DE10045564A1 - Mixer circuit for HF data transmission system has bias voltage supplied via input resistance having associated linearisation element - Google Patents
Mixer circuit for HF data transmission system has bias voltage supplied via input resistance having associated linearisation elementInfo
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Abstract
Description
Eine Mischerschaltungsanordnung wird vor allem in der Hochfrequenztechnik, zum Beispiel in einem HF- Datenübertragungssystem, zur Frequenzumsetzung benötigt.A mixer circuit arrangement is mainly used in the Radio frequency technology, for example in an HF Data transmission system required for frequency conversion.
Eine bekannte Mischerschaltung kann eine passive Mischerschaltung mit Dioden oder anderen passiven Bauelementen sein. Alternativ kann eine bekannte Mischerschaltung eine aktive Mischerschaltung mit Transistoren sein.A known mixer circuit can be a passive one Mixer circuit with diodes or other passive Components. Alternatively, a known one Mixer circuit with an active mixer circuit Transistors.
In Anwendungen in Datenübertragungssystemen sind aktive Mischer weitverbreitet. Für die detaillierte Schaltungsform sind hierbei zahlreiche unterschiedliche Ausgestaltungen bekannt.In applications in data transmission systems are active Mixer widely used. For the detailed circuit form are numerous different configurations known.
Eine bekannte, sehr einfach aufgebaute aktive Mischerschaltung ist die additive Mischerschaltung, die in Fig. 1 dargestellt ist. Ein erstes Signal Ue mit einer ersten Frequenz fe wird über einen ersten Eingang 102 in die Mischerschaltung 101 eingegeben. Ein zweites Signal U0 mit einer zweiten Frequenz f0 wird über einen zweiten Eingang 103 in die Mischerschaltung 101 eingegeben. In der Mischerschaltung 101 werden Mischsignale mit unterschiedlichen Differenzfrequenzen fmij d. h. fm11 = |fe - f0|, fm21 = |2fe - f0|, fm12 = |fe - 2f0| etc. erzeugt. Die Mischsignale werden am Ausgang 104 der Mischerschaltung 101 ausgegeben.A known, very simple active mixer circuit is the additive mixer circuit, which is shown in FIG. 1. A first signal U e with a first frequency f e is input into the mixer circuit 101 via a first input 102 . A second signal U 0 with a second frequency f 0 is input into the mixer circuit 101 via a second input 103 . In the mixer circuit 101 , mixed signals with different differential frequencies f mij ie f m11 = | f e - f 0 |, f m21 = | 2f e - f 0 |, f m12 = | f e - 2f 0 | etc. generated. The mixed signals are output at the output 104 of the mixer circuit 101 .
Eine bekannte, bei Anwendungen, zum Beispiel in der Datenübertragung, weitverbreitete aktive Mischerschaltung ist die nach Barrie Gilbert benannte Gilbertzelle, deren Aufbau in Fig. 2 veranschaulicht ist. A known active mixer circuit which is widely used in applications, for example in data transmission, is the Gilbert cell named after Barrie Gilbert, the structure of which is illustrated in FIG. 2.
Die Gilbertzelle weist eine Mischerschaltung 201, einen Signaleingang mit einem ersten Signalanschluss RF 202 und einem zweiten Signalanschluss RFN 203, einen Lokaloszillatoreingang mit einem ersten Lokaloszillatoranschluss LO 204 und einem zweiten Lokaloszillatoranschluss LON 205 und einen Zwischenfrequenzausgang mit einem ersten Zwischenfrequenzanschluss ZF 206 und einem zweiten Zwischenfrequenzanschluss ZFN 207 auf.The Gilbert cell has a mixer circuit 201 , a signal input with a first signal connection RF 202 and a second signal connection RFN 203 , a local oscillator input with a first local oscillator connection LO 204 and a second local oscillator connection LON 205 and an intermediate frequency output with a first intermediate frequency connection ZF 206 and a second intermediate frequency connection ZFN 207 on.
Die Mischerschaltung 201 weist eine Eingangsteilschaltung 214 mit einem ersten Transistor 208 und einem zweiten Transistor 209 und eine Lokaloszillatorteilschaltung 215 mit einem dritten Transistor 216, einem vierten Transistor 217, einem fünften Transistor 218 und einem sechsten Transistor 219 auf. Der erste Transistor 208 und der zweite Transistor 209 sind an ihren Emittern miteinander elektrisch gekoppelt. Der Kollektor des ersten Transistors 208 ist mit dem Emitter des fünften Transistors 218 und mit dem Emitter des vierten Transistors 217 elektrisch gekoppelt. Der Kollektor des zweiten Transistors 209 ist mit dem Emitter des dritten Transistors 216 und mit dem Emitter des sechsten Transistors 219 elektrisch gekoppelt.The mixer circuit 201 has an input subcircuit 214 with a first transistor 208 and a second transistor 209 and a local oscillator subcircuit 215 with a third transistor 216 , a fourth transistor 217 , a fifth transistor 218 and a sixth transistor 219 . The first transistor 208 and the second transistor 209 are electrically coupled to one another at their emitters. The collector of the first transistor 208 is electrically coupled to the emitter of the fifth transistor 218 and to the emitter of the fourth transistor 217 . The collector of the second transistor 209 is electrically coupled to the emitter of the third transistor 216 and to the emitter of the sixth transistor 219 .
Der erste Signalanschluss RF 202 ist mit der Basis 210 des ersten Transistors 208 elektrisch gekoppelt. Der zweite Signalanschluss RFN 203 ist mit der Basis 211 des zweiten Transistors 209 elektrisch gekoppelt.The first signal connection RF 202 is electrically coupled to the base 210 of the first transistor 208 . The second signal connection RFN 203 is electrically coupled to the base 211 of the second transistor 209 .
Der erste Lokaloszillatoranschluss LO 204 ist mit der Basis des dritten Transistors 216 und mit der Basis des fünften Transistors 218 elektrisch gekoppelt. Der zweite Lokaloszillatoranschluss LON 205 ist mit der Basis des vierten Transistors 217 und mit der Basis des sechsten Transistors 219 elektrisch gekoppelt. The first local oscillator terminal LO 204 is electrically coupled to the base of the third transistor 216 and to the base of the fifth transistor 218 . The second local oscillator connection LON 205 is electrically coupled to the base of the fourth transistor 217 and to the base of the sixth transistor 219 .
Der erste Zwischenfrequenzanschluss ZF 206 ist mit dem Kollektor des dritten Transistors 216 und dem Kollektor des vierten Transistors 217 elektrisch gekoppelt. Der zweite Zwischenfrequenzanschluss ZF 207 ist mit dem Kollektor des fünften Transistors 218 und dem Kollektor des sechsten Transistors 219 elektrisch gekoppelt.The first intermediate frequency connection ZF 206 is electrically coupled to the collector of the third transistor 216 and the collector of the fourth transistor 217 . The second intermediate frequency connection ZF 207 is electrically coupled to the collector of the fifth transistor 218 and the collector of the sixth transistor 219 .
Zum ersten Signalanschluss RF 202 parallelgeschaltet ist ein erster Eingangswiderstand 212, über den zum Einstellen des Arbeitspunkts des ersten Transistors 208 eine Vorspannung VBias an den ersten Transistor 208 anlegbar ist. Zum zweiten Signalanschluss RF 203 parallelgeschaltet ist ein zweiter Eingangswiderstand 213, über den zum Einstellen des Arbeitspunkts des zweiten Transistors 209 eine Vorspannung VBias an den zweiten Transistor 209 anlegbar ist.A first input resistor 212 is connected in parallel with the first signal connection RF 202 , via which a bias voltage V bias can be applied to the first transistor 208 in order to set the operating point of the first transistor 208 . A second input resistor 213 is connected in parallel with the second signal connection RF 203 , via which a bias voltage V bias can be applied to the second transistor 209 in order to set the operating point of the second transistor 209 .
Als Eingangswiderstand 212 kann entweder ein gesonderter Widerstand oder der Innenwiderstand einer Spannungsquelle verwendet werden, die die Vorspannung VBias liefert. Als Eingangswiderstand 213 kann entweder ein gesonderter Widerstand oder der Innenwiderstand einer ersten Spannungsquelle 220 verwendet werden, die die Vorspannung VBias liefert.Either a separate resistor or the internal resistance of a voltage source which supplies the bias voltage VBias can be used as input resistor 212 . Either a separate resistor or the internal resistance of a first voltage source 220 , which supplies the bias voltage V bias , can be used as the input resistor 213 .
Über die beiden Signalanschlüsse RF 202 und RFN 203 wird ein hochfrequentes Eingangssignal VRF mit einer Signalfrequenz fRF, je nach Polarität des hochfrequenten Eingangssignals, in die Basis 210 des ersten Transistors 208 bzw. in die Basis 211 des zweiten Transistors 209 der Mischerschaltung eingegeben.Via the two signal connections RF 202 and RFN 203 , a high-frequency input signal VRF with a signal frequency f RF , depending on the polarity of the high-frequency input signal, is input into the base 210 of the first transistor 208 or into the base 211 of the second transistor 209 of the mixer circuit.
Über die beiden Lokaloszillatoranschlüsse LO 204 und LON 205 wird ein Lokaloszillatorsignal VLO mit einer Lokaloszillatorfrequenz fLO in, je nach Polarität des Lokaloszillatorsignals, in die Basis des dritten Transistors 216 und in die Basis des fünften Transistors 218 bzw. in die Basis des vierten Transistors 217 und in die Basis des sechsten Transistors 219 der Mischerschaltung 201 eingegeben. An den Kollektor des dritten Transistors 216 und an den Kollektor des vierten Transistors 217 bzw. an den Kollektor des fünften Transistors 218 und an den Kollektor des sechsten Transistors 219 wird außerdem über Lastwiderstände eine Versorgungsspannung VCC einer zweiten Spannungsquelle 221 angelegt.Via the two local oscillator connections LO 204 and LON 205 , a local oscillator signal VLO with a local oscillator frequency f LO in is, depending on the polarity of the local oscillator signal, in the base of the third transistor 216 and in the base of the fifth transistor 218 or in the base of the fourth transistor 217 and input into the base of the sixth transistor 219 of the mixer circuit 201 . A supply voltage V CC of a second voltage source 221 is also applied to the collector of the third transistor 216 and to the collector of the fourth transistor 217 or to the collector of the fifth transistor 218 and to the collector of the sixth transistor 219 via load resistors.
In der Mischerschaltung 201 wird, wie bei der additiven Mischerschaltung, aus dem hochfrequenten Eingangssignal VEB und dem Lokaloszillatorsignal VLO ein Mischsignal Um erzeugt, das über den Kollektor des dritten Transistors 216 und über den Kollektor des vierten Transistors 217 am ersten Zwischenfrequenzanschluss ZF 206 des Zwischenfrequenzausgangs ausgebbar ist und über den Kollektor des fünften Transistors 218 und über den Kollektor des sechsten Transistors 219 am zweiten Zwischenfrequenzanschluss ZFN 207 des Zwischenfrequenzausgangs ausgebbar ist.In the mixer circuit 201 , as in the additive mixer circuit, a high-frequency input signal VEB and the local oscillator signal VLO are used to generate a mixed signal Um, which can be output via the collector of the third transistor 216 and the collector of the fourth transistor 217 at the first intermediate frequency connection ZF 206 of the intermediate frequency output and can be output via the collector of the fifth transistor 218 and via the collector of the sixth transistor 219 at the second intermediate frequency connection ZFN 207 of the intermediate frequency output.
Die Leistungsfähigkeit einer Mischerschaltung ist von der Leistung und der Frequenz des Eingangssignals abhängig.The performance of a mixer circuit is different from that Power and the frequency of the input signal dependent.
Das erwünschte Nutzsignal im Mischsignal Um ist meistens das Zwischenfrequenzsignal VZF mit der Frequenz fZF = |fRF - fLO|. Jedoch ist die Erzeugung von anderen Mischtermen, die als Störsignale auf das Zwischenfrequenzsignal VZF wirken, unvermeidlich. Die Signalamplitude der Störsignale dritter Ordnung steigt mit der Eingangsleistung des Eingangssignals stärker an als die Signalamplitude des Zwischenfrequenzsignals. Ein wesentlicher Parameter zur Charakterisierung einer Mischerschaltung ist daher der Two-Tone-Intermodulation-Interceptpunkt dritter Ordnung, oder kurz IIP3. Der IIP3 bezeichnet den Eingangsleistungswert, bei dem die Signalamplitude der Störsignale dritter Ordnung gleich der Signalamplitude des Zwischenfrequenzsignals ist. The desired useful signal in the mixed signal U m is mostly the intermediate frequency signal VZF with the frequency f IF = | f RF - f LO |. However, the generation of other mixed terms that act as spurious signals on the intermediate frequency signal VZF is inevitable. The signal amplitude of the third-order interference signals increases more strongly with the input power of the input signal than the signal amplitude of the intermediate frequency signal. An essential parameter for characterizing a mixer circuit is therefore the third-order two-tone intermodulation intercept point, or IIP3 for short. The IIP3 denotes the input power value at which the signal amplitude of the third-order interference signals is equal to the signal amplitude of the intermediate frequency signal.
Für Anwendungen wichtig ist bei einer Mischerschaltung ein großer Linearitätsbereich der Ausgangsleistung des Zwischenfrequenzsignals im Verlauf der Eingangsleistung des Eingangssignals. Bei kleinen Eingangsleistungen steigt die Ausgangsleistung idealerweise linear mit der Eingangsleistung an. Bei zunehmend höheren Eingangsleistungen steigt die Ausgangsleistung nur mehr sublinear mit der Eingangsleistung an. Der Wert der Eingangsleistung, bei dem die Ausgangsleistung um 1 dB vom idealen linearen Wert abweicht, wird als Kompressionspunkt KP bezeichnet. Wünschenswert ist daher ein möglichst höher Kompressionspunkt. Der Leistungsbereich, in dem die Linearität zum sinnvollen Betreiben der Mischerschaltung ausreichend ist, wird auch als Dynamikbereich bezeichnet.What is important for applications is a mixer circuit large linearity range of the output power of the Intermediate frequency signal in the course of the input power of the Input signal. With small input powers, the increases Ideally, output power is linear with the input power on. With increasingly higher input powers, the Output power only sublinear with the input power on. The value of the input power at which the Output power deviates by 1 dB from the ideal linear value, is called the compression point KP. It is desirable therefore a compression point that is as high as possible. The Performance range in which the linearity to the sensible Operating the mixer circuit is sufficient is also considered Designated dynamic range.
Dabei ist es umso schwieriger, einen ausreichend großen Linearitätsbereich zu erzielen, je höher die Frequenz ist, bei der die Mischerschaltung betrieben wird. Die (obere) 3 dB- Grenzfrequenz der Mischerschaltung ist die Frequenz, bei der das logarithmische Spannungsverhältnis zwischen dem Ausgangssignal und dem Eingangssignal -3 dB beträgt, und gibt einen Anhaltspunkt für den Frequenzbereich, in dem die Mischerschaltung sinnvoll betreibbar ist.It is all the more difficult to find a sufficiently large one Linearity range, the higher the frequency, at which the mixer circuit is operated. The (upper) 3 dB Limit frequency of the mixer circuit is the frequency at which the logarithmic tension ratio between the Output signal and the input signal is -3 dB, and gives an indication of the frequency range in which the Mixer circuit can be operated sensibly.
Zur Vergrößerung des Linearitätsbereichs (Dynamikbereichs) einer Mischerschaltung sind unterschiedliche Konzepte bekannt, von denen im folgenden, ausgehend von der Gilbertzelle als zugrunde liegender Mischerschaltung, zwei erläutert werden.To increase the linearity range (dynamic range) a mixer circuit are different concepts known, of which in the following, starting from the Gilbert cell as the underlying mixer circuit, two are explained.
Bei einer aktiven Mischerschaltung mit gekoppelten Emittern, wie der Gilbertzelle, ist eine bekannte Maßnahme zur Vergrößerung des Linearitätsbereichs die sogenannte Emitterdegeneration. Hierbei wird, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist, an den Emitter des Transistors Q1 und an den Emitter des Transistors Q2 zum Eingeben des Eingangssignals jeweils ein Emitterwiderstand Re gekoppelt.In the case of an active mixer circuit with coupled emitters, such as the Gilbert cell, a known measure for increasing the linearity range is the so-called emitter degeneration. Here, as illustrated in FIG. 4, an emitter resistor R e is coupled to the emitter of transistor Q1 and to the emitter of transistor Q2 for inputting the input signal.
Eine weitere bekannte Maßnahme zur Vergrößerung des Linearitätsbereichs bei aktiven Mischerschaltungen mit gekoppelten Emittern ist das sogenannte Multi-tanh-Prinzip, bei dem mehrere Emitterpaare parallelgeschaltet sind. In Fig. 5 ist ein Multi-tanh-Dublett veranschaulicht, bei dem zwei Emitterpaare Q1/Q2 und Q3/Q4 parallelgeschaltet sind.Another known measure for increasing the linearity range in active mixer circuits with coupled emitters is the so-called multi-tanh principle, in which several pairs of emitters are connected in parallel. In FIG. 5, a multi-tanh doublet is illustrated, are / connected in parallel with the two emitter pairs Q1 / Q2 and Q3 Q4.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine einfache und dennoch leistungsfähige Mischerschaltungsanordnung anzugeben, die für hohe Frequenzen geeignet ist und dabei insbesondere eine verbesserte Linearität aufweist.The invention is based on the problem, a simple and nevertheless to provide powerful mixer circuitry, which is suitable for high frequencies and in particular has an improved linearity.
Das Problem wird gelöst durch eine Mischerschaltungsanordnung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch.The problem is solved by a mixer circuit arrangement with the features according to the independent claim.
Eine Mischerschaltungsanordnung weist auf:
A mixer circuit arrangement has:
- - eine Mischerschaltung zum Mischen eines Eingangssignals VRF mit einer Eingangsfrequenz fRF und eines Lokaloszillatorsignals VLO mit einer Lokaloszillatorfrequenz fLO zur Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignals ZF mit einer Zwischenfrequenz fZF,a mixer circuit for mixing an input signal VRF with an input frequency f RF and a local oscillator signal VLO with a local oscillator frequency f LO for generating an intermediate frequency signal ZF with an intermediate frequency f ZF ,
- - einen zum Eingeben des Eingangssignals VRF in die Mischerschaltung mit der Mischerschaltung elektrisch gekoppelten Signaleingang,- One for entering the input signal VRF in the Mixer circuit with the mixer circuit electrical coupled signal input,
- - einen zum Eingeben des Lokaloszillatorsignals VLO in die Mischerschaltung mit der Mischerschaltung elektrisch gekoppelten Lokaloszillatoreingang,- One for entering the local oscillator signal VLO in the Mixer circuit with the mixer circuit electrical coupled local oscillator input,
- - einen zum Ausgeben des Zwischenfrequenzsignals VZF aus der Mischerschaltung mit der Mischerschaltung elektrisch gekoppelten Zwischenfrequenzausgang,- One for outputting the intermediate frequency signal VZF the mixer circuit with the mixer circuit electrically coupled intermediate frequency output,
- - eine dem Signaleingang zugeschaltete Eingangswiderstands-Anordnung mit zumindest einem Eingangswiderstand, über die eine Vorspannung VBias zum Einstellen des Arbeitspunkts der Mischerschaltung eingebbar ist, und- one connected to the signal input Input resistance arrangement with at least one Input resistance, via which a bias voltage VBias to Setting the operating point of the mixer circuit can be entered, and
- - eine Linearisierungsanordnung mit zumindest einem zu dem jeweiligen Eingangswiderstand zugeschalteten Linearisierungselement,- A linearization arrangement with at least one to that connected to the respective input resistance Linearization element
- - wobei die Linearisierungsanordnung dem Signaleingang zugeschaltet ist, wobei sie so gestaltet und so angeordnet ist, dass der Linearitätsbereich der Mischerschaltung vergrößert ist.- The linearization arrangement the signal input is switched on, whereby it is designed and so is arranged that the linearity range of Mixer circuit is enlarged.
Durch die Zuschaltung des Linearisierungselements am Signaleingang wird die Biasspannung zur Einstellung des Arbeitspunktes der Mischerschaltung beeinflusst. Durch die Beeinflussung der Biasspannung wiederum wird der Linearitätsbereich der Mischerschaltung beeinflusst. Dadurch ist eine deutliche Vergrößerung des Dynamikbereichs der Mischerschaltung möglich.By connecting the linearization element on Signal input is the bias voltage for setting the Operating point of the mixer circuit influenced. Through the Influencing the bias voltage in turn is the Linearity range of the mixer circuit influenced. Thereby is a significant increase in the dynamic range of the Mixer switching possible.
Die erfindungsgemäße Linearisierungsanordnung kann so gestaltet und so angekoppelt sein, dass zudem die obere Grenzfrequenz der Mischerschaltung erhöht ist. Dies macht die erfindungsgemäße Schaltung besonders geeignet für hohe Frequenzen.The linearization arrangement according to the invention can thus designed and coupled so that the top Limit frequency of the mixer circuit is increased. This does the circuit according to the invention particularly suitable for high Frequencies.
Weiter kann die erfindungsgemäße Linearisierungsanordnung so gestaltet und so angekoppelt sein, dass zusätzlich der Two- Tone-Intermodulation-Interceptpunkt dritter Ordnung IIP3 erhöht ist.Furthermore, the linearization arrangement according to the invention can do so designed and coupled in such a way that the two- Third order tone intermodulation intercept point IIP3 is increased.
Bevorzugt ist das Linearisierungselement eine Induktivität, die zum entsprechenden Widerstand jeweils parallelgeschaltet ist.The linearization element is preferably an inductor, which are connected in parallel to the corresponding resistor is.
Es hat sich herausgestellt, dass bei einer erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung mit zumindest einer zu dem/den Eingangswiderstand oder -widerständen parallelgeschalteten Induktivität (Spule) als Linearisierungselement im Vergleich zu einer Mischerschaltungsanordnung ohne Linearisierungselement der Linearitätsbereich deutlich erhöht ist, die 3 dB-Grenzfrequenz zu höheren Frequenzen verschoben ist und der IIP3 zu höheren Leistungen verschoben ist.It has been found that in an inventive Mixer circuit arrangement with at least one to the / Input resistor or resistors connected in parallel Inductance (coil) as a linearization element in comparison to a mixer circuit arrangement without Linearization element of the linearity range increased significantly is, the 3 dB cutoff frequency shifted to higher frequencies and the IIP3 is shifted to higher performances.
Der Induktivitätswert der Induktivität ist über einen großen Bereich frei wählbar, wobei die Dimensionierung der Mischerschaltung zu berücksichtigen ist. Für übliche bekannte Mischerschaltungen für Datenübertragungsanwendungen liegt der Induktivitätswert der Induktivität bevorzugt im Induktivitätsbereich von 50 bis 400 pH, dabei bevorzugt bei 100 pH.The inductance value of the inductor is over a large one Area freely selectable, the dimensioning of the Mixer circuit must be taken into account. For usual known ones Mixer circuits for data transmission applications Inductance value of the inductance preferably in Inductance range from 50 to 400 pH, preferably at 100 pH.
Die der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung zugrundeliegende Mischerschaltung kann eine bekannte einfache Mischerschaltung wie die in Fig. 1 gezeigte Schaltung des additiven Mischers sein.The mixer circuit on which the mixer circuit arrangement according to the invention is based can be a known simple mixer circuit such as the circuit of the additive mixer shown in FIG. 1.
Bevorzugt wird eine Mischerschaltung eingesetzt, bei der
A mixer circuit is preferably used in which
- - der Signaleingang einen ersten und einen zweiten Signalanschluss aufweist,- The signal input a first and a second Has signal connection,
- - der Lokaloszillatoreingang einen ersten und einen zweiten Lokaloszillatoranschluss aufweist,- The local oscillator input a first and one has a second local oscillator connection,
- - der Zwischenfrequenzausgang einen ersten und einen zweiten Zwischenfrequenzanschluss aufweist, und- The intermediate frequency output a first and one has second intermediate frequency connection, and
- - der erste und der zweite Signalanschluss je eine Eingangswiderstands-Anordnung und je eine Linearisierungsordnung aufweisen.- The first and the second signal connection one each Input resistance arrangement and one each Have linearization order.
Die Eingangswiderstandsanordnung kann mehrere in Serie oder parallelgeschaltete Widerstände aufweisen. Die Linearisierungsanordnung kann so gestaltet sein, dass zu jedem Widerstand ein oder mehrere Linearisierungselemente zugeschaltet sind. Jedoch ist die Störanfälligkeit umso größer, je größer die Anzahl und die Komplexität der Komponenten in der Mischerschaltung ist. The input resistor arrangement can be in series or several have resistors connected in parallel. The Linearization arrangement can be designed so that one or more linearization elements for each resistor are switched on. However, the susceptibility to failure is all the more larger, the greater the number and complexity of Components in the mixer circuit is.
Bevorzugt ist daher, soweit keine Gründe für eine komplexere Anordnung sprechen, eine einfache Eingangswiderstands- Anordnung, die genau einen Eingangswiderstand aufweist und eine einfache Linearisierungsanordnung, bei der dem entsprechenden Eingangswiderstand genau ein Linearisierungselement zugeschaltet ist. Bei einer Mischerschaltung mit einem Signaleingang mit einem ersten Signalanschluss und einem zweiten Signalanschluss ist dabei jedem der beiden Signalanschlüsse ein Eingangswiderstand und ein Linearisierungselement zugeschaltet.It is therefore preferred unless there are reasons for a more complex one Arrangement speak a simple input resistance Arrangement that has exactly one input resistance and a simple linearization arrangement in which the corresponding input resistance exactly Linearization element is switched on. At a Mixer circuit with a signal input with a first Signal connection and a second signal connection is there an input resistance and each of the two signal connections a linearization element connected.
Als Eingangswiderstands-Anordnung kann eine Anordnung mit Einzelwiderständen vorgesehen sein. Alternativ ist kein gesonderter Eingangswiderstand vorgesehen, sondern der Innenwiderstand einer Spannungsquelle, zum Beispiel der Spannungsquelle, die die Vorspannung VBias zum Einstellen des Arbeitspunkts der Mischerschaltung liefert, wird als Eingangswiderstands-Anordnung verwendet.An arrangement with individual resistors can be provided as the input resistance arrangement. Alternatively, no separate input resistance is provided, but the internal resistance of a voltage source, for example the voltage source which supplies the bias voltage V bias for setting the operating point of the mixer circuit, is used as the input resistance arrangement.
Bei der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung kann eine passive Mischerschaltung mit Dioden verwendet werden.In the mixer circuit arrangement according to the invention a passive mixer circuit with diodes can be used.
Bei Datenübertragungsanwendungen weiterverbreitet als die passive Mischerschaltung ist die aktive Mischerschaltung mit Transistoren. Bevorzugt wird daher eine aktive Mischerschaltung verwendet, dabei bevorzugt eine Gilbertzelle, die als leistungsfähige Mischerschaltung weithin akzeptiert und verbreitet ist. Jedoch sind auch andere aktive und passive Mischerschaltungen möglich.Widely used in data transmission applications than that passive mixer circuit is the active mixer circuit with Transistors. An active one is therefore preferred Mixer circuit used, preferably one Gilbert cell, which acts as a powerful mixer circuit is widely accepted and widespread. However, too other active and passive mixer circuits possible.
Wird eine aktive Mischerschaltung verwendet, so ist die Art der Transistoren der gewünschten Anwendung entsprechend wählbar. Von den Transistoren können zumindest ein Teil Bipolartransistoren sein, außerdem können zumindest ein Teil davon MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) sein. If an active mixer circuit is used, then Art of the transistors according to the desired application selectable. At least some of the transistors can Be bipolar transistors, in addition, at least some of which MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
Die erfindungsgemäße Linearisierungsanordnung, die Eingangswiderstands-Anordnung und die Mischerschaltung mit ihren Dioden oder/und Transistoren und ggf. sonstigen Bauelementen können als gehäuste oder ungehäuste Einzelbauteile vorgesehen sein, die zum Beispiel auf einer Platine so verlötet sind, dass die Mischerschaltungsanordnung ausgebildet ist.The linearization arrangement according to the invention, the Input resistance arrangement and the mixer circuit with their diodes and / or transistors and possibly other Components can be packaged or unpackaged Individual components can be provided, for example on a Circuit board are soldered so that the mixer circuitry is trained.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Mischerschaltungsanordnung zumindest teilweise als monolithisch hochintegrierte Schaltung ausgebildet. Diese Ausbildungsform hat den Vorteil, dass der Platzbedarf und die Leistungsaufnahme der Mischerschaltungsanordnung verringert sind.The mixer circuit arrangement according to the invention is preferred at least partially as monolithically highly integrated Circuit trained. This type of training has the advantage that the space requirement and power consumption of the Mixer circuitry are reduced.
Als der monolithisch hochintegrierten Schaltung zugrundeliegende Technologie(n) sind grundsätzlich beliebige Technologien möglich. Die Mischerschaltungsanordnung kann zum Beispiel zumindest teilweise auf Silizium basieren, oder sie kann zumindest teilweise auf einem Verbindungshalbleiter, zum Beispiel mit einem III-V-Halbleiter wie GaAs, InP, InSb oder einem oder mehreren anderen bekannten III-V-Halbleitern, oder auf einem II-VI-Halbleiter, oder auf SiGe basieren. BiCMOS, CMOS oder sonstige bekannte Technologien sind mögliche Technologien zur Verwirklichung der Schaltungsanordnung.As the monolithically highly integrated circuit underlying technology (s) are basically any Technologies possible. The mixer circuit arrangement can Example based at least in part on silicon, or them can at least partially on a compound semiconductor to Example with a III-V semiconductor such as GaAs, InP, InSb or one or more other known III-V semiconductors, or based on a II-VI semiconductor, or on SiGe. BiCMOS, CMOS or other known technologies are possible Technologies for implementing the circuit arrangement.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are in the figures are shown and are explained in more detail below. Show it
Fig. 1 ein Schaltbild einer additiven Mischerschaltung nach dem Stand der Technik; Fig. 1 is a diagram of an additive mixer circuit according to the prior art;
Fig. 2 ein Schaltbild einer Gilbertzelle nach dem Stand der Technik; Fig. 2 is a diagram of a Gilbert cell according to the prior art;
Fig. 3 ein Schaltbild der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung; Fig. 3 is a circuit diagram of the preferred embodiment of the mixer circuit arrangement according to the invention;
Fig. 4 ein teilweises Schaltbild einer aktiven Mischerschaltung mit Emitterdegeneration; Fig. 4 is a partial circuit diagram of an active mixer circuit with emitter degeneration;
Fig. 5 ein teilweises Schaltbild einer aktiven Mischerschaltung mit Multi-tanh-Dublett; Fig. 5 is a partial circuit diagram of an active mixer circuit with multi-tanh doublet;
Fig. 6 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung. Fig. 6 is a circuit diagram of a further embodiment of the mixer circuit arrangement according to the invention.
Fig. 3 zeigt ein Schaltbild der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung. Die bevorzugte Mischerschaltungsanordnung verwendet als Mischerschaltung eine Gilbertzelle, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Fig. 3 shows a diagram of the preferred embodiment of the mixer circuit arrangement according to the invention. The preferred mixer circuit arrangement uses a Gilbert cell as the mixer circuit, as shown in FIG. 2.
Die Gilbertzelle weist eine Mischerschaltung 201, einen Signaleingang mit einem ersten Signalanschluss RF 202 und einem zweiten Signalanschluss RFN 203, einen Lokaloszillatoreingang mit einem ersten Lokaloszillatoranschluss LO 204 und einem zweiten Lokaloszillatoranschluss LON 205 und einen Zwischenfrequenzausgang mit einem ersten Zwischenfrequenzanschluss ZF 206 und einem zweiten Zwischenfrequenzanschluss ZFN 207 auf.The Gilbert cell has a mixer circuit 201 , a signal input with a first signal connection RF 202 and a second signal connection RFN 203 , a local oscillator input with a first local oscillator connection LO 204 and a second local oscillator connection LON 205 and an intermediate frequency output with a first intermediate frequency connection ZF 206 and a second intermediate frequency connection ZFN 207 on.
Die Mischerschaltung 201 weist eine Eingangsteilschaltung 214 mit einem ersten Transistor 208 und einem zweiten Transistor 209 und eine Lokaloszillatorteilschaltung 215 mit einem dritten Transistor 216, einem vierten Transistor 217, einem fünften Transistor 218 und einem sechsten Transistor 219 auf. Der erste Transistor 208 und der zweite Transistor 209 sind an ihren Emittern miteinander elektrisch gekoppelt. Der Kollektor des ersten Transistors 208 ist mit dem Emitter des fünften Transistors 218 und mit dem Emitter des vierten Transistors 217 elektrisch gekoppelt. Der Kollektor des zweiten Transistors 209 ist mit dem Emitter des dritten Transistors 216 und mit dem Emitter des sechsten Transistors 219 elektrisch gekoppelt.The mixer circuit 201 has an input subcircuit 214 with a first transistor 208 and a second transistor 209 and a local oscillator subcircuit 215 with a third transistor 216 , a fourth transistor 217 , a fifth transistor 218 and a sixth transistor 219 . The first transistor 208 and the second transistor 209 are electrically coupled to one another at their emitters. The collector of the first transistor 208 is electrically coupled to the emitter of the fifth transistor 218 and to the emitter of the fourth transistor 217 . The collector of the second transistor 209 is electrically coupled to the emitter of the third transistor 216 and to the emitter of the sixth transistor 219 .
Der erste Signalanschluss RF 202 ist mit der Basis 210 des ersten Transistors 208 elektrisch gekoppelt. Der zweite Signalanschluss RFN 203 ist mit der Basis 211 des zweiten Transistors 209 elektrisch gekoppelt.The first signal connection RF 202 is electrically coupled to the base 210 of the first transistor 208 . The second signal connection RFN 203 is electrically coupled to the base 211 of the second transistor 209 .
Der erste Lokaloszillatoranschluss LO 204 ist mit der Basis des dritten Transistors 216 und mit der Basis des fünften Transistors 218 elektrisch gekoppelt. Der zweite Lokaloszillatoranschluss LON 205 ist mit der Basis des vierten Transistors 217 und mit der Basis des sechsten Transistors 219 elektrisch gekoppelt.The first local oscillator terminal LO 204 is electrically coupled to the base of the third transistor 216 and to the base of the fifth transistor 218 . The second local oscillator connection LON 205 is electrically coupled to the base of the fourth transistor 217 and to the base of the sixth transistor 219 .
Der erste Zwischenfrequenzanschluss ZF 206 ist mit dem Kollektor des dritten Transistors 216 und dem Kollektor des vierten Transistors 217 elektrisch gekoppelt. Der zweite Zwischenfrequenzanschluss ZF 207 ist mit dem Kollektor des fünften Transistors 218 und dem Kollektor des sechsten Transistors 219 elektrisch gekoppelt.The first intermediate frequency connection ZF 206 is electrically coupled to the collector of the third transistor 216 and the collector of the fourth transistor 217 . The second intermediate frequency connection ZF 207 is electrically coupled to the collector of the fifth transistor 218 and the collector of the sixth transistor 219 .
Zum ersten Signalanschluss RF 202 parallelgeschaltet ist ein erster Eingangswiderstand 212, über den zum Einstellen des Arbeitspunkts des ersten Transistors 208 eine Vorspannung VBias an den ersten Transistor 208 anlegbar ist. Zum zweiten Signalanschluss RFN 203 parallelgeschaltet ist ein zweiter Eingangswiderstand 213, über den zum Einstellen des Arbeitspunkts des zweiten Transistors 209 eine Vorspannung VBias an den zweiten Transistor 209 anlegbar ist.A first input resistor 212 is connected in parallel with the first signal connection RF 202 , via which a bias voltage VBias can be applied to the first transistor 208 in order to set the operating point of the first transistor 208 . A second input resistor 213 is connected in parallel to the second signal connection RFN 203 , via which a bias voltage VBias can be applied to the second transistor 209 to set the operating point of the second transistor 209 .
Als Eingangswiderstand 212 kann entweder ein gesonderter Widerstand oder der Innenwiderstand einer Spannungsquelle verwendet werden, die die Vorspannung VBias liefert. Als Eingangswiderstand 213 kann entweder ein gesonderter Widerstand oder der Innenwiderstand einer ersten Spannungsquelle 220 verwendet werden, die die Vorspannung VBias liefert.Either a separate resistor or the internal resistance of a voltage source which supplies the bias voltage VBias can be used as input resistor 212 . Either a separate resistor or the internal resistance of a first voltage source 220 , which supplies the bias voltage V bias , can be used as the input resistor 213 .
Zum ersten Eingangswiderstand 212 ist eine erste Induktivität (Spule) 1 parallelgeschaltet. Zum zweiten Eingangswiderstand 213 ist eine zweite Induktivität (Spule) 2 parallelgeschaltet.A first inductance (coil) 1 is connected in parallel with the first input resistor 212 . A second inductance (coil) 2 is connected in parallel with the second input resistor 213 .
Über die beiden Signalanschlüsse RF 202 und RFN 203 wird ein hochfrequentes Eingangssignal VRF mit einer Signalfrequenz fRF, je nach Polarität des hochfrequenten Eingangssignals, in die Basis 210 des ersten Transistors 208 bzw. in die Basis 211 des zweiten Transistors 209 der Mischerschaltung eingegeben.Via the two signal connections RF 202 and RFN 203 , a high-frequency input signal VRF with a signal frequency f RF , depending on the polarity of the high-frequency input signal, is input into the base 210 of the first transistor 208 or into the base 211 of the second transistor 209 of the mixer circuit.
Über die beiden Lokaloszillatoranschlüsse LO 204 und LON 205 wird ein Lokaloszillatorsignal VLO mit einer Lokaloszillatorfrequenz fLO in, je nach Polarität des Lokaloszillatorsignals, in die Basis des dritten Transistors 216 und in die Basis des fünften Transistors 218 bzw. in die Basis des vierten Transistors 217 und in die Basis des sechsten Transistors 219 der Mischerschaltung 201 eingegeben. An den Kollektor des dritten Transistors 216 und an den Kollektor des vierten Transistors 217 bzw. an den Kollektor des fünften Transistors 218 und an den Kollektor des sechsten Transistors 219 wird außerdem über Lastwiderstände eine Versorgungsspannung VCC einer zweiten Spannungsquelle 221 angelegt.Via the two local oscillator connections LO 204 and LON 205 , a local oscillator signal VLO with a local oscillator frequency f LO in is, depending on the polarity of the local oscillator signal, in the base of the third transistor 216 and in the base of the fifth transistor 218 or in the base of the fourth transistor 217 and input into the base of the sixth transistor 219 of the mixer circuit 201 . A supply voltage V CC of a second voltage source 221 is also applied to the collector of the third transistor 216 and to the collector of the fourth transistor 217 or to the collector of the fifth transistor 218 and to the collector of the sixth transistor 219 via load resistors.
In der Mischerschaltung 201 wird, wie bei der additiven Mischerschaltung, aus dem hochfrequenten Eingangssignal VRF und dem Lokaloszillatorsignal VLO ein Mischsignal Um erzeugt, das über den Kollektor des dritten Transistors 216 und über den Kollektor des vierten Transistors 217 am ersten Zwischenfrequenzanschluss ZF 206 des Zwischenfrequenzausgangs ausgebbar ist und über den Kollektor des fünften Transistors 218 und über den Kollektor des sechsten Transistors 219 am zweiten Zwischenfrequenzanschluss ZFN 207 des Zwischenfrequenzausgangs ausgebbar ist.In the mixer circuit 201 , as in the additive mixer circuit, a high-frequency input signal U m is generated from the high-frequency input signal VRF and the local oscillator signal VLO, which via the collector of the third transistor 216 and the collector of the fourth transistor 217 at the first intermediate frequency connection ZF 206 of the intermediate frequency output can be output and can be output via the collector of the fifth transistor 218 and via the collector of the sixth transistor 219 at the second intermediate frequency connection ZFN 207 of the intermediate frequency output.
Wird zum Einstellen des Arbeitspunkts der Mischerschaltung eine Biasspannung VBias an den Signaleingang angelegt, so wird diese also über die Parallelschaltung von erstem Eingangswiderstand 212 und erster Induktivität 1 an die Basis 210 des ersten Transistors 208 angelegt und über die Parallelschaltung von zweitem Eingangswiderstand 213 und zweiter Induktivität 2 an die Basis 211 des zweiten Transistors 209 angelegt.If a bias voltage V bias is applied to the signal input in order to set the operating point of the mixer circuit, then this is applied to the base 210 of the first transistor 208 via the parallel connection of the first input resistor 212 and the first inductor 1 and via the parallel connection of the second input resistor 213 and second Inductor 2 is applied to the base 211 of the second transistor 209 .
Der Widerstandswert der beiden Eingangswiderstände 212 und 213 beträgt je 50 Ohm. Der Induktivitätswert der beiden Induktivitäten 1 und 2 beträgt je 100 pH.The resistance value of the two input resistors 212 and 213 is 50 ohms each. The inductance value of the two inductances 1 and 2 is 100 pH each.
Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung beträgt der Widerstandswert der beiden Eingangswiderstände 212 und 213 je 200 Ohm, bei einer weiteren Ausführungsform je 300 Ohm.In an alternative embodiment of the mixer circuit arrangement according to the invention, the resistance value of the two input resistors 212 and 213 is 200 ohms each, in a further embodiment 300 ohms each.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung beträgt der Induktivitätswert der beiden Induktivitäten 1 und 2 je 300 pH.In a further alternative embodiment of the mixer circuit arrangement according to the invention, the inductance value of the two inductances 1 and 2 is 300 pH each.
Fig. 6 zeigt ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung, die die in Fig. 1 gezeigte additive Mischerschaltung verwendet. FIG. 6 shows a circuit diagram of a further embodiment of the mixer circuit arrangement according to the invention, which uses the additive mixer circuit shown in FIG. 1.
Bei der Mischerschaltung aus Fig. 6 wird ein erstes Signal Ue mit einer ersten Frequenz fe wird über einen ersten Eingang 102 in die Basis 605 eines Transistors 604 der Mischerschaltung 101 eingegeben. Ein zweites Signal U0 mit einer zweiten Frequenz f0 wird über einen zweiten Eingang 103 in den Emitter 606 des Transistors 604 der Mischerschaltung 101 eingegeben.In the mixer circuit from FIG. 6, a first signal U e with a first frequency f e is input via a first input 102 into the base 605 of a transistor 604 of the mixer circuit 101 . A second signal U 0 with a second frequency f 0 is input via a second input 103 into the emitter 606 of the transistor 604 of the mixer circuit 101 .
In der Mischerschaltung 101 werden Mischsignale mit unterschiedlichen Differenzfrequenzen fmij, d. h. fm11 = |fe - f0|, fm21 = |2fe - f0|, fm12 = |fe - 2f0| etc. erzeugt, insbesondere das Zwischenfrequenzsignal UZF. Das Zwischenfrequenzsignal UZF wird über den Kollektor 607 des Transistors 604 am Ausgang 104 der Mischerschaltung 101 ausgegeben.In the mixer circuit 101 , mixed signals with different differential frequencies f mij , ie f m11 = | f e - f 0 |, f m21 = | 2f e - f 0 |, f m12 = | f e - 2f 0 | etc. generated, in particular the intermediate frequency signal UZF. The intermediate frequency signal UZF is output via the collector 607 of the transistor 604 at the output 104 of the mixer circuit 101 .
Zum ersten Eingang parallelgeschaltet sind ein Widerstand 602 und eine Induktivität 601, über die von einer Spannungsquelle 603 eine Spannung UB zum Einstellen des Arbeitspunkts des Transistors 604 an die Basis 605 des Transistors 604 anlegbar ist.A resistor 602 and an inductor 601 are connected in parallel to the first input, via which a voltage U B for setting the operating point of the transistor 604 can be applied to the base 605 of the transistor 604 from a voltage source 603 .
In der folgenden Tabelle 1 sind die aus Computersimulationen ermittelten Werte der Parameter 3 dB-Grenzfrequenz F3 dB, IIP3 und Kompressionspunkt KP jeweils für eine auf einer Gilbertzelle basierende Mischerschaltungsanordnung, einmal mit und einmal ohne die beiden erfindungsgemäßen Induktivitäten L1, L2 aufgelistet.In Table 1 below are those from computer simulations determined values of the parameters 3 dB cut-off frequency F3 dB, IIP3 and compression point KP each for one on one Gilbert cell based mixer circuitry, once with and once without the two according to the invention Inductors L1, L2 listed.
Tabelle 1 zeigt, dass durch die beiden Induktivitäten L1 und L2 gemäß der in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die 3 dB-Grenzfrequenz um 20 GHz von 12 auf 32 GHz erhöht ist. Weiter ist der IIP3 um 18 dBm von -7 dBm auf +11 dBm erhöht. Der Kompressionspunkt ist um 21 dBm von -18 dBm auf +3 dBm erhöht. Table 1 shows that the two inductors L1 and L2 according to the preferred embodiment of the invention shown in FIG. 3 increase the 3 dB cutoff frequency by 20 GHz from 12 to 32 GHz. The IIP3 is also increased by 18 dBm from -7 dBm to +11 dBm. The compression point is increased by 21 dBm from -18 dBm to +3 dBm.
In der folgenden Tabelle 2 sind die Werte der Parameter wie in Tabelle 1 für eine auf einer anders dimensionierten Gilbertzelle basierende Mischerschaltungsanordnung, ebenfalls einmal mit und einmal ohne die beiden erfindungsgemäßen Induktivitäten L1, L2, aufgelistet.In Table 2 below, the values of the parameters are like in table 1 for one on a different dimension Gilbert cell based mixer circuitry, also once with and once without the two according to the invention Inductors L1, L2 listed.
Tabelle 2 zeigt, dass durch die beiden Induktivitäten L1 und L2 gemäß der in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die 3 dB-Grenzfrequenz um 22 GHz von 20 auf 42 GHz erhöht ist. Weiter ist der IIP3 um 17 dBm von -12 dBm auf +5 dBm erhöht. Der Kompressionspunkt ist um 17 dBm von -22 dBm auf -5 dBm erhöht.Table 2 shows that the two inductors L1 and L2 according to the preferred embodiment of the invention shown in FIG. 3 increase the 3 dB cutoff frequency by 22 GHz from 20 to 42 GHz. The IIP3 is also increased by 17 dBm from -12 dBm to +5 dBm. The compression point is increased by 17 dBm from -22 dBm to -5 dBm.
Alternative Ausführungsformen der Erfindung mit unterschiedlich dimensionierten Mischerschaltungsanordnungen ermöglichen Mischerschaltungsanordnungen mit unterschiedlichen Charakteristika wie 3 dB-Grenzfrequenz, IIP3 und Kompressionspunkt.Alternative embodiments of the invention with differently dimensioned mixer circuit arrangements enable mixer circuit arrangements with different characteristics like 3 dB cutoff frequency, IIP3 and compression point.
Die Tabellen 1 und 2 verdeutlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung gegenüber einer Schaltungsanordnung ohne die erfindungsgemäße Linearisierungsanordnung. Der deutlich erhöhte Kompressionspunkt KP zeigt, dass der Linearitätsbereich der erfindungsgemäßen Mischerschaltungsanordnung durch die Induktivitäten deutlich vergrößert ist. Durch die Erhöhung der 3 dB-Grenzfrequenz ist die erfindungsgemäße Mischerschaltungsanordnung bei höheren Frequenzen betreibbar. Durch den erhöhten IIP3 ist die erfindungsgemäße Mischerschaltungsanordnung in einem größeren Leistungsbereich verwendbar, und dies insbesondere bei einer erhöhten Frequenz.Tables 1 and 2 illustrate the advantages of Mixer circuit arrangement according to the invention compared to a Circuit arrangement without the invention A linearization arrangement. The significantly increased Compression point KP shows that the linearity range of the mixer circuit arrangement according to the invention by the Inductors is significantly increased. By increasing the 3 dB cutoff frequency is the one according to the invention Mixer circuit arrangement can be operated at higher frequencies. Due to the increased IIP3 is the invention Mixer circuit arrangement in a larger power range can be used, especially with an elevated Frequency.
Diese Vorteile werden durch eine sehr einfache Schaltungsanordnung erzielt, die keine spezialisierten Sonderkomponenten, sondern nur handelsübliche Standardkomponenten wie Kapazitäten und Induktivitäten verwendet, und von diesen nur eine geringe Anzahl. Dadurch werden weitere Vorteile bewirkt. Zum einen ist die erfindungsgemäße Mischerschaltungsanordnung kostengünstig. Zum anderen ist sie aufgrund der einfachen und wenigen gegenüber einer herkömmlichen Schaltung zusätzlichen Komponenten wenig störanfällig und damit sehr zuverlässig. These advantages are very simple Circuit arrangement achieved that no specialized Special components, only standard ones Standard components such as capacitors and inductors used, and only a small number of them. Thereby further advantages are brought about. For one, it is Mixer circuit arrangement according to the invention inexpensively. Second, it is due to the simple and few compared to a conventional circuit additional Components less prone to failure and therefore very reliable.
101101
Mischerschaltung
mixer circuit
102102
Erster Eingang
First entrance
103103
Zweiter Eingang
Second entrance
104104
Ausgang
output
201201
Mischerschaltung
mixer circuit
202202
Erster Signalanschluss RF
First signal connection RF
203203
Zweiter Signalanschluss RFN
Second signal connection RFN
204204
Erster Lokaloszillatoranschluss LO
First local oscillator connection LO
205205
Zweiter Lokaloszillatoranschluss LON
Second local oscillator connection LON
206206
Erster Zwischenfrequenzanschluss ZF
First intermediate frequency connection ZF
207207
Zweiter Zwischenfrequenzanschluss ZFN
Second intermediate frequency connection ZFN
208208
Erster Transistor
First transistor
209209
Zweiter Transistor
Second transistor
210210
Basis des ersten Transistors
Base of the first transistor
211211
Basis des zweiten Transistors
Base of the second transistor
212212
Erster Eingangswiderstand
First input resistance
213213
Zweiter Eingangswiderstand
Second input resistance
214214
Eingangsteilschaltung
Input subcircuit
215215
Lokaloszillatorteilschaltung
Local oscillator subcircuit
216216
Dritter Transistor
Third transistor
217217
Vierter Transistor
Fourth transistor
218218
Fünfter Transistor
Fifth transistor
219219
Sechster Transistor
Sixth transistor
220220
Erste Spannungsquelle
First voltage source
221221
Zweite Spannungsquelle
Second voltage source
11
Erste Induktivität
First inductance
22
Zweite Induktivität
Re Eingangswiderstand
Q1 Transistor
Q2 Transistor
Q3 Transistor
Q4 Transistor
Second inductance
Re input resistance
Q1 transistor
Q2 transistor
Q3 transistor
Q4 transistor
601601
Induktivität
inductance
602602
Widerstand
resistance
603603
Spannungsquelle
voltage source
604604
Transistor
transistor
605605
Basis
Base
606606
Emitter
emitter
607607
Kollektor
collector
Claims (19)
mit einer Mischerschaltung (201) zum Mischen eines Eingangssignals (VRF) mit einer Eingangsfrequenz (fRF) und eines Lokaloszillatorsignals (VLO) mit einer Lokaloszillatorfrequenz (fLO) zur Erzeugung eines Zwischenfrequenzsignals (ZF) mit einer Zwischenfrequenz (fZF),
mit einem zum Eingeben des Eingangssignals (VRF) in die Mischerschaltung (201) mit der Mischerschaltung (201) elektrisch gekoppelten Signaleingang,
mit einem zum Eingeben des Lokaloszillatorsignals (VLO) in die Mischerschaltung (201) mit der Mischerschaltung (201) elektrisch gekoppelten Lokaloszillatoreingang,
mit einem zum Ausgeben des Zwischenfrequenzsignals (VZF) aus der Mischerschaltung (201) mit der Mischerschaltung (201) elektrisch gekoppelten Zwischenfrequenzausgang,
mit einer dem Signaleingang zugeschalteten Eingangswiderstands-Anordnung mit zumindest einem Eingangswiderstand (212, 213), über die eine Vorspannung (VBias) zum Einstellen des Arbeitspunkts der Mischerschaltung (201) eingebbar ist, und
mit einer Linearisierungsanordnung mit zumindest einem zu dem jeweiligen Eingangswiderstand zugeschalteten Linearisierungselement (L1, L2),
wobei die Linearisierungsanordnung dem Signaleingang zugeschaltet ist, wobei sie so gestaltet und so angeordnet ist, dass der Linearitätsbereich der Mischerschaltung (201) vergrößert ist.1. Mixer circuit arrangement
with a mixer circuit ( 201 ) for mixing an input signal (VRF) with an input frequency (fRF) and a local oscillator signal (VLO) with a local oscillator frequency (fLO) for generating an intermediate frequency signal (ZF) with an intermediate frequency (fZF),
with a for inputting the input signal (VRF) in the mixer circuit (201) having the mixer circuit (201) electrically coupled signal input,
with a for inputting the local oscillator signal (VLO) to the mixer circuit (201) having the mixer circuit (201) electrically coupled to local oscillator input,
with a for outputting the intermediate frequency signal (VIF) from the mixer circuit (201) having the mixer circuit (201) electrically coupled intermediate frequency output,
with an input resistance arrangement connected to the signal input and having at least one input resistance ( 212 , 213 ), via which a bias voltage (VBias) can be entered for setting the operating point of the mixer circuit ( 201 ), and
with a linearization arrangement with at least one linearization element (L1, L2) connected to the respective input resistance,
the linearization arrangement being connected to the signal input, it being designed and arranged in such a way that the linearity range of the mixer circuit ( 201 ) is enlarged.
der Signaleingang einen ersten und einen zweiten Signalanschluss (RF 202, RFN 203) aufweist,
der Lokaloszillatoreingang einen ersten und einen zweiten Lokaloszillatoranschluss (LO 204, LON 205) aufweist,
der Zwischenfrequenzausgang einen ersten und einen zweiten Zwischenfrequenzanschluss (ZF 206, ZFN 207) aufweist, und
der erste und der zweite Signalanschluss (RF 202, RFN 203) je eine Eingangswiderstands-Anordnung und je eine Linearisierungsordnung aufweisen.4. Mixer circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, in which
the signal input has a first and a second signal connection (RF 202 , RFN 203 ),
the local oscillator input has a first and a second local oscillator connection (LO 204 , LON 205 ),
the intermediate frequency output has a first and a second intermediate frequency connection (ZF 206 , ZFN 207 ), and
the first and the second signal connection (RF 202 , RFN 203 ) each have an input resistance arrangement and a linearization arrangement.
jede Eingangswiderstands-Anordnung genau einen Eingangswiderstand (212, 213) aufweist und
jede Linearisierungsanordnung genau ein zu dem entsprechenden Eingangswiderstand zugeschaltetes Linearisierungselement (L1, L2) aufweist.5. Mixer circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, in which
each input resistor arrangement has exactly one input resistor ( 212 , 213 ) and
each linearization arrangement has exactly one linearization element (L1, L2) connected to the corresponding input resistance.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10045564A DE10045564A1 (en) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | Mixer circuit for HF data transmission system has bias voltage supplied via input resistance having associated linearisation element |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE10045564A DE10045564A1 (en) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | Mixer circuit for HF data transmission system has bias voltage supplied via input resistance having associated linearisation element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10045564A1 true DE10045564A1 (en) | 2002-04-04 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10045564A Ceased DE10045564A1 (en) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | Mixer circuit for HF data transmission system has bias voltage supplied via input resistance having associated linearisation element |
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|---|---|
| DE (1) | DE10045564A1 (en) |
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