CN1538616A - 具有低噪声高线性下变频混频器 - Google Patents

具有低噪声高线性下变频混频器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高频无线接收机中的低噪声高线性下变频混频器，本发明旨在提高混频器增益、线性度和降低低噪声。本发明是由开关电路、中频电路、射频放大电路和直流偏置电路连接构成。本发明用于无线通信设备中射频前置部分。

Description

具有低噪声高线性下变频混频器
技术领域
本发明是一种具有低噪声高线性下变频混频器，具体涉及无线接收装置中混频器的设计。
背景技术
在无线通信设备中，混频器是接收装置必不可少的组成部分。其是将射频信号变频到中频信号，使放大后的信号不失真。这就要求线路本身线性度要好，本身引入的噪声要低，而放大倍数要高。因而，线性度是衡量混频器好坏的一个重要参数。传统的吉伯特混频器如图1所示，当输入强射频信号处于负半周时，由于其基准电流为零，很可能导致M1、M2二个MOS管关闭，造成线性度变差，其由于通过开关的电流较大，使负载电阻阻值不能很大，因此限制了混频器增益，开关管引入噪声也很大，这是已有混频器设计中存在的问题。
发明内容
针对如上已有技术中的不足，本发明人的发明目的是：提高混频器的线性度、加大增益、减小噪声。
为实现本发明的发明目的，发明人是通过采用如下技术方案实现的：该下变频混频器是由一开关电路、中频电路、射频放大电路与直流偏置电路连接构成，并在开关电路与中频电路中设有一直流电流源，用以减少通过开关管的电流，这样在保证负载电阻上压降一定的情况下，电阻阻值可以增大，提高电路的增益，由于电流的减少，开关管引入的噪声也相应减少，射频放大电路采用的是甲、乙类结构，通过跟随器给输入的射频信号提供了直流基准电流，使得在强信号的负半周输入时，开关管不会关闭，因而提高了下变频混频器的线性度。
附图说明
图1为已有技术的吉伯特混频器线路图；
图2为本发明具有低噪声高线性下变频混频器线路图；
图3为本发明具有低噪声高线性下变频混频器中开关电路和中频电路的线路图；
图4为本发明具有低噪声高线性下变频混频器中直流偏置电路图；
图5为本发明具有低噪声高线性下变频混频器中直流电源电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述如下：
如图1所示，我们可以看出已有技术吉伯特混频器是通过晶体管M3、M4、M5、M6作为开关管，其流经开关管的电流很大，造成负载阻值不能过大，因此，整个电路增益受到限制，特别在射频信号输入到M1、M2时，造成M1、M2在强信号处于负半周时可能处于关闭状态，导致信号输出失真，直接影响混频器的质量。
如图2、图3和图4所示是本发明具有低噪声高线性混频器线路图、本发明中开关电路和中频电路示意图和本发明中混频器射频放大电路示意图。从图2中可以看出其是由M1、M2、M3、M4晶体管与直流电源I1、I2，负载电阻R1、R2连接构成的开关电路与中频电路，该电路分别由A、B二点连接在放大器M8、M9，并分别连接，跟随器M7、M10与M5、M6电流源、隔直电容C1、C2相连接。如图4所示，当E、F点的电压随着Vrf+、Vrf-输入信号的强弱变化而变化，Vrf+、Vrf-的电压是反相的，M8、M9将射频信号转换成电流，其栅极(节点E、F)电压由直流偏置电路提供。当输入端Vrf+的电压升高时，Vrf-的电压降低，节点E的电压升高，M8的电流变小，M5的电流也随着Vrf-电压降低而减弱；节点F的电压也随着Vrf-电压的降低而降低，M9的电流增大，M6的电流随着Vrf+电压的升高而增大。反之亦然。
下面我们将图2中有关直流偏置电路用图5单独表示出来，从图5中我们可以看出由直流电流源I3与晶体管M12、M11连接，并由C3、C5电容作为滤波，电阻R3用来隔离射频信号对偏置电路的影响，电容用来滤除偏置电流中的噪声；与其相同，直流电流源I4与晶体管M12、M13连接，并由C4、C6电容作为滤波，电阻R4用来隔离射频信号对偏置电路的影响，由如上电路的组合构成该具有低噪声高线性下变频混频器电路中的直流偏置电路。
综上所述，本发明人通过如上技术方案的实施，达到本发明人的发明目的，提高了混频器的线性度，加大了增益并减少了噪声。

Claims (6)

1.一种具有低噪声高线性下变频混频器，其特征在于：其是由开关电路、中频电路、射频放大电路、直流偏置电路连接构成。
2.如权利要求1所述的具有低噪声高线性下变频混频器，其特征在于：在开关电路与中频电路间设有一直流电流源。
3.如权利要求1所述的具有低噪声高线性下变频混频器，其特征在于：射频放大电路是由甲、乙类结构构成，通过跟随器给输入射频信号提供直流基准电流。
4.如权利要求1所述的具有低噪声高线性下变频混频器，其特征在于：直流偏置电路是由晶体管M11、M12、M13，M14，直流电流源I3、I4，滤波电容C3、C4、C5、C6和电阻R3、R4提供放大器直流偏置，其电容用于滤除偏置电流中噪声，电阻用来隔离射频信号对偏置电路的影响。
5.如权利要求2中所述的一种具有低噪声高线性下变频混频器，其特征在于：开关电路与中频电路间设有一直流电流源是由开关管M1、M2、M3、M4，直流电流源I1、I2，负载电阻R1、R2连接构成。
6.如权利要求3中所述的一种具有低噪声高线性下变频混频器，其特征在于：射频放大电路甲、乙类结构是由M7、M10组成的跟随器，并由M8、M9组成的放大器及隔直电容C1、C2连接构成。
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