TWI524660B - 主動式混頻器與主動式混頻方法 - Google Patents

主動式混頻器與主動式混頻方法 Download PDF

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TWI524660B
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蘇烜毅
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瑞昱半導體股份有限公司
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
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    • H03D7/1491Arrangements to linearise a transconductance stage of a mixer arrangement

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  • Amplifiers (AREA)

Description

主動式混頻器與主動式混頻方法
本發明是關於混頻器與混頻方法,尤其是關於主動式混頻器與主動式混頻方法。
混頻器是用來轉換一輸入訊號的頻率,主要是透過開關電路使輸入訊號與開關訊號相乘來實現。一混頻器的輸入包含一射頻訊號與一本地振盪訊號,輸出則是依據該本地振盪訊號將該射頻訊號進行移頻後的一中頻訊號。通常而言,混頻器可以應用於一傳送系統之升頻電路或一接收系統之降頻電路,並可區分為被動式混頻器與主動式混頻器。相較於主動式混頻器,雖然被動式混頻器之線性度較佳,但它無法提供轉換增益,因此對於採用被動式混頻器之系統而言,前級電路必須提供較大之增益來壓抑後級電路產生之雜訊,此外,被動式混頻器之振盪訊號與射頻訊號的隔離度較差,容易造成振盪訊號輻射之問題。至於主動式混頻器,其於電晶體操作於飽合區(Saturation Region)時,將射頻電壓轉換至電流,並利用開關電路依開關訊號輸出電流之方式來進行頻率轉換,然後開關電路之輸出電流再經由輸出負載產生輸出電壓,因此主動式混頻器具有一轉換增益。相較於被動式混頻器,主動式混頻器之轉換增益可提供較好之雜訊抑制能力,但主動式混頻器之架構必須於電壓供應範圍內將電壓分配至電壓至電流轉換電路、開關電路與負載電路,同時為每一電路保留適當之訊號擺幅以供正常運作,因此設計餘裕較小,線性度較差。進一步而言,主動式混頻器常需在雜訊、線性度與轉換增益間做取捨,以一雙平衡式主動混頻器(亦稱為Gilbert Cell)為例,藉由減少流經用來接收本地振盪訊號之電晶體(後稱開關電晶體)的電流雖然可以降低閃爍雜訊(Flicker Noise),但此舉會增加接收射頻訊號之電晶體(後稱輸入電晶體)往該開關電晶體方向所看到的等效阻抗,使得輸入電晶體在接收到較大射頻訊號時,容易由飽合區進入三極管區(Triode Region),而影響到混頻器的線性度;另外,藉由增加中頻訊號輸出端的負載阻抗雖然可以提高增益,但此舉同樣會降低流經開關電晶體的電流,進而影響混頻器之線性度;再者,隨著半導體製程的演進,微縮化後電晶體的最大操作電壓變小,此時若優先確保開關電晶體與輸入電晶體工作在飽合區(亦即優先確保線性度),中頻訊號輸出端的訊號擺幅將被犧牲(亦即增益將被犧牲),而不利於後續訊號處理,但若優先確保輸出端的訊號擺幅,則開關電晶體與輸入電晶體的工作區由飽合區進入三極管區的機率將提高,進而造成混頻器線性度的損失。針對上述低操作電壓所衍生之問題,儘管有部分先前技術採用源極衰減設計來改善該些問題,但源極衰減設計會導致增益變小或電路面積增加的問題,同樣會使設計者面臨兩難。
相關先前技術可參閱公開號為20090029668之美國專利申請以及下列專利號所對應的美國專利: 5548840;6078802;6639447;7816970;7948294。
鑑於先前技術之缺失,本發明之一目的在於提供一種主動式混頻器與混頻方法,以解決先前技術之問題。
本發明揭露了一種主動式混頻器,能夠在兼顧增益與雜訊抑制的情形下改善線性度。該主動式混頻器之一實施例包含:一電壓至電流轉換電路,用來依據一輸入訊號產生一轉換訊號;一開關電路,耦接該電壓至電流轉換電路,用來依據一時脈訊號執行開關動作,並經由該開關動作電性連接該電壓至電流轉換電路與一負載電路;該負載電路,耦接該開關電路,用來經由該開關電路之開關動作依據該轉換訊號提供一輸出訊號於一第一輸出節點與一第二輸出節點,一第一補充電流源,耦接該開關電路與該第一輸出節點之間的一第一節點,用來提供一第一補充電流予該開關電路;以及一第二補充電流源,耦接該開關電路與該第二輸出節點之間的一第二節點,用來提供一第二補充電流予該開關電路
本發明亦揭露了一種主動式混頻方法,能夠兼顧增益、雜訊抑制與線性度,是由包含一電壓至電流轉換電路、一開關電路與一負載電路之一主動式混頻器來執行。該主動式混頻方法之一實施例包含:利用一電壓至電流轉換電路依據一輸入訊號產生一轉換訊號;利用一開關電路依據一時脈訊號執行開關動作,並經由該開關動作電性連接該電壓至電流轉換電路與一負載電路;經由該開關動作依據該轉換訊號提供一輸出訊號於該開關電路與該負載電路之間的一第一輸出節點與一第二輸出節點,經由一第一節點提供一第一補充電流予該開關電路,其中該第一節點位於該第一輸出節點與該開關電路之間;以及經由一第二節點提供一第二補充電流予該開關電路,其中該第二節點位於該第二輸出節點與該開關電路之間。
有關本發明的特徵、實作與功效,茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。
以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語,如本說明書對部分用語有加以說明或定義,該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。
本發明之揭露內容包含主動式混頻器與主動式混頻方法,能夠在兼顧增益與雜訊抑制的情形下改善線性度。該裝置及方法可應用於一積體電路(例如一通訊IC)或一系統裝置(例如一固定式或可攜式通訊裝置),且在實施為可能的前提下,本技術領域具有通常知識者能夠依本說明書之揭露內容來選擇等效之元件或步驟來實現本發明,亦即本發明之實施並不限於後敘之實施例。由於本發明之主動式混頻器所包含之部分元件單獨而言可能為已知元件,因此在不影響該裝置發明之充分揭露及可實施性的前提下,以下說明對於已知元件的細節將予以節略。此外,本發明之主動式混頻方法可藉由本發明之混頻器或其等效裝置來執行,在不影響該方法發明之充分揭露及可實施性的前提下,以下方法發明之說明將著重於步驟內容而非硬體。
請參閱圖1,其係本發明之主動式混頻器之一實施例的示意圖,如圖1所示,本實施例之主動式混頻器100包含:一電壓至電流轉換電路110;一開關電路120;一負載電路130;一第一補充電流源140以及一第二補充電流源150。所述電壓至電流轉換電路110例如是一轉導放大器,用來依據一輸入訊號產生一轉換訊號。所述開關電路120耦接電壓至電流轉換電路110,用來依據一時脈訊號(等於或源自於一振盪訊號)執行開關動作,並經由該開關動作電性連接電壓至電流轉換電路110與負載電路130。所述負載電路130耦接開關電路120,用來經由開關電路120之開關動作依據電壓至電流轉換電路110之轉換訊號提供一輸出訊號於一第一輸出節點O1與一第二輸出節點O2。所述第一補充電流源140耦接開關電路120與第一輸出節點O1間的一第一節點N1,用來提供一第一補充電流IS1予開關電路120,藉此在負載電路130之阻抗不減少(亦即不變或提高)的情形下,確保流經開關電路120之電流量,以改善線性度。類似地,所述第二補充電流源150耦接開關電路120與第二輸出節點O2間的一第二節點N2,用來提供一第二補充電流IS2予開關電路120,同樣可在負載電路130之阻抗不減少的情形下,改善線性度。
請參閱圖2,其是圖1之主動式混頻器100的一實施樣態的示意圖,本實施樣態中,主動式混頻器200是源自於一雙平衡式主動混頻器的架構,且作為降頻器之用,因此前述輸入訊號在此為射頻訊號,輸出訊號則為中頻訊號,然此實施樣態僅是舉例,本技術領域具有通常知識者能夠依需求選用已知混頻器架構來實施圖1之轉換電路110、開關電路120與負載電路130,亦即無需受限於圖2之實施架構。如圖2所示,電壓至電流轉換電路210包含一第一差動電晶體對212與一第一電流源214,所述第一差動電晶體對212由第一電晶體M1與第二電晶體M2所組成,電晶體M1用來依據輸入訊號的正相訊號Vip產生前述轉換訊號之一第一相位訊號C1,電晶體M2用來依據輸入訊號的反相訊號Vin產生轉換訊號之一第二相位訊號C2,第一電流源214則耦接於第一差動電晶體對212與一接地端之間,用來決定流經該第一差動電晶體對212之電流I1。
請繼續參閱圖2,開關電路220包含交錯耦合之第二差動電晶體對222(由電晶體M3、M4組成)、第三差動電晶體對224(由電晶體M5、M6組成)、一第二電流源226與一第三電流源228,用來依據前述時脈訊號執行開關動作,其中電晶體M3耦接前述第一補充電流源140與第一輸出節點O1,藉此接收來自負載電路230之電流IL1第一補充電流IS1,並依據時脈訊號之正相訊號Lop(包含一直流成份Lop_dc與一交流成份Lop_ac)來執行開關動作;電晶體M4耦接第二補充電流源150與第二輸出節點O2,藉此接收來自負載電路230之電流IL2與第二補充電流IS2,並依據時脈訊號之反相訊號Lon(包含一直流成份Lon_dc與一交流成份Lon_ac)來執行開關動作;電晶體M5耦接第一補充電流源140與第一輸出節點O1,藉此接收來自負載電路230之電流IL1第一補充電流IS1,並依據時脈訊號之反相訊號Lon來執行開關動作;以及電晶體M6耦接第二補充電流源150與第二輸出節點O2,藉此接收來自負載電路230之電流IL2與第二補充電流IS2,並依據時脈訊號之正相訊號Lop來執行開關動作。在圖2之電路為對稱式的設計以及正相與反相時脈訊號Lop、Lon各等於其直流成份Lop_dc、Lon_dc而使得電晶體M3至M6的導通狀態相同的情形下,為了降低第二差動電晶體對222與第三差動電晶體對224之閃爍雜訊,第二電流源226會在流經電晶體M1之電流(即I1/2)維持不變的情形下提供電流I2予電晶體M1(其中I2<(I1/2)),以相對應地減少流經第二差動電晶體對222之電晶體M3之電流(即(IL1+IS1)/2={[(I1/2)-I2]}/2與電晶體M4之電流(即(IL2+IS2)/2={[(I1/2)-I2]}/2,藉此減少閃爍雜訊,其中經由適當設計電流I2可與補充電流IS1、IS2相依(即互補或連動),使得來自負載電路230之電流IL1、IL2不因電流I2而減少或減少過多,以避免影響輸出訊號之工作範圍進而影響訊號增益;類似地,第三電流源228會在流經電晶體M2之電流(即I1/2)維持不變的情形下提供電流I3予電晶體M2(其中I3<(I1/2)),以相對應地減少流經第三差動電晶體對222之電晶體M5之電流(即(IL1+IS1)/2=[(I1/2)-I3]/2 與電晶體M6之電流(即(IL2+IS2)/2=[(I1/2)-I3]/2,藉此減少閃爍雜訊,同樣地,經由適當設計電流I3可與補充電流IS1、IS2相依,使得來自負載電路230之電流IL1、IL2不因電流I3而減少或減少過多,藉此維持訊號增益之水平。請注意,上述說明是基於電晶體M3至M6處於相同導通狀態的情形下,然而,隨著正相時脈訊號Lop與反相時脈訊號Lon之間的關係變化(例如Lop=Lop_dc+Lop_ac(max),Lon=Lon_dc+Lon_ac(min)),流經電晶體M3、M4之電流可能不同但互補以共同提供電流[(I1/2)-I2],流經電晶體M5、M6之電流可能不同但互補以共同提供電流[(I1/2)-I3]。由於時脈訊號Lop、Lon之間的關係與電晶體M3至M6的導通狀態的連動屬於本技術領域之通常知識,因此不必要之細節在此將予以節略。
請再參閱圖2,負載電路230包含電阻R1、R2,電阻R1耦接於一工作電壓VDD與第一輸出節點O1之間,用來依據前述轉換訊號之第一相位訊號C1提供輸出訊號之正相訊號Vop,而電阻R2耦接於該工作電壓VDD與第二輸出節點O2之間,用來依據前述轉換訊號之第二相位訊號C2提供輸出訊號之反相訊號Von。另外,第一補充電流源140耦接於一第一電壓V1與前述第一節點N1之間,並依據該第一電壓V1提供第一補充電流IS1,進一步而言,第一補充電流IS1之大小可依第一節點N1之電壓以及流經開關電路220(更精確地說在此為電晶體M3、M5)之電流的至少其中之一而決定;而第二補充電流源150耦接於一第二電壓V2與前述第二節點N2之間,以依據該第二電壓V2提供第二補充電流IS2,類似地,第二補充電流IS2可依第二節點N2之電壓以及流經開關電路220(更精確地說在此為電晶體M4、M6)之電流的至少其中之一而決定。本實施樣態中,上述第一電壓V1與該第二電壓V2均大於該工作電壓,舉例來說,第一電壓V1與第二電壓V2均大於或等於該工作電壓VDD與該開關電路220之一電晶體飽合模式之臨界電壓Vsat的和,更精確地說,第一電壓V1大於工作電壓VDD與電晶體M3或電晶體M5之飽合模式之臨界電壓的和,第二電壓V2則大於工作電壓VDD與電晶體M6或電晶體M4之飽合模式之臨界電壓的和。此外,開關電路220之第二電流源226與第三電流源228於本例中同樣依工作電壓VDD運作,然本領域人士可依需求對此做適當改變,例如使第二電流源226依據一第三電壓運作,使第三電流源228依據一第四電壓運作,其中第三與第四電壓小於第一與第二補充電流源140、150之工作電壓(即前述第一與第二電壓V1、V2)。
請注意,圖2之實施樣態中,電路為對稱設計,因此補充電流IS1等於補充電流IS2;電流IL1等於電流IL2;電流I2等於電流I3;且電壓V1等於電壓V2。另請注意,所述電流及電壓之產生或提供是於電路運作時,由於本領域人士可以瞭解電路之運作與非運作狀態之區別,冗餘之說明在此予以節略。再請注意,圖2之電晶體雖以NMOS電晶體為例,然而在實施為可能的前提上,本領域人士可自行選擇適用的電晶體來實施圖2或其等效電路。
除前揭裝置發明外,本發明亦揭露一種主動式混頻方法,是由包含電壓至電流轉換電路、開關電路與負載電路之主動式混頻器來執行,所述主動式混頻器可以是本發明之混頻器或其等效裝置。如圖3所示,本發明之主動式混頻方法之一實施例包含下列步驟: 步驟S310:利用一電壓至電流轉換電路依據一輸入訊號產生一轉換訊號。本步驟可藉由圖1之電壓至電流轉換電路110或其等效電路來執行; 步驟S320:利用一開關電路依據一時脈訊號執行開關動作,並經由該開關動作電性連接該電壓至電流轉換電路與一負載電路。本步驟可藉由圖1之開關電路120或其等效電路來執行; 步驟S330:經由該開關動作依據該轉換訊號提供一輸出訊號於該開關電路與該負載電路之間的一第一輸出節點與一第二輸出節點。本步驟可藉由圖1之負載電路130或其等效電路來執行; 步驟S340:經由一第一節點提供一第一補充電流予該開關電路,其中該第一節點位於該第一輸出節點與該開關電路之間。本步驟可藉由圖1之第一補充電流源140或其等效電路來執行;以及 步驟S350:經由一第二節點提供一第二補充電流予該開關電路,其中該第二節點位於該第二輸出節點與該開關電路之間。本步驟可藉由圖1之第二補充電流源150或其等效電路來執行。
承上所述,本實施例中,步驟S330進一步包含:依據該負載電路之工作電壓提供該輸出訊號;步驟S340進一步包含:依據依據一第一電壓產生該第一補充電流;步驟S350進一步包含:依據一第二電壓產生該第二補充電流。上述第一電壓與第二電壓均大於該負載電路之工作電壓,舉例而言,第一與第二電壓均大於或等於該工作電壓與該開關電路之一電晶體飽合模式之臨界電壓的和。另外,基於一對稱式設計,上述第一與第二電壓相等,且第一與第二補充電流相等。此外,第一補充電流之大小可依前述第一節點之電壓以及流經開關電路之電流的至少其中之一而決定,類似地,第二補充電流之大小可依第二節點之電壓以及流經開關電路之電流的至少其中之一而決定。再者,本實施例可進一步包含下列步驟:提供一第二電流(對應圖2之電流I2)與一第三電流(對應圖2之電流I3)至前述電壓至電流轉換電路,以減少流經該開關電路之電流,其中第一補充電流、第二補充電流、第二電流以及第三電流相依(亦即互補或連動)。
由於本技術領域具有通常知識者可藉由裝置發明之揭露內容來瞭解上述方法發明的實施細節與變化,因此,在不影響該方法發明之揭露要求及可實施性的前提下,重複及冗餘之說明將予以節略。請注意,前述說明中,「正相」、「負相」等用語是表達相對關係而非絕對關係;另外,前揭內容中,電壓、電流與電阻之值以及電晶體之種類與尺寸等屬於本技術領域人士可依本發明之揭露及本領域之通常知識來決定者,故本說明書不予贅述;再者,前揭圖示中,元件之形狀、尺寸、比例以及步驟之順序等僅為示意,是供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用,非用以限制本發明。另請注意,本技術領域具有通常知識者可依本發明之揭露內容及自身的需求選擇性地實施任一實施例之部分或全部技術特徵,或者選擇性地實施複數個實施例之部分或全部技術特徵之組合,藉此增加本發明實施時的彈性。
綜上所述,本發明之主動式混頻器與方法藉由提供補充電流來改善線性度,同時兼顧了增益與雜訊抑制的需求,也僅需單純的電路來實現。
雖然本發明之實施例如上所述,然而該些實施例並非用來限定本發明,本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化,凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇,換言之,本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧主動式混頻器
110‧‧‧電壓至電流轉換電路
120‧‧‧開關電路
130‧‧‧負載電路
140‧‧‧第一補充電流源
150‧‧‧第二補充電流源
200‧‧‧主動式混頻器
210‧‧‧電壓至電流轉換電路
212‧‧‧第一差動電晶體對
214‧‧‧第一電流源
220‧‧‧開關電路
222‧‧‧第二差動電晶體對
224‧‧‧第三差動電晶體對
226‧‧‧第二電流源
228‧‧‧第三電流源
O1、O2、N1、N2‧‧‧節點
C1、C2‧‧‧轉換訊號
Vop、Von‧‧‧輸出訊號
Vip、Vin‧‧‧輸入訊號
Lop、Lon‧‧‧時脈訊號
IS1、IS2‧‧‧補充電流
M1、M2、M3、M4、M5、M6‧‧‧電晶體
I1、I2、I3、IL1、IL2‧‧‧電流
VDD‧‧‧工作電壓
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧第二電壓
R1、R2‧‧‧電阻
S310‧‧‧利用一電壓至電流轉換電路依據一輸入訊號產生一轉換訊號
S320‧‧‧利用一開關電路依據一時脈訊號執行開關動作,並經由該開關動作電性連接該電壓至電流轉換電路與一負載電路
S330‧‧‧經由該開關動作依據該轉換訊號提供一輸出訊號於該開關電路與該負載電路之間的一第一輸出節點與一第二輸出節點
S340‧‧‧經由一第一節點提供一第一補充電流予該開關電路,其中該第一節點位於該第一輸出節點與該開關電路之間
S350‧‧‧經由一第二節點提供一第二補充電流予該開關電路,其中該第二節點位於該第二輸出節點與該開關電路之間
〔圖1〕為本發明之主動式混頻器之一實施例的示意圖; 〔圖2〕為圖1之主動式混頻器之一實施樣態的示意圖;以及 〔圖3〕為本發明之主動式混頻方法之一實施例的示意圖。
100‧‧‧主動式混頻器
110‧‧‧電壓至電流轉換電路
120‧‧‧開關電路
130‧‧‧負載電路
140‧‧‧第一補充電流源
150‧‧‧第二補充電流源
O1、O2、N1、N2‧‧‧節點
C1、C2‧‧‧轉換訊號
Vop、Von‧‧‧輸出訊號
Vip、Vin‧‧‧輸入訊號
Lop、Lon‧‧‧時脈訊號
IS1、IS2‧‧‧補充電流

Claims (20)

  1. 一種主動式混頻器(Active Mixer),包含:一電壓至電流轉換電路,用來依據一輸入訊號產生一轉換訊號;一開關電路,耦接該電壓至電流轉換電路,用來依據一時脈訊號執行開關動作,並經由該開關動作電性連接該電壓至電流轉換電路與一負載電路;該負載電路,耦接該開關電路,用來經由該開關動作依據該轉換訊號提供一輸出訊號於一第一輸出節點與一第二輸出節點;一第一補充電流源,耦接該開關電路與該第一輸出節點之間的一第一節點,用來提供一第一補充電流予該開關電路;以及一第二補充電流源,耦接該開關電路與該第二輸出節點之間的一第二節點,用來提供一第二補充電流予該開關電路,其中該負載電路於運作時耦接於一工作電壓與該開關電路之間,該第一補充電流源於運作時依據一第一電壓提供該第一補充電流,該第二補充電流源於運作時依據一第二電壓提供該第二補充電流,且該第一電壓與該第二電壓均大於該工作電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之主動式混頻器,其中該第一電壓與該第二電壓均大於或等於該工作電壓與該開關電路之一電晶體飽合模式之臨界電壓的和。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之主動式混頻器,其中該第一與第二電壓相等,且該第一與第二補充電流相等。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之主動式混頻器,其中該第一與第二電壓均大於或等於該工作電壓與該開關電路之一電晶體飽合模式之臨界電壓的和。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之主動式混頻器,其中該電壓至電流轉換電路包含:一第一差動電晶體對,包含一第一電晶體與一第二電晶體,該第一電晶體用來依據該輸入訊號產生該轉換訊號之一第一相位訊號,該第二電晶體用來依據該輸入訊號產生該轉換訊號之一第二相位訊號;以及至少一第一電流源,耦接於該第一差動電晶體對與一接地端之間,用來決定流經該第一差動電晶體對之電流。
  6. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之主動式混頻器,其中該開關電路包含:一第二差動電晶體對,耦接該第一與第二補充電流源與該第一與第二輸出節點,用來依據該時脈訊號執行該開關動作;一第三差動電晶體對,耦接該第一與第二補充電流源與該第一與第二輸出節點,用來依據該時脈訊號執行該開關動作;一第二電流源,耦接該第二差動電晶體對,用來減少流經該第二差動電晶體對之電流;以及一第三電流源,耦接該第三差動電晶體對,用來減少流經該第三 差動電晶體對之電流。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之主動式混頻器,其中該第二與第三電流源之工作電壓小於該第一與第二電壓。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之主動式混頻器,其中該第一補充電流是依據該第一節點之電壓以及流經該開關電路之電流的至少其中之一而決定,該第二補充電流是依據該第二節點之電壓以及流經該開關電路之電流的至少其中之一而決定。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之主動式混頻器,其中該第一補充電流、第二補充電流、該第二電流源之電流以及該第三電流源之電流相依。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之主動式混頻器,其中該電壓至電流轉換電路包含:一第一差動電晶體對,包含一第一電晶體與一第二電晶體,該第一電晶體用來依據該輸入訊號產生該轉換訊號之一第一相位訊號,該第二電晶體用來依據該輸入訊號產生該轉換訊號之一第二相位訊號;以及至少一第一電流源,耦接於該第一差動電晶體對與一接地端之間,用來決定流經該第一差動電晶體對之電流。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之主動式混頻器,其中該開關電路包含:一第二差動電晶體對,耦接該第一與第二補充電流源、該第一與第二輸出節點以及該第一電晶體,用來依據該時脈訊號執行 該開關動作;一第三差動電晶體對,耦接該第一與第二補充電流源、該第一與第二輸出節點以及該第二電晶體,用來依據該時脈訊號執行該開關動作;一第二電流源,耦接該第一電晶體與該第二差動電晶體對,用來提供流經該第一電晶體之電流的一部分,藉此減少流經該第二差動電晶體對之電流;以及一第三電流源,耦接該第二電晶體與該第三差動電晶體對,用來提供流經該第二電晶體之電流的一部分,藉此減少流經該第三差動電晶體對之電流。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之主動式混頻器,其中該第二電流源於運作時耦接於一第三電壓與該第一電晶體之間,該第三電流源於運作時耦接一第四電壓與該第二電晶體之間,且該第三與第四電壓小於該第一與第二補充電流源之工作電壓。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之主動式混頻器,其中該第一補充電流是依據該第一節點之電壓以及流經該開關電路之電流的至少其中之一而決定,該第二補充電流是依據該第二節點之電壓以及流經該開關電路之電流的至少其中之一而決定。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之主動式混頻器,其中該第一補充電流、第二補充電流、該第二電流源之電流以及該第三電流源之電流相依。
  15. 一種主動式混頻方法,是由包含一電壓至電流轉換電路、一開 關電路與一負載電路之一主動式混頻器來執行,包含:利用該電壓至電流轉換電路依據一輸入訊號產生一轉換訊號;利用該開關電路依據一時脈訊號執行開關動作,並經由該開關動作電性連接該電壓至電流轉換電路與該負載電路;經由該開關動作依據該轉換訊號提供一輸出訊號於該開關電路與該負載電路之間的一第一輸出節點與一第二輸出節點;經由一第一節點提供一第一補充電流予該開關電路,其中該第一節點位於該第一輸出節點與該開關電路之間;以及經由一第二節點提供一第二補充電流予該開關電路,其中該第二節點位於該第二輸出節點與該開關電路之間,其中該第一補充電流是依據該第一節點之電壓以及流經該開關電路之電流的至少其中之一而決定,該第二補充電流是依據該第二節點之電壓以及流經該開關電路之電流的至少其中之一而決定。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之主動式混頻方法,其中產生該輸出訊號之步驟包含依據該負載電路之工作電壓產生該輸出訊號;提供該第一補充電流之步驟包含依據一第一電壓產生該第一補充電流;提供該第二補充電流之步驟包含依據一第二電壓產生該第二補充電流,且該第一電壓與該第二電壓均大於該負載電路之工作電壓。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之主動式混頻方法,其中該第一與第二電壓相等,且該第一與第二補充電流相等。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之主動式混頻方法,其中該第一與第二電壓均大於或等於該工作電壓與該開關電路之一電晶體飽合模式之臨界電壓的和。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之主動式混頻方法,其中該第一與第二電壓均大於或等於該工作電壓與該開關電路之一電晶體飽合模式之臨界電壓的和。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之主動式混頻方法,進一步包含:提供一第二電流與一第三電流至該電壓至電流轉換電路,以減少流經該開關電路之電流,其中該第一補充電流、第二補充電流、第二電流以及第三電流相依。
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US10845832B2 (en) * 2018-09-10 2020-11-24 Analog Devices International Unlimited Company Voltage-to-current converter
US10778148B1 (en) * 2019-12-13 2020-09-15 Raytheon Company Gain and sensitivity in a Gilbert switch stage

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993015560A1 (en) 1992-02-03 1993-08-05 Motorola, Inc. Balanced mixer circuit
US6078802A (en) 1997-11-18 2000-06-20 Trw Inc. High linearity active balance mixer
CA2375438A1 (en) 2002-03-08 2003-09-08 Sirific Wireless Corporation Improvements to a high linearity gilbert i q dual mixer
JP2006129416A (ja) * 2004-09-28 2006-05-18 Sharp Corp 電圧−電流変換回路、それを用いた増幅器、ミキサ回路および携帯機器
TWI424681B (zh) 2007-07-25 2014-01-21 Realtek Semiconductor Corp 用以降低閃爍雜訊之混合器電路及其方法
KR101470509B1 (ko) 2008-05-06 2014-12-08 삼성전자주식회사 전압이득과 선형성이 개선된 주파수 혼합기
US8571510B2 (en) * 2008-08-18 2013-10-29 Qualcomm Incorporated High linearity low noise receiver with load switching
US7948294B2 (en) 2009-05-29 2011-05-24 Mediatek Inc. Mixer with high linearity

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