CN114553147B - 可配置增益的双平衡无源混频器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种可配置增益的双平衡无源混频器，转换增益高，增益配置灵活。本发明通过下述技术方案实现：高通滤波电路调出需要的频率特性且阻止频率低于一个确定频率阈值的信号和允许频率高于该确定频率阈值的信号通过，将射频输入信号隔直流、通交流进行高通滤波；通过开关混频电路以电路结构均相同的N个并联的子混频电路接收来自压控振荡器的本振信号，直接处理射频信号，转化为中频电流信号；跨阻放大电路接收输入微弱电流，将开关混频电路输出的中频电流信号转化为中频电压信号；通过外部输入的数字信号配置开关混频电路增益，产生随开关混频电路增益控制参数和跨阻放大电路增益电阻增加而增加的增益，在上位机控制下可随时调节混频器增益。

Description

可配置增益的双平衡无源混频器

技术领域

本发明属于通信系统混频器技术领域，涉及一种可配置增益的双平衡无源混频器。

背景技术

无线接收机一般包括天线、射频前端、基带处理电路、应用接口。射频前端一般包含下变频电路、滤波电路和增益控制电路。在接收机输入信号功率上下浮动时，增益控制电路可以通过调节增益，将信号强度调整至理想范围，使得后级电路比如模数转换器既不会由于输入信号太大而饱和，也不会由于输入信号太小而被噪声淹没。但接收机中增加一级增益控制级势必恶化系统的噪声、线性度等。双平衡无源混频器能够在整个RF带宽内提供出色的射频(RF)和中频(IF)相互隔离、射频(RF)和本振(LO)的相互隔离，以及本振(LO)和中频(IF)的隔离，具有很好的端口隔离度。另外，差分的射频输入电路结构也可以有效抑制射频信号中的共模噪声。无源平衡混频器内核还能提供很好的输入线性度，使该电路能用在要求苛刻的宽带应用中。双平衡无源混频器被广泛应用到混频器电路设计当中。

混频器是一种三端口电子电路，利用器件的非线性特性来实现信号频率的变换，产生输入频率的和频和差频分量，分为有源混频器和无源混频器。使用二极管的混频器为无源混频器，使用场效应晶体管的混频器可以是有源混频器或者无源混频器，使用双极结型晶体管(BJT)的混频器属于有源混频器。混频器由于实现了射频与中频之间的互相转换被广泛应用于通信系统，成为无线通信系统射频前端的核心部分之一，其性能的好坏将直接影响整个系统的性能。混频器的主要性能参数有线性度、转换增益、隔离度、噪声系数(NF)。在射频接收链路中，混频器用来将高频信号搬移到低频或中频，实现下变频。无源混频器线性度好、功耗低、结构简单。

线性度决定混频器能处理的最大信号强度。通常用1dB压缩点和三阶交调点描述。当混频器在其线性范围内运行时，中频输出功率的增加量与射频输入功率的增加量相对应。在线性范围之外，会发生增益压缩。输入1dB压缩点是指混频器的输出信号功率偏离它的线性响应输出功率1dB时的输入信号功率，该点所对应的输出信号功率为输出1dB压缩点。三阶交调点描述混频器的小信号三阶非线性，通常输入三阶交调点要比输入1dB压缩点高10～15dB。变换增益(或变换损耗)是判断混频器配置为有源架构或无源架构的重要依据。无源混频器不包含放大信号的元件，存在插入损耗；而有源混频器包含有源器件，能够提供变换增益。相对于有源混频器，无源混频器很难满足高增益的需求，目前有源混频器大部分结构都是基于Gilbert单元进行的电路结构扩展来实现的，其变频增益大多是固定的，但不同的使用场景对变频增益的需求不同，变频增益低了固然不好，但变频增益过高会损害信号的线性度，所以目前的混频器无法满足对不同变频增益的需求。

隔离度是混频器电路平衡性的一个量度。耦合到混频器中的本振功率会影响性能。给定混频器的本振功率不足将使转换增益和噪声系数降低，从而导致系统灵敏度降低。如果端口间隔离度不足，本振将与其自身信号混频，从而在混频器输出产生一个直流失调，进而降低接收机性能。双平衡混频器与单管或单平衡混频器相比，各端口间的隔离度更好，信号的相互泄漏更小。对于很多应用，本振功率泄漏到射频端的指标可以反映出本振信号从天线再辐射的强弱程度。

在混频器中，有两种主要形式的失真产物：单音交调产物和双音交调产物。单音交调产物是混频器本振信号和它的谐波对射频信号和它的谐波组合的结果，可表示为mf_RF+nf_LO，通常把它们分为“阶”。双音交调产物是射频端有两个信号同时输入，这些信号产生谐波，互相组合，其中双音四阶交调项f_LO±(2f_RF1-f_RF2)或f_LO±(2f_RF2-2f_RF1)必定有一个或多个落在中频范围，很难用滤波器消除。实践证明，混频器的正确选择、安装及有效接地，对其性能及保证宽带特性很有关系。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种具有良好的工程实用性，电路设计通用化、规范化，低功耗、低噪声系数、高线性度、高转换增益，增益配置灵活的双平衡无源混频器。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种可配置增益的双平衡无源混频器，包括：连接在高通滤波电路与跨阻放大电路之间的开关混频电路，由两个电容C₁和C₂并联构成高通滤波电路，其特征在于：高通滤波电路调出需要的频率特性且阻止频率低于一个确定频率阈值的信号和允许频率高于该确定频率阈值的信号通过，将射频输入信号RFIN+和RFIN-隔直流、通交流进行高通滤波；通过开关混频电路输入端和输出端以电路结构均相同的N个并联连接的子混频电路接收来自压控振荡器的本振(LO)信号，直接处理射频信号，将输入射频电压信号转化为中频电流信号；跨阻放大电路接收输入微弱电流信号，可在跨阻级设置增益，将开关混频电路输出的中频电流信号转化为中频电压信号；通过外部输入的数字信号控制开关混频电路，配置双平衡无源混频器的增益，产生随开关混频电路增益控制参数和跨阻放大电路增益电阻增加而增加的增益，可在上位机控制下随时调节混频器增益。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

电路设计通用化、具有良好的工程实用性。本发明采用连接在高通滤波电路与跨阻放大电路之间的开关混频电路构成可配置增益的双平衡无源混频器，线性度高，电路功耗低，噪声系数低，电路具有良好的通用性和工程实用性。利用由N个子混频电路并联构成开关混频电路，并将高通滤波电路、开关混频电路和跨阻放大电路串联构成可配置增益的双平衡无源混频器，没有采用各级间匹配电路的形式，简化了电路结构，进一步减小体积。

本发明采用高通滤波电路并联电容C₁和C₂，调出需要的频率特性允许频率高于一个确定频率阈值的信号通过，并且阻止低于该确定频率阈值的信号通过，将射频输入信号RFIN+和RFIN-隔直流、通交流进行高通滤波，通过开关混频电路输入端和输出端以电路结构均相同的N个并联连接的子混频电路接收来自压控振荡器的本振信号，直接处理射频信号，将输入射频电压信号转化为中频电流信号；通过数字控制信号可以调节混频器增益，从而可以调节接收机增益，不需要专门的增益级电路可以实现优良的增益控制，同时保持较好的噪声和线性度。

本发明采用开关混频电路串接跨阻放大电路，保持输入电阻不变，接收输入微弱电流信号，可在跨阻级设置增益，将开关混频电路输出的中频电流信号转化为中频电压信号，通过外部输入的数字信号控制开关混频电路，配置双平衡无源混频器的增益，产生随开关混频电路增益控制参数和跨阻放大电路增益电阻增加而增加的增益。在上位机控制下可以随时调节混频器增益，获得需要的增益。混频器使用灵活，转换增益可高可低，应用范围更广。在链路预算的计算中可以对增益和损耗进行计划，以便配置系统，满足其运行要求或使其达到最佳性能。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

图1是本发明可配置增益的双平衡无源混频器电路图；

图2是图1增益随控制参数变化的曲线；

图3是图1增益随输入信号频率变化的曲线。

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的适应性优选实施例中，一种可配置增益的双平衡无源混频器，包括：连接在高通滤波电路与跨阻放大电路之间的开关混频电路，由两个电容C₁和C₂并联构成高通滤波电路，其特征在于：高通滤波电路调出需要的频率特性且阻止频率低于一个确定频率阈值的信号和允许频率高于该确定频率阈值的信号通过，将射频输入信号RFIN+和RFIN-隔直流、通交流进行高通滤波；通过开关混频电路输入端和输出端以电路结构均相同的N个并联连接的子混频电路接收来自压控振荡器的本振(LO)信号，直接处理射频信号，将输入射频电压信号转化为中频电流信号；跨阻放大电路接收输入微弱电流信号，可在跨阻级设置增益，将开关混频电路输出的中频电流信号转化为中频电压信号；通过外部输入的数字信号控制开关混频电路，配置双平衡无源混频器的增益，产生随开关混频电路增益控制参数和跨阻放大电路增益电阻增加而增加的增益，在上位机控制下可随时调节混频器增益。

高通滤波电路的正输出端同时连接子混频器i的电阻R_i,1、R_i,3的一端，负输出端同时连接子混频器i的电阻R_i,2、R_i,4的一端。R_i,3另一端通过NMOS管M_i,3串接TIA同相输入端，R_i,4另一端通过NMOS管M_i,6串接TIA反相输入端。R_i,1和R_i,2另一端通过串联的NMOS管M_i,1和M_i,2串联在一起，其中，i为整数，1≤i≤N。

开关混频电路包括N个子混频电路：子混频电路1、子混频电路2、子混频电路3、…子混频电路i、…子混频电路N，N个结构均相同并联连接的子混频电路，每个子混频电路包括两个接收本振信号LO-和LO+的二选一多路选择器MUX1和MUX2，电阻R_i,1、E_i做为栅控信号的NMOS开关管M_i,1和M_i,2、电阻R_i,2依次串联后跨接在高通滤波器的正输出端和负输出端之间，电阻R_i,5、E_i做为栅控信号的NMOS开关管M_i,7、电阻R_i,6依次串联后跨接在TIA同相输入端和反相输入端之间，电阻R_i,3、LO_i+做为栅控信号的NMOS开关管M_i,3串联后跨接在高通滤波电路正输出端和TIA同相输入端之间，电阻R_i,4、LO_i+做为栅控信号的NMOS开关管M_i,6串联后跨接在高通滤波电路负输出端和TIA反相输入端之间；LO_i-做为栅控信号的NMOS开关管M_i,4一端连接R_i,3和NMOS开关管M_i,3的串联接点，另一端连接TIA反相输入端；LO_i-做为栅控信号的NMOS开关管M_i,5一端连接R_i,4和NMOS开关管M_i,6的串联接点，另一端连接TIA同相输入端；两个二选一多数选择器、七个相同的NMOS开关管和六个电阻组成输入端和输出端均以并联方式连接的子混频电路。

二选一多路选择器MUX1的一个输入端输入本振信号LO+，另一个输入端接地或低电平，选择控制信号S连接使能控制信号E_i，输出信号LO_i+连接NMOS开关管M_i,3和M_i,6栅极；二选一多路选择器MUX2的一个输入端输入本振信号LO-，另一个输入端接地或低电平，选择控制信号S连接使能控制信号E_i，输出信号LO_i-连接NMOS开关管M_i,4和M_i,5栅极。下面以第i个子混频电路为例说明其组成和功能。

子混频电路i组成包括二选一多路选择器MUX1、二选一多路选择器MUX2、NMOS管M_i,1、NMOS管M_i,2、NMOS管M_i,3、NMOS管M_i,4、NMOS管M_i,5、NMOS管M_i,6、NMOS管M_i,7、电阻R_i,1、电阻R_i,2、电阻R_i,3、电阻R_i,4、电阻R_i,5、电阻R_i,6。其中，二选一多路选择器MUX1、二选一多路选择器MUX2结构相同；NMOS管M_i,1、NMOS管M_i,2、NMOS管M_i,3、NMOS管M_i,4、NMOS管M_i,5、NMOS管M_i,6、NMOS管M_i,7的宽长比相同，导通电阻均为R_on；电阻R_i,1、电阻R_i,2、电阻R_i,3、电阻R_i,4的阻值相同，均为R₁；电阻R_i,5、电阻R_i,6的阻值相同，均为R₂。子混频电路i将高通滤波电路输出的差分射频电压信号变换为电流I_i,P和I_i,M，开关混频电路产生的电流IP＝I_1,P+I_2,P+I_3,P+…I_i,P+…+I_N,P和电流IM＝I_1,M+I_2,M+I_3,M+…I_i,M+…+I_N,M流入跨阻放大器电路，其中，IP同时流入跨阻放大器TIA同相输入端、反馈电容CF1和增益电阻RF1，IM同时流入跨阻放大器TIA反相输入端、反馈电容CF2和增益电阻RF2。

电阻R_i,1一端连接射频信号高通滤波电路的正输出端，另一端连接NMOS管M_i,1的源极；NMOS管M_i,1的漏极连接NMOS管M_i,2的漏极；NMOS管M_i,1和M_i,2的栅极同时连接外部输入的使能控制信号E_i；电阻R_i,2的一端连接NMOS管M_i,2的源极，另一端连接射频信号高通滤波电路的负输出端；电阻R_i,3一端连接射频信号高通滤波电路的正输出端，另一端同时连接NMOS管M_i,3的源极和M_i,4的源极；电阻R_i,4一端连接射频信号高通滤波电路的负输出端，另一端同时连接NMOS管M_i,5的源极和M_i,6的源极；电阻R_i,5一端同时连接NMOS管M_i,3和M_i,5的漏极，另一端连接NMOS管M_i,7的漏极；电阻R_i,6一端同时连接NMOS管M_i,4和M_i,6的漏极，另一端连接NMOS管M_i,7的源极；NMOS管M_i,7的栅极连接外部输入的使能控制信号E_i。

跨阻放大电路包括跨阻放大器TIA，跨接并联在TIA同相输入端+和反相输出端-的反馈电容CF1和增益电阻RF1，跨接并联在TIA反相输入端-和同相输出端+的反馈电容CF2和增益电阻RF2；跨阻放大电路输入电流信号IP同时输入TIA同相输入端、增益电阻RF1和反馈电容CF1，输入电流信号IM同时输入TIA反相输入端、增益电阻RF2和反馈电容CF2；跨阻放大电路通过TIA反相输出端输出电压VOM，通过同相输出端输出电压VOP，TIA输出的直流电平通过增益电阻RF1和增益电阻RF2给TIA输入端提供直流偏置电压，在线性电压摆幅内运行，最大程度降低非线性误差。反馈电容CF1、CF2容值均为C_F，增益电阻RF1、RF2阻值均为R_F。TIA放大器可以由MOS管、BJT、电阻和电容构成。

双平衡无源混频器有两种工作模式：接收模式和关断模式。在接收模式下，混频器增益可配置，N位使能控制信号E₁、E₂、E₃、…E_i、…E_N中有一部分为高电平，另一部分为低电，假设有m位为低电平，N-m位为高电平，m个子混频电路打开，N-m个子混频电路关断，从而控制混频器的增益。在关断模式下，N位使能控制信号E₁、E₂、E₃、…E_i、…E_N均为高电平，N个子混频电路均关断。

当E_i＝0时，第i个子混频电路处于接收模式。NMOS管M_i,1、M_i,2、M_i,7均关断；LO+通过二选一多路选择器MUX1后作用于NMOS管M_i,3、M_i,6的栅极，LO-信号通过二选一多路选择器MUX2后作用于NMOS管M_i,4、M_i,5的栅极，控制其导通与截止，高电平导通，低电平截止，接收到的信号RFIN+和RFIN-经C₁和C₂组成的高通滤波电路后，经电阻R_i,3、R_i,4以及由MOS管M_i,3、M_i,4、M_i,5、M_i,6组成的开关转化为中频电流信号后输出给后级跨阻放大电路。

当E_i＝1时，第i个子混频电路处于关断模式，地信号或低电平通过二选一多路选择器MUX1和MUX2后作用于NMOS管M_i,3、M_i,4、M_i,5、M_i,6的栅极，NMOS管M_i,3、M_i,4、M_i,5、M_i,6均截止。高电平作用于NMOS管M_i,1、M_i,2、M_i,7的栅极，NMOS管M_i,1、M_i,2、M_i,7均导通。

在接收模式，假设N个子混频电路有m个打开，N-m个关断，所述可配置增益的双平衡无源混频器的输入电阻为：

其中，R_{on,M i,1}、R_{on,M i,2}、R_{on,M i,3}、R_{on,M i,6}分别表示MOS管M_i,1、M_i,2、M_i,3、M_i,6的导通电阻。由式(1)可以看出，所述可配置增益的双平衡无源混频器的输入电阻与打开的子混频电路数量m无关，可以保证在混频器增益配置时，从混频器输入端看进去的总的输入电阻不变。

高通滤波电路的增益为：

其中，C_H表示高通滤波电路电容C₁和C₂的容值。

开关混频电路将输入电压信号转变成电流信号，获得增益可以表示为：

调节m的值可以配置混频器的增益。所述跨阻放大电路增益可以表示为

其中，d为本振信号矩形控制脉冲的占空比，m为子混频电路使能打开的路数。

所述可配置增益的双平衡无源混频器增益可以表示为

由式(5)可以看出通过调节开关混频电路增益控制参数m和跨阻放大电路增益电阻R_F可以灵活调节所述增益可配置双平衡无源混频器的增益。

参阅图2。图2是本实施例的双平衡无源混频器可配置增益随增益控制参数m变化的曲线，R_F＝2.2kΩ、d＝0.25、R₁＝50kΩ，忽略开关管导通电阻R_on。

参阅图3。图3是本发明双平衡无源混频器可配置增益随输入射频信号频率变化曲线，R_F＝2.2kΩ、d＝0.25、R₁＝50kΩ，C_F＝1pF，C_H＝10nF，忽略开关管导通电阻R_on。

Claims (9)

1.一种可配置增益的双平衡无源混频器，包括：连接在高通滤波电路与跨阻放大电路之间的开关混频电路，由两个电容C₁和C₂并联构成高通滤波电路，其特征在于：高通滤波电路调出需要的频率特性且阻止频率低于一个确定频率阈值的信号和允许频率高于该确定频率阈值的信号通过，将射频输入信号RFIN+和RFIN-隔直流、通交流进行高通滤波；通过开关混频电路输入端和输出端以电路结构均相同的N个并联连接的子混频电路接收来自压控振荡器的本振信号，直接处理射频信号，将输入射频电压信号转化为中频电流信号；跨阻放大电路接收输入微弱电流信号，可在跨阻级设置增益，将开关混频电路输出的中频电流信号转化为中频电压信号；通过外部输入的数字信号控制开关混频电路，配置双平衡无源混频器的增益，产生随开关混频电路增益控制参数和跨阻放大电路增益电阻增加而增加的增益，在上位机控制下可随时调节混频器增益；

开关混频电路包括N个结构均相同并联连接的子混频电路，每个子混频电路包括两个接收本振信号LO-和LO+的二选一多路选择器MUX1和MUX2，电阻R_i,1、数字控制信号E_i做为栅控信号的NMOS开关管M_i,1和M_i,2、电阻R_i,2依次串联后跨接在高通滤波器的正输出端和负输出端之间，电阻R_i,5、数字控制信号E_i做为栅控信号的NMOS开关管M_i,7、电阻R_i,6依次串联后跨接在TIA同相输入端和反相输入端之间，电阻R_i,3、LO_i+做为栅控信号的NMOS开关管M_i,3串联后跨接在高通滤波电路正输出端和TIA同相输入端之间，电阻R_i,4、LO_i+做为栅控信号的NMOS开关管M_i,6串联后跨接在高通滤波电路负输出端和TIA反相输入端之间，LO_i-做为栅控信号的NMOS开关管M_i,4一端连接R_i,3和NMOS开关管M_i,3的串联接点，另一端连接TIA反相输入端；LO_i-做为栅控信号的NMOS开关管M_i,5一端连接R_i,4和NMOS开关管M_i,6的串联接点，另一端连接TIA同相输入端。

2.如权利要求1所述的可配置增益的双平衡无源混频器，其特征在于：高通滤波电路的正输出端同时连接子混频器i的电阻R_i,1、R_i,3的一端，负输出端同时连接子混频器i的电阻R_i,2、R_i,4的一端，R_i,3另一端通过NMOS管M_i,3串接TIA同相输入端，R_i,4另一端通过NMOS管M_i,6串接TIA反相输入端，R_i,1和R_i,2另一端通过串联的M_i,1和M_i,2串联在一起，其中，i为整数，1≤i≤N。

3.如权利要求1所述的可配置增益的双平衡无源混频器，其特征在于：两个二选一多数选择器、七个相同的NMOS开关管和六个电阻组成输入端和输出端均以并联方式连接的子混频电路。

4.如权利要求3所述的可配置增益的双平衡无源混频器，其特征在于：二选一多路选择器MUX1的一个输入端输入本振信号LO+，另一个输入端接地或低电平，选择控制信号S连接数字控制信号E_i，输出信号LO_i+连接NMOS开关管M_i,3和M_i,6栅极；二选一多路选择器MUX2的一个输入端输入本振信号LO-，另一个输入端接地或低电平，选择控制信号S连接数字控制信号E_i，输出信号LO_i-连接NMOS开关管M_i,4和M_i,5栅极。

5.如权利要求1所述的可配置增益的双平衡无源混频器，其特征在于：子混频电路i包括二选一多路选择器MUX1、二选一多路选择器MUX2、NMOS管M_i,1、NMOS管M_i,2、NMOS管M_i,3、NMOS管M_i,4、NMOS管M_i,5、NMOS管M_i,6、NMOS管M_i,7、电阻R_i,1、电阻R_i,2、电阻R_i,3、电阻R_i,4、电阻R_i,5和电阻R_i,6，其中，二选一多路选择器MUX1、二选一多路选择器MUX2结构相同，NMOS管M_i,1、NMOS管M_i,2、NMOS管M_i,3、NMOS管M_i,4、NMOS管M_i,5、NMOS管M_i,6、NMOS管M_i,7的宽长比相同，导通电阻均为R_on；电阻R_i,1、电阻R_i,2、电阻R_i,3、电阻R_i,4的阻值相同，均为R₁；电阻R_i,5、电阻R_i,6的阻值相同，均为R₂。

6.如权利要求5所述的可配置增益的双平衡无源混频器，其特征在于：子混频电路i将高通滤波电路输出的差分射频电压信号变换为电流I_i,P和I_i,M，开关混频电路产生的电流IP＝I_1,P+I_2,P+I_3,P+…I_i,P+…+I_N,P和电流IM＝I_1,M+I_2,M+I_3,M+…I_i,M+…+I_N,M流入跨阻放大器电路，其中，IP同时流入跨阻放大器TIA同相输入端、反馈电容CF1和增益电阻RF1，IM同时流入跨阻放大器TIA反相输入端、反馈电容CF2和增益电阻RF2。

7.如权利要求5所述的可配置增益的双平衡无源混频器，其特征在于：电阻R_i,1一端连接射频信号高通滤波电路的正输出端，另一端连接NMOS管M_i,1的源极；NMOS管M_i,1的漏极连接NMOS管M_i,2的漏极；NMOS管M_i,1和M_i,2的栅极同时连接外部输入的数字控制信号E_i；电阻R_i,2的一端连接NMOS管M_i,2的源极，另一端连接射频信号高通滤波电路的负输出端；电阻R_i,3一端连接射频信号高通滤波电路的正输出端，另一端同时连接NMOS管M_i,3的源极和M_i,4的源极；电阻R_i,4一端连接射频信号高通滤波电路的负输出端，另一端同时连接NMOS管M_i,5的源极和M_i,6的源极；电阻R_i,5一端同时连接NMOS管M_i,3和M_i,5的漏极，另一端连接NMOS管M_i,7的漏极；电阻R_i,6一端同时连接NMOS管M_i,4和M_i,6的漏极，另一端连接NMOS管M_i,,7的源极；NMOS管M_i,7的栅极连接外部输入的数字控制信号E_i。

8.如权利要求1所述的可配置增益的双平衡无源混频器，其特征在于：跨阻放大电路包括跨阻放大器TIA，跨接并联在TIA同相输入端+和反相输出端-的反馈电容CF1和增益电阻RF1，跨接并联在TIA反相输入端-和同相输出端+的反馈电容CF2和增益电阻RF2；跨阻放大电路输入电流信号IP同时输入TIA同相输入端、增益电阻RF1和反馈电容CF1，输入电流信号IM同时输入TIA反相输入端、增益电阻RF2和反馈电容CF2；跨阻放大电路通过TIA反相输出端输出电压VOM，通过同相输出端输出电压VOP，TIA输出的直流电平通过增益电阻RF1和增益电阻RF2给TIA输入端提供直流偏置电压，在线性电压摆幅内运行。

9.如权利要求1所述的可配置增益的双平衡无源混频器，其特征在于：在接收模式下，混频器增益可配置，N位数字控制信号中，N-m个为高电平，m个为低电平，m个子混频电路打开，N-m个子混频电路关断，控制混频器的增益，在关断模式下，N位数字控制信号均为高电平，N个子混频电路均关断；

当E_i＝0时，第i个子混频电路处于接收模式，NMOS管M_i,1、M_i,2、、M_i,7均关断；LO+通过二选一多路选择器MUX1后作用于NMOS管M_i,3、M_i,,6的栅极，LO-信号通过二选一多路选择器MUX2后作用于NMOS管M_i,4、M_i,5的栅极，控制其导通与截止，高电平导通，低电平截止，接收到的信号RFIN+和RFIN-经C₁和C₂组成的高通滤波电路后，经电阻R_i,3、R_i,4以及由M_i,3、M_i,4、M_i,5、M_i,6组成的开关转化为中频电流信号后输出给后级跨阻放大电路；当E_i＝1时，第i个子混频电路处于关断模式，地信号或低电平通过二选一多路选择器MUX1和MUX2后作用于NMOS管M_i,3、M_i,4、M_i,5、M_i,6的栅极，NMOS管M_i,3、M_i,4、M_i,5、M_i,6均截止，高电平作用于NMOS管M_i,1、M_i,2、M_i,7的栅极，NMOS管M_i,1、M_i,2、M_i,7均导通；在接收模式，N个子混频电路有m个打开，N-m个关断，则可配置增益的双平衡无源混频器的输入电阻为：

高通滤波电路的增益为：

开关混频电路将输入电压信号转变成电流信号，获得增益为：

跨阻放大电路增益可以表示为

可配置增益的双平衡无源混频器增益表示为

其中，d为本振信号矩形控制脉冲的占空比，m为子混频电路使能打开的路数，C_H表示高通滤波电路电容C1和C2的容值。