第一电感L1、第三电容C3以及第一电容C1。第一晶体管的栅端作为差分输入信号端口VINP，第一晶体管M1的源端与GND相连接，第一晶体管M1的漏端与第一电感L1的一端、第三电容C3的一端相连接。第三晶体管M3的栅端与第三电容C3的另一端相连接，第三晶体管M3的源端与第一电容C1的一端、第一电感L1的另一端相连接，第三晶体管M3的漏端与输出电路的一端相连接，第一电容C1的另一端与GND相连接。

第二跨导放大单元包括：第二晶体管M2、第四晶体管M4、第二电感L2、第四电容C4以及第二电容C2。第二晶体管的栅端作为差分输入信号端口VINN，第二晶体管M2的源端与GND相连接，第二晶体管M2的漏端与第二电感L2的一端、第四电容C4的一端相连接。第四晶体管M4的栅端与第四电容C4的另一端相连接，第四晶体管M4的源端与第二电容C2的一端、第二电感L2的另一端相连接，第四晶体管M4的漏端与输出电路的另一端相连接，第二电容C2的另一端与GND相连接。

可以理解，第一晶体管M1和第一电感L1作为第一跨导放大单元的第一级放大电路，对输入信号VINP进行放大，第一电感L1作为第一晶体管M1的负载，第一晶体管M1漏端的信号通过第三电容C3耦合到第三晶体管M3的栅端，通过第三晶体管M3对信号进行第二次放大，第一电容C1作为旁路电容，确保第三晶体管M3的源端信号是交流地。同样的，第二晶体管M2和第二电感L2作为第二跨导放大单元的第一级电路，对输入信号VINN进行放大，第二电感L2作为第二晶体管M2的负载，第二晶体管M2漏端的信号通过第四电容C4耦合到第四晶体管M4的栅端，通过第四晶体管M4对信号进行第二次放大，第二电容C2作为旁路电容，确保第四晶体管M4的源端信号是交流地。由于可以通过每个跨导放大电路对输入信号进行两次放大，而无需对跨导电路进行电流抽取，因此可以降低混频器的功耗。

可以理解，第一跨导放大单元中第一晶体管M1和第三晶体管M3的直流电流是复用的，而交流电流被第一晶体管M1和第三晶体管M3放大了两次，因此实现了用较小的直流电流完成了信号的放大，间接实现了跨导级电流较大、开关级电流较小，从而降低噪声系数的目的。

可选的，本发明实施例中，如图1所示，上述至少一个跨导放大单元包括第一跨导放大单元11和第二跨导放大单元12。

本发明实施例中，上述第一跨导放大单元包括：第一晶体管M1、第三晶体管M3、第一电感L1、第三电容C3以及第一电容C1；上述第二跨导放大单元包括：第二晶体管M2、第四晶体管M4、第二电感L2、第四电容C4以及第二电容C2。

图2示出了本发明实施例的一种混频器。结合图1，如图2所示，本发明实施例提供的混频器包括上述的跨导放大电路(11～12)以及和该跨导放大电路连接的输出电路13。

本发明实施例中，跨导放大电路中的第三晶体管M3的漏端与输出电路一端相连接；跨导放大电路中的第四晶体管M4的漏端与输出电路另一端相连接。

可选的，本发明实施例中，上述输出电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8。

可选的，本发明实施例中，第五晶体管M5的栅端与第八晶体管M8的栅端相连接，共同作为本振信号输入端口LOP。第五晶体管M5的漏端与第一电阻R1的一端、第七晶体管M7的漏端相连接，共同作为输出端口VOUTP。第六晶体管M6的栅端与第七晶体管M7的栅端相连接，共同作为本振信号输入端口LON。第六晶体管M6的漏端与第二电阻R2的一端、第八晶体管M8的漏端相连接，共同作为输出端口VOUTN。第五晶体管M5的源端与第六晶体管M6的源端相连接，共同作为输出电路的一端且与第一跨导放大单元中第三晶体管M3的漏端相连接。第七晶体管M7的源端与第八晶体管M8的源端相连接，共同作为输出电路的另一端且与第二跨导放大单元中第四晶体管M4的漏端相连接。第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端共同与VDD相连接。

可以理解，跨导放大单元负责将输入的电压信号转换成电流信号并通过第三晶体管M3的漏端送入到输出电路的一端，通过第四晶体管M4的漏端送入到输出电路的另一端。再通过输出电路中第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7以及第八晶体管M8的非线性特性实现频率的混频输出。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种跨导放大电路，其特征在于，所述跨导放大电路包括：至少一个跨导放大单元；所述至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元包括：两个晶体管，一个电感，两个电容；

其中，针对至少一个跨导放大单元中的每个跨导放大单元，一个跨导放大单元中的第一晶体管M1和第一电感L1作为第一跨导放大单元的第一级放大电路，对输入信号VINP进行放大，第一电感L1作为所述第一晶体管M1的负载，所述第一晶体管M1漏端的信号通过第三电容C3耦合到所述第三晶体管M3的栅端，通过所述第三晶体管M3对信号进行第二次放大，第一电容C1作为旁路电容，确保所述第三晶体管M3的源端信号是交流地。

2.根据权利要求1所述的跨导放大电路，其特征在于，所述第一晶体管M1和第一电感L1用于对所述输入信号VINP进行第一次放大处理，所述第一电感L1作为所述第一晶体管M1的负载，所述第三晶体管M3用于对所述耦合信号进行第二次放大处理，所述第一电容C1用于将所述第三体管M3的源端信号为交流地。

3.根据权利要求1或2所述的跨导放大电路，其特征在于，所述至少一个跨导放大单元包括第一跨导放大单元和第二跨导放大单元；

其中，所述第一跨导放大单元包括：第一晶体管M1、第三晶体管M3、第一电感L1、第三电容C3以及第一电容C1；所述第一晶体管M1的栅端作为差分输入信号端口VINP，所述第一晶体管M1的源端与GND相连接，所述第一晶体管M1的漏端与第一电感L1的一端、第三电容C3的一端相连接；所述第三晶体管M3的栅端与第三电容C3的另一端相连接，所述第三晶体管M3的源端与第一电容C1的一端、第一电感L1的另一端相连接，所述第三晶体管M3的漏端与所述输出电路的一端相连接，第一电容C1的另一端与GND相连接；所述第二跨导放大单元包括：第二晶体管M2、第四晶体管M4、第二电感L2、第四电容C4以及第二电容C2；所述第二晶体管M2的栅端作为差分输入信号端口VINN，所述第二晶体管M2的源端与GND相连接，所述第二晶体管M2的漏端与第二电感L2的一端、第四电容C4的一端相连接；所述第四晶体管M4的栅端与第四电容C4的另一端相连接，所述第四晶体管M4的源端与第二电容C2的一端、第二电感L2的另一端相连接，所述第四晶体管M4的漏端与所述输出电路的另一端相连接，第二电容C2的另一端与GND相连接。

4.根据权利要求1所述的跨导放大电路，其特征在于，所述第一跨导放大单元的第一晶体管M1与第三晶体管M3为共源共栅管；所述第二跨导放大单元中的第二晶体管M2与第四晶体管M4为共源共栅管。

5.一种混频器，其特征在于，所述混频器包括如权利要求1至3中任一项所述的跨导放大电路，和所述跨导放大电路连接的输出电路；

其中，所述跨导放大电路中的第三晶体管M3的漏端与所述输出电路一端相连接；所述跨导放大电路中的第四晶体管M4的漏端与所述输出电路另一端相连接。

6.根据权利要求5所述的混频器，其特征在于，所述输出电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8。

7.根据权利要求5所述的混频器，其特征在于，所述第五晶体管的栅端与第八晶体管M8的栅端相连接，共同作为本振信号输入端口LOP；所述第五晶体管的漏端与所述第一电阻R1的一端、所述第七晶体管M7的漏端相连接，共同作为输出端口VOUTP；所述第六晶体管M6的栅端与所述第七晶体管M7的栅端相连接，共同作为本振信号输入端口LON；所述第六晶体管M6的漏端与所述第二电阻R2的一端、所述第八晶体管M8的漏端相连接，共同作为输出端口VOUTN；所述第五晶体管M5的源端与所述第六晶体管M6的源端相连接，共同作为输出电路的一端且与第一跨导放大单元中所述第三晶体管M3的漏端相连接；所述第七晶体管M7的源端与所述第八晶体管M8的源端相连接，共同作为输出电路的另一端且与第二跨导放大单元中所述第四晶体管M4的漏端相连接；所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的另一端共同与VDD相连接。

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