TWI565226B - 具有高二階和三階截斷點的混波器 - Google Patents

具有高二階和三階截斷點的混波器 Download PDF

Info

Publication number
TWI565226B
TWI565226B TW101148025A TW101148025A TWI565226B TW I565226 B TWI565226 B TW I565226B TW 101148025 A TW101148025 A TW 101148025A TW 101148025 A TW101148025 A TW 101148025A TW I565226 B TWI565226 B TW I565226B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
mixer
coupled
local oscillator
secondary winding
Prior art date
Application number
TW101148025A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201340588A (zh
Inventor
郭燕
派崔克T 克蘭希
彼得J 馬瑞斯
Original Assignee
三胞半導體公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三胞半導體公司 filed Critical 三胞半導體公司
Publication of TW201340588A publication Critical patent/TW201340588A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI565226B publication Critical patent/TWI565226B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
    • H03D7/14Balanced arrangements
    • H03D7/1425Balanced arrangements with transistors
    • H03D7/1466Passive mixer arrangements
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
    • H03D7/14Balanced arrangements
    • H03D7/1425Balanced arrangements with transistors
    • H03D7/1441Balanced arrangements with transistors using field-effect transistors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D2200/00Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
    • H03D2200/0001Circuit elements of demodulators
    • H03D2200/0023Balun circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Description

具有高二階和三階截斷點的混波器
本發明的實施例一般係關於射頻通訊裝置的領域,特別係關於具有高二階和三階截斷點的混波器。
場效電晶體(FET)混波器係用於射頻(RF)通訊裝置,以基於一本地振盪器(LO)信號將從一頻率範圍的信號轉換成另一個頻率範圍的信號。舉例來說,在一接收鏈中的一場效電晶體混波器可將一經接收的射頻信號轉移一中頻(IF)的信號,以便給該接收器電路系統進一步的處理。在一傳送鏈中的一場效電晶體混波器可將一中頻的信號轉換成一射頻信號,用於無線傳送。一場效電晶體混波器的效能可由各式各樣的因子來判定,包括隔離、整合的簡易性、功率消耗、失真、轉換效率、二階截斷點以及三階截斷點…等。
本發明之一實施例係一混波器,其係包括:第一電晶體和第二電晶體,其中該第一電晶體具有一組態用以接收一本地振盪器(LO)驅動信號之閘極,一耦合於接地之源極,和一汲極,該第二電晶體具有一組態用以接收一本地振盪器驅動信號之閘極,一耦合於接地之源極,和一 汲極;以及一射頻(RF)平衡-不平衡轉換器,其係具有初級繞線和次級繞線,該初級繞線係耦合於一射頻信號節點,該次級繞線中的一第一次級繞線係耦合於一第一中頻(IF)信號節點,以及該次級繞線的一第二次級繞線係耦合於一第二中頻信號節點,其中該第一中頻信號節點和該第二中頻信號節點係組態用以提供一差動中頻信號介面。
本發明之另一個實施例係一接收器,其係包括:一具有一第一混波器之第一通道,其係組態用以接收一第一單一端射頻(RF)信號和一經放大的本地振盪器(LO)信號,並且用以產生一第一差動中頻(IF)信號,該第一混波器包含一射頻平衡-不平衡轉換器,其係具有初級繞線和次級繞線,該初級繞線係耦合於一節點用以接收該第一單一端射頻信號,該次級繞線係耦合於中間節點用以將該第一差動中頻信號予以輸出,該次級繞線係進一步耦合於一對電晶體,其係組態用以接收一本地振盪器(LO)驅動信號,該本地振盪器驅動信號係基於該本地振盪器信號;以及一具有一第二混波器之第二通道,其係組態用以接收一第二單一端射頻信號和該本地振盪器信號,並且用以產生一第二差動中頻信號。
本發明之另一個實施例係一傳送器,其係包括:一混波器,其係具有:一射頻(RF)平衡-不平衡轉換器,其係具有初級繞線和次級繞線,該初級繞線係耦合於一輸出節點用以將一第一單一端射頻信號予以輸出;一對電晶體,其係耦合於該次級繞線,並且係被組態用以接收一本地振盪器(LO)驅動信號;一對輸入節點,其係耦合於該次級繞線,並且係被組態用以接收一差動中頻(IF)信號;以及一對電容器,其係耦合於該次級繞線,並且係被組態用以提供一對射頻接地埠口。
100‧‧‧混波器
104‧‧‧節點
108‧‧‧放大器
110‧‧‧電壓供應
112‧‧‧電晶體
116‧‧‧電晶體
118‧‧‧電容器
120‧‧‧射頻平衡-不平衡轉換器
124‧‧‧初級繞線
124_1‧‧‧第一初級繞線
124_2‧‧‧第二初級繞線
128‧‧‧次級繞線
128_1‧‧‧第一次級繞線
128_2‧‧‧第二次級繞線
132‧‧‧節點
136‧‧‧節點
140‧‧‧節點
144‧‧‧電容器
148‧‧‧電容器
152‧‧‧節點/射頻接地埠口
156‧‧‧節點/射頻接地埠口
160‧‧‧LC區段
164‧‧‧電容器
168‧‧‧電感器
172‧‧‧LC區段
176‧‧‧電容器
180‧‧‧電感器
184‧‧‧電容器
188‧‧‧電容器
192‧‧‧電容器
194‧‧‧電感器
196‧‧‧電感器
204‧‧‧第一同心結構
208‧‧‧第二同心結構
212‧‧‧連結
300‧‧‧接收器
304‧‧‧接收通道
304_1‧‧‧接收通道
304_2‧‧‧接收通道
308‧‧‧射頻前端
312‧‧‧帶通濾波器
312_1‧‧‧帶通濾波器
312_2‧‧‧帶通濾波器
316‧‧‧混波器方塊
320‧‧‧混波器
320_1‧‧‧混波器
320_2‧‧‧混波器
324‧‧‧本地振盪器
328‧‧‧放大器
332‧‧‧帶通濾波器
336‧‧‧射頻後端
340‧‧‧類比-轉-數位轉換器
400‧‧‧傳送器
404‧‧‧同相路徑
408‧‧‧正交路徑
412‧‧‧數位-轉-類比轉換器
416‧‧‧放大器
420‧‧‧混波器
424‧‧‧混波器方塊
428‧‧‧數位-轉-類比轉換器
432‧‧‧放大器
436‧‧‧混波器
440‧‧‧分割器
444‧‧‧本地振盪器
448‧‧‧射頻前端
452‧‧‧功率放大器
456‧‧‧傳送觀察路徑
460‧‧‧混波器
500‧‧‧頻率轉換操作
504‧‧‧方塊
508‧‧‧方塊
512‧‧‧方塊
600‧‧‧無線通訊裝置
604‧‧‧混波器
608‧‧‧天線結構
612‧‧‧雙工器
616‧‧‧傳送器
620‧‧‧接收器
624‧‧‧主處理器
628‧‧‧記憶體
本發明後附的圖式之各個實施例係例示作為範例之用,而非用於限制之用,其中類似的元件符號係代表類似的元件,其中:圖1係顯示根據一些實施例的混波器。
圖2係顯示根據一些實施例的射頻平衡-不平衡轉換器。
圖3係顯示根據一些實施例的接收器。
圖4係顯示根據一些實施例的傳送器。
圖5係根據一些實施例來例示描述頻率轉換操作的流程圖。
圖6係顯示根據一些實施例的無線通訊裝置。
例示性實施例的各種方面將會使用熟習該項技術人士常用的術語來說明,用以傳達給其他熟習該項技術人士的本發明的大意。然而,對熟習該項技術人來說明顯的係,替代性實施例可僅用一些所說明的方面來實行。為了解釋的目的,會闡明特定裝置和組構,以便徹底瞭解該例示實施例。然而,對熟習該項技術人來說明顯的係,替代性實施例可不需特定的細節來實行。於其他例子中,熟知的特徵係被忽略或予以簡化為了不要模糊例示性實施例。
此外,各式各樣操作將會以理解本揭示最有幫助的方式,依次用多個離散操作來說明。然而,說明的順序不應該解讀成暗示此等操作必須為順序相關的。特別係,此等操作不需要以呈現的順序來執行。
此詞語「在一實施例中」係重複地使用。此詞語一般不會指相同的實施例;然而,也可能會。此等詞語「包括」、「具有」、「包含」 係同義詞,除非本文另外指出。
為釐清可能相關連各式各樣實施例的語言文字,此等詞語“A/B”以及“A及/或B”意指(A)、(B),或(A及B);且此等詞語“A、B及/或C”意指(A)、(B)、(C),(A及B)、(A及C),(B及C)或(A、B及C)。
此術語「耦合於」以及其衍生詞可以在此使用。「耦合」可意指一或更多下列所述。「耦合」可意指兩個或更多元件係彼此直接實體或電性接觸。然而,「耦合」也可意指兩個或更多元件係彼此間接接觸,但仍然彼此合作和互動,且可意指一或更多其他元件相耦合或相連接於該等元件之間,其稱為彼此耦合。
圖1係根據一些實施例來例示的混波器100。該混波器包含一節點104,該節點104係接收一本地振盪器(LO)信號。該節點104可耦合於一放大器108用以將該本地振盪器信號放大。該放大器108可耦合於電壓供應110以及接地。該放大器的輸出可耦合於一電容器118,以提供一放大本地振盪器信號。該電容器118可耦合於電晶體112和116的閘極,以提供該等閘極一本地振盪器信號,該本地振盪器信號係基於該放大本地振盪器信號。該等電晶體112和116可為場效電晶體(FET),諸如但不限於金屬半導體場效電晶體(MESFET),假晶性高電子遷移率電晶體(PHEMT),金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)…等。在一使用砷化鎵(GaAs)技術的實施例中,該電容器118可工作以將該放大本地振盪器信號的位準移位,以此方式使得該本地振盪器驅動信號係位在該等電晶體112和116的場效電晶體截止電壓中間的附近,用以增加頻率轉換效率。在一使用矽 技術的實施例中,該電容器118可以係一直流(DC)阻隔電容器,其與一主動偏壓電路組合使用,該主動偏壓電路可被實施以如希望般將該等電晶體112和116的閘極予以偏壓。
該混波器100可進一步包含一射頻(RF)平衡-不平衡轉換器120。該射頻平衡-不平衡轉換器120可包含初級繞線124,該初級繞線124包含第一初級繞線124_1以及第二初級繞線124_2;以及次級繞線128,該次級繞線128包含第一次級繞線128_1以及第二次級繞線128_2。該第一初級繞線124_1可以用電磁的方式耦合於該第一次級繞線128_1,而該第二初級繞線124_2可以用電磁的方式耦合於該第二次級繞線128_2。該初級繞線124和該次級繞線128可設計來容納該射頻信號和中頻(IF)信號的特定涵蓋頻率。如在此所使用,設計頻率可以係針對特別信號的混波器100的設計限制之內的頻率。
該射頻平衡-不平衡轉換器120可操作來以差動的方式將單一端的射頻信號於節點132耦合於電晶體112和116的汲極。該射頻平衡-不平衡轉換器120可被建構成一個具有精確的振幅和相位平衡之緊密的平衡-不平衡轉換器120。如下面所討論,該射頻平衡-不平衡轉換器120可進一步結合電容器144和148來操作作為一個雙工器,來將該單一端射頻信號分開於節點132處,並將差動中頻信號分開於節點136和140,或者是節點152和156之處。該等節點136和140,或節點152和156也可被指稱為一差動中頻信號介面。
在該中頻信號的設計頻率處,該次級繞線128可作用成短路。電容器144、148可提供接地返回於該射頻信號的設計頻率處,同時在 該射頻信號的設計頻率處維持高阻抗。此可允許該中頻信號在節點152、156處與該射頻信號分開,該節點152、156也可被指稱為射頻接地埠152、156。至少部分因為此方法把中頻和射頻在節點分開於節點152、156的關係,在節點152、156處的阻抗可以不影響該混波器100的平衡。
在一些實施例中,在節點152、156處之額外的射頻接地可透過LC區段160和LC區段172的增加而被提供,該LC區段160包含電容器164和電感器168,該LC區段172包含電容器176和電感器180。此等LC區段可被設計成在該射頻信號之設計頻率處共振,用以分別提供額外的射頻接地於節點152、156處。
在各式各樣的實施例中,電容器184、188、和192可以分別和第一次級繞線128_1、第二次級繞線128_2、初級繞線124被並聯耦合。該等電容器184、188、和192可促進微調該射頻平衡-不平衡轉換器120於所希望的頻率範圍。更進一步,在一些實施例中,電感器194、196可被提供用以增加射頻-至-中頻和本地振盪器-至-中頻信號的隔絕。
該混波器100可為一單片混波器,所有的元件都被整合於一單一積體電路中。該積體電路可具有一基底,該基底係有半導體材料組成,諸如,但不受限於砷化鎵(GaAs)、矽、砷化鎵鋁(AlGaAs)、氮化鎵(GaN)、氮化鎵鋁(AlGaN)、磷化銦(InP)、碳化矽(SiC)…等。
該混波器100,如所說明般,可具有多個高效能特性。舉例來說,該混波器100可具有希望的線性度,例如,一大約比60dBm還大的IIP2、一大約比30dBm還大的IIP3、以及低轉換損耗。更進一步,此等效能特性可當使用相當低的本地振盪器驅動水位準時被獲得,其允許該放 大器108及該混波器100的剩餘構件整合於相同的積體電路中,同時相比較於典型的具有相當高線性度之雙及互補式金屬氧化物半導體(BiCMOS)正交場效電晶體混波器仍然使用相當低的直流(DC)功率相耗。
該混波器100的拓樸可允許一些彈性,因為該類型的中頻電路係以差動的方式與混波器100介接於節點152和156或是節點136和140處,諸如差動中頻放大器,或是各式各樣平衡-不平衡轉換器,諸如,但不受限於一集總LC平衡-不平衡轉換器或一線繞(wire wound)的平衡-不平衡轉換器。
圖2係根據一些實施例來例示該射頻平衡-不平衡轉換器120。該射頻平衡-不平衡轉換器120,如圖2中所顯示,包含一第一同心結構204,該第一同心結構204具有一對傳輸線,其係同心適配來實行該第一主要繞線124_1及該第一次要繞線128_1:並且更進一步包含一第二同心結構208,該第二同心結構208具有另一對傳輸線,其係同心適配來實行該第二主要繞線124_2及該第二次要繞線128_2。該第一同心結構204可以藉由一連結212和該第二同心結構208相耦合,該連結係耦合於該主要繞線124於個別同心結構的內部部分。其他的實施例可使用其他類型的射頻平衡-不平衡轉換器。
圖3係根據一些實施例來例示一接收器300。該接收器300可為一雙通道接收器,其具有接收通道304_1和304_2。該接收器300可包含一射頻前端308,其具有之電路系統係組態用於提供相關於接收自一或更多天線的射頻信號之各式各樣信號處理操作。此等信號處理操作可包括,例如,放大、阻抗匹配、濾波…等。
該接收通道304之每一者可包含帶通濾波器312_1和312_2,其係耦合於該射頻前端308,並且係被組態用以提供一帶通響應來限制該射頻信號至所希望的設計頻率。該帶通濾波器312可被耦合於一混波器方塊316。
該混波器方塊316可包含混波器320,其可類似於如上所述的混波器100並且實質上可與混波器100互換。在一些實施例中,該混波器方塊316可以用單片的方式整合於一單一積體電路當中。
混波器320_1可耦合於該帶通濾波器312_1以及一本地振盪器324。類似地,混波器320_2可耦合於該帶通濾波器312_2以及該本地振盪器324。該等混波器324之每一者可被組態用以基於該本地振盪器信號以及個別的單一端射頻信號來產生一個別的差動中頻信號,該本地振盪器信號係接收自該本地振盪器324,該等個別的單一端射頻信號係接收自該帶通濾波器312。
在一些實施例中,該混波器方塊316可包含輸出放大器328,其係被組態用以放大該混波器320的個別輸出。輸出放大器328可耦合於個別的帶通濾波器332,其可被組態用以提供帶通響應來限制該個別差動中頻信號至所希望的設計頻率,該所希望的設計頻率一般係比該射頻信號設計頻率還要低,以促進信號處理操作。
該接收器300可進一步包含一射頻後端336,其係耦合於該帶通濾波器332。該射頻後端336可具有電路系統,其係組態用於提供相關於該中頻信號之各式各樣信號處理操作。此等信號處理操作可包括,例如,放大、阻抗匹配、濾波…等。
該接收器300可進一步包含類比-轉-數位轉換器340。數位轉換器340_1可接收該接收通道的304_1的類比中頻信號,並且將其轉換成一數位信號,以便給例如為一基頻處理方塊的進一步處理。以類似的方式,數位轉換器340_2可接收通道的304_2的類比中頻信號,並且將其轉換成一數位信號,以便給例如為一基頻處理方塊的進一步處理。
圖4係根據一些實施例來例示的一傳送器400。該傳送器400可包含一IQ調變器,其具有同相(I)路徑404以及一正交(Q)路徑408。
該同相路徑404可包含一數位-轉-類比轉換器(DAC)412,其係從例如,一基頻處理器處接收一數位信號,其係代表一待傳送的中頻信號的一同相部分。該數位-轉-類比轉換器412可產生一差動類比信號,其係代表一待傳送的中頻信號的該同相部分。此信號可被提供至一放大器416,其係放大該信號,並將其提供至混波器方塊424之一混波器420。
類似地,該正交路徑408可包含一數位-轉-類比轉換器428,其係從例如,該基頻處理器處接收一數位信號,其係代表該傳送的待中頻信號的一正交部分。該信號可被此信號至一放大器432,其係放大該信號,並將其提供至混波器方塊424之一混波器436。
該混波器方塊424,其類似於混波器方塊316,可以用單片的方式整合於一單一積體電路當中。該混波器方塊424可包含一分割器440,其係自一本地振盪器444處接收一本地振盪器信號。該分割器440可將一第一本地振盪器信號提供至該混波器420,並且將及一第二本地振盪器信號提供至該混波器436,該第二本地振盪器信號與該第一本地振盪器信號 相位差90度。該混波器420及/或該混波器436可類似於混波器100並且實質上可與混波器100互換。
該混波器420和該混波器436可將個別射頻信號予以輸出,該等個別射頻信號可相結合並予以提供至射頻前端448。該射頻前端448所包含的電路系統可藉由濾波該射頻信號的方式來調整該射頻信號的情況。該射頻前端448可提供該經調整情況的射頻信號至一功率放大器452,其係將該射頻信號放大,用於後續透過空氣(over the air)的傳輸。
在一些實施例中,該傳送器400也可包含一傳送觀察路徑456,其係包含另一個混波器460。該混波器460可基於該射頻信號而產生一差動中頻信號,該射頻信號係從該功率放大器452處輸出。此中頻信號可被反饋至該數位-轉-類比轉換器412和該數位-轉-類比轉換器428,並且可被使用來調整該傳送器400的各式各樣的傳送特性。
該混波器460可包含一類似的拓樸,或是與該混波器420及該混波器436不同的拓樸。在一些實施例中,該混波器460可與該混波器420及該混波器436併入於該混波器方塊424當中。
圖5係根據一些實施例來例示描述頻率轉換操作500的流程圖,該頻率轉換操作500可藉由上述混波器之任一者所完成。在方塊504處,該頻率轉換操作500係在傳送操作的環境下完成,該第一信號的接收可以係藉由一混波器,例如混波器100,來接收一差動中頻信號。在一實施例中,其中該頻率轉換操作500係在接收操作的環境下完成,該第一信號的接收可以係藉由一混波器,例如混波器100,來接收一單一端射頻信號。
在方塊508處,該頻率轉換操作500可包含接收一本地振 盪器信號。在一些實施例中,該本地振盪器信號藉由,例如用一諸如為放大器108的放大器來放大之方式來調整情況。
在方塊512處,該頻率轉換操作500可包含產生一第二信號。該第二信號的產生可以基於該第一信號以及該本地振盪器信號,該第一信號係在方塊504處接收,該本地振盪器信號係在方塊508處接收。
在一實施例中,其中該頻率轉換操作500係在傳送操作的環境下完成。該第二信號的產生可以係藉由一混波器,例如混波器100,來產生一單一端射頻信號,其係基於該本地振盪器信號以及該差動中頻信號。在一實施例中,其中該頻率轉換操作500係在接收操作的環境下完成。該第二信號的產生可以係藉由一混波器,例如混波器100,來產生一差動中頻信號,其係基於該本地振盪器信號以及該單一端射頻信號。
圖6係一範例性無線通訊裝置600的方塊圖,該無線通訊裝置600併入一或更多的混波器604,其可類似於混波器100、320、420、436、及/或460。該無線通訊裝置600可進一步包含一天線結構608、一雙工器612、一傳送器616、一接收器620、一主處理器624、以及一記憶體628,其如所示般至少彼此耦合。該混波器604係顯示在該傳送器616及該接收器620兩者中;然而,其他實施例可使混波器604在其中一者或另一者中。更進一步,當該無線通訊裝置600係顯示具有傳送和接收的能力時,其他實施例可包含具有僅有接收或僅有傳送之裝置。
在各式各樣的實施例中,該無線通訊裝置600可為,但不受限於,一行動電話、一傳呼器、一個人數位助理、一文字發訊裝置、一可攜式電腦、一桌上型電腦、一基地台、一用戶站、一存取點、一雷達系 統、一衛星通訊裝置,或者為任何其他能夠以無線方式傳送/接收射頻信號並且從這裡所說明的頻率轉換操作中獲益之裝置。
該主處理器624可執行一儲存於該記憶體628中的基本作業系統程式,為的是控制該無線通訊裝置600的整體操作。舉例來說,該主處理器624可藉由接收器620來控制信號的接收,並可藉由傳送器616來控制信號的傳送。該主處理器624能夠執行常駐於該記憶體628中的其他程序或程式,並且可如所希望般藉由一執行程序將資料移進或移出記憶體628。
該傳送器616,在一些實施例中可類似於混波器400並且實質上可與混波器400互換,可以從該主處理器624處接收發出(outgoing)資料(例如,語音資料、網頁資料、電子信件、發訊資料…等),並且可產生射頻信號來呈現該發出資料。該射頻信號可接著被提供至該雙工器612並且藉由該天線結構608被傳送空中。
該接收器620,在一些實施例中可類似於接收器300並且實質上可與混波器400互換,可接收該進入射頻信號,並且將由該射頻信號傳送的進入資料至該主處理器624用以進一步處理。
在各式各樣的實施例中,該天線結構608可包含一或更多指向性及/或全向性天線,其係包含,例如一偶極天線、一單極天線、一平板天線、一迴路天線、一微帶天線、或適合用以射頻信號的傳輸接收標準的傳輸/接收之任何其他類型天線。
熟習該項技術者將可認知出,該無線通訊裝置600係以範例的方式給定,而為了簡單清楚的緣故,僅有該無線通訊裝置600的建構 和操作對於該等實施例所必須瞭解的方面係會被顯示並說明。依據特定需求,各式各樣實施例係涵蓋相關於該無線通訊裝置600中用以執行任何合適任務之任何合適構件或構件的組合。此外,應瞭解,該無線通訊裝置600不應被解讀成用來限制在實施例中實行的可能類型裝置。
雖然本揭示已用上面所例式的實施例來說明,但是熟習該項技術者應瞭解,達成相同目的的各式各樣的替代例及/或計算出的等效實行可以用來所顯示及說明的特定實施例來替換,而不偏離本揭示的範疇。熟習該項技術者將輕易瞭解本揭示的教示可以用各式各樣實施例來實行。此說明目的係作為例示性,而非限制性。
100‧‧‧混波器
104‧‧‧節點
108‧‧‧放大器
110‧‧‧電壓供應
112‧‧‧電晶體
116‧‧‧電晶體
118‧‧‧電容器
120‧‧‧射頻平衡-不平衡轉換器
124_1‧‧‧第一初級繞線
124_2‧‧‧第二初級繞線
128_1‧‧‧第一次級繞線
128_2‧‧‧第二次級繞線
132‧‧‧節點
136‧‧‧節點
140‧‧‧節點
144‧‧‧電容器
148‧‧‧電容器
152‧‧‧節點/射頻接地埠口
156‧‧‧節點/射頻接地埠口
160‧‧‧LC區段
164‧‧‧電容器
168‧‧‧電感器
172‧‧‧LC區段
176‧‧‧電容器
180‧‧‧電感器
184‧‧‧電容器
188‧‧‧電容器
192‧‧‧電容器
194‧‧‧電感器
196‧‧‧電感器

Claims (18)

  1. 一種混波器,其係包括:第一電晶體和第二電晶體,其中該第一電晶體具有一組態用以接收一本地振盪器(LO)驅動信號之閘極,一耦合於接地之源極,和一汲極,並且該第二電晶體具有一組態用以接收該本地振盪器驅動信號之閘極,一耦合於接地之源極,和一汲極;一射頻(RF)平衡-不平衡轉換器,其係具有初級繞線和次級繞線,該初級繞線係耦合於一射頻信號節點,該次級繞線中的一第一次級繞線係耦合於一第一中頻(IF)信號節點,並且該次級繞線的一第二次級繞線係耦合於一第二中頻信號節點,其中該第一中頻信號節點和該第二中頻信號節點係組態用以提供一差動中頻信號介面;一第一電容器,其係耦合於該第一次級繞線,並且係被組態用於提供一接地返回於一用於該射頻信號的第二射頻接地埠口;以及一第二電容器,其係耦合於該第二次級繞線,並且係被組態用於提供一接地返回於一用於該射頻信號的第二射頻接地埠口。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之混波器,其係進一步包括:一放大器,其係組態用以放大一本地振盪器信號,其中該本地振盪器驅動信號係基於經放大本地振盪器信號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之混波器,其係進一步包括:一電容器,其係耦合於該放大器和該第一電晶體及該第二電晶體,並且係被組態用於基於該經放大本地振盪器信號來提供該本地振盪器驅動信號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之混波器,其中該第一次級繞線係耦合於該第一電晶體的一汲極,並且該第二次級繞線係耦合於該第二電晶體的一汲極。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之混波器,其係進一步包括:一雙工器,其係包含該射頻平衡-不平衡轉換器、該第一電容器、該第二電容器,並且係被組態用於雙工處理該射頻信號和該中頻信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之混波器,其係進一步包括:複數個電容器,其係用以促進微調該射頻平衡-不平衡轉換器於所希望的頻率,該複數個電容器係包括一第三電晶體、一第四電晶體、和一第五電晶體,該第三電晶體與該第一次級繞線並聯,該第四電晶體與該第二次級繞線並聯,並且該第五電晶體與該第一次級繞線和該第二次級繞線並聯。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之混波器,其中該射頻信號係一單一端信號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之混波器,其係進一步包括:一第一電感器-電容器區段,其係耦合於該第一射頻接地埠口及接地,並且係被組態用於共振於該射頻信號處,用以進一步接地該射頻信號;以及一第二電感器-電容器區段,其係耦合於該第二射頻接地埠口及接地,並且係被組態用於共振於該射頻信號處,用以進一步接地該射頻信號。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之混波器,其中該混波器係一單片混波器, 其係將該第一電晶體和該第二電晶體以及該射頻平衡-不平衡轉換器整合於一單一積體電路中。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之混波器,其中該混波器具有一大約比60dBm還大的二階截斷點,以及一大約比30dBm還大的三階截斷點。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之混波器,其中該射頻平衡-不平衡轉換器係一包含有一第一同心結構與一第二同心結構相耦合之平衡-不平衡轉換器。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之混波器,其係進一步包括:一連結,用以在該第一同心結構和第二同心結構的內部部分處耦合於該第一同心結構和第二同心結構。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之混波器,其係包括一第一電感器和一第二電感器,該第一電感器係耦合於該第一中頻信號節點,該第二電感器係耦合於該第二中頻信號節點,其中該第一電感器和該第二電感器係被組態用以增加一射頻-至-中頻和本地振盪器-至-中頻信號的隔絕。
  14. 一種接收器,其係包括:一具有一第一混波器之第一通道,其係組態用以接收一第一單一端射頻(RF)信號和一經放大的本地振盪器(LO)信號,並且用以產生一第一差動中頻(IF)信號,該第一混波器包含一射頻平衡-不平衡轉換器,其係具有初級繞線和次級繞線,該初級繞線係耦合於一節點用以接收該第一單一端射頻信號,該次級繞線係耦合於中頻節點用以將該第一差動中頻信號予以輸出,該次級繞線係進一步耦合於一對電晶體,其係組態用以接收一本地振盪器驅動信號,該本地振盪器驅動信 號係基於該本地振盪器信號,其中該第一混波器係包括經耦合於一第一次級繞線的一第一射頻接地埠口和經耦合於一第二次級繞線的一第二射頻接地埠口;以及一具有一第二混波器之第二通道,其係組態用以接收一第二單一端射頻信號和該本地振盪器信號,並且用以產生一第二差動中頻信號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之接收器,其係進一步包括:一混波器方塊,其係具有該第一混波器和該第二混波器,該混波器方塊係以單片的方式被整合到一單一積體電路中。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之接收器,其中該第二混波器係包括:一射頻平衡-不平衡轉換器,其係具有初級繞線和次級繞線,該初級繞線係耦合於一節點用以接收該第二單一端射頻信號,該次級繞線係耦合於中頻節點用以輸出該第二差動中頻信號,該次級繞線係進一步耦合於一對電晶體之汲極,該對電晶體係組態用以接收一本地振盪器驅動信號,該本地振盪器驅動信號係基於該本地振盪器信號。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之接收器,其中該第一通道係進一步包含一放大器,其輸入耦合於一本地振盪器且輸出耦合於電容器,而該電容器係耦合於該對電晶體的閘極以接收該本地振盪器驅動信號,其中該本地振盪器驅動信號係基於該經放大的本地振盪器信號。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之接收器,其中該混波器係進一步包括:一第一電容器,其係耦合於接地和該第一射頻接地埠口;以及一第二電容器,其係耦合於接地和該第二射頻接地埠口。
TW101148025A 2011-12-21 2012-12-18 具有高二階和三階截斷點的混波器 TWI565226B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/333,925 US8670741B2 (en) 2011-12-21 2011-12-21 Mixer with high second-order and third-order intercept point

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201340588A TW201340588A (zh) 2013-10-01
TWI565226B true TWI565226B (zh) 2017-01-01

Family

ID=48655018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101148025A TWI565226B (zh) 2011-12-21 2012-12-18 具有高二階和三階截斷點的混波器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8670741B2 (zh)
JP (1) JP6335427B2 (zh)
TW (1) TWI565226B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7490233B2 (ja) 2020-10-19 2024-05-27 テクノダイナミックス株式会社 減速機

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5280648A (en) * 1988-12-06 1994-01-18 Zenith Electronics Corporation Double-balanced high level wide band RF mixer
US5732345A (en) * 1995-12-20 1998-03-24 Watkins-Johnson Company Quasi-double balanced dual-transformer dual FET mixer, which achieves better isolation by using a first and second diplexer, and a transmission line RF balun
US6052039A (en) * 1997-07-18 2000-04-18 National Science Council Lumped constant compensated high/low pass balanced-to-unbalanced transition
US20090221259A1 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Hitachi, Ltd. Active mixer circuit and a receiver circuit or a millimeter-wave communication unit using it
US20100079189A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-01 National Taiwan University Miniaturized dual-balanced mixer circuit based on a double spiral layout architecture
US20100080270A1 (en) * 2007-01-26 2010-04-01 Agency For Science, Technology And Research Radio frequency indentification transceiver
US7982533B2 (en) * 2005-08-22 2011-07-19 Mediatek Usa Inc. Transceiving system and compound filter

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3992674A (en) * 1975-11-06 1976-11-16 Motorola, Inc. Balanced dual output mixer circuit
JPH08223065A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Toshiba Corp 周波数変換器
US5799248A (en) 1995-12-20 1998-08-25 Watkins-Johnson Company Quasi-double balanced passive reflection FET mixer
US7072636B2 (en) * 1999-03-25 2006-07-04 Zenith Electronics Corporation Printed circuit doubly balanced mixer for upconverter
US6871059B1 (en) 1999-06-16 2005-03-22 Skyworks Solutions, Inc. Passive balun FET mixer
JP3067628U (ja) * 1999-09-22 2000-04-07 株式会社アドバンテスト シングルバランスミキサ
CN100340068C (zh) * 2002-04-22 2007-09-26 Ipr许可公司 多输入多输出无线通信方法及具有无线前端部件的收发机
US8270499B2 (en) * 2009-05-15 2012-09-18 Qualcomm, Incorporated Receiver with balanced I/Q transformer

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5280648A (en) * 1988-12-06 1994-01-18 Zenith Electronics Corporation Double-balanced high level wide band RF mixer
US5732345A (en) * 1995-12-20 1998-03-24 Watkins-Johnson Company Quasi-double balanced dual-transformer dual FET mixer, which achieves better isolation by using a first and second diplexer, and a transmission line RF balun
US6052039A (en) * 1997-07-18 2000-04-18 National Science Council Lumped constant compensated high/low pass balanced-to-unbalanced transition
US7982533B2 (en) * 2005-08-22 2011-07-19 Mediatek Usa Inc. Transceiving system and compound filter
US20100080270A1 (en) * 2007-01-26 2010-04-01 Agency For Science, Technology And Research Radio frequency indentification transceiver
US20090221259A1 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Hitachi, Ltd. Active mixer circuit and a receiver circuit or a millimeter-wave communication unit using it
US20100079189A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-01 National Taiwan University Miniaturized dual-balanced mixer circuit based on a double spiral layout architecture

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E. Keehr and A. Hajimiri, "Equalization of IM3 Products in Wideband Direct-Conversion Receivers," 2008 IEEE International Solid-State Circuits Conference - Digest of Technical Papers, San Francisco, CA, 2008, pp. 204-607. *
H. k. Chen, J. R. Sha, D. c. Chang, Y. z. Juang and C. f. Chiu, "A Merged LNA-Mixer Design with On-Chip Balun," 2006 International Symposium on VLSI Design, Automation and Test, Hsinchu, 2006, pp. 1-2. *
J. C. Jeong, I. B. Yom and K. W. Yeom, "An MMIC wide-band doubly balanced resistive mixer with an active IF balun," Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC), 2010 European, Paris, 2010, pp. 333-336. *
M. Matsui, T. Nakagawa, K. Kobayashi and K. Araki, "Compensation technique for impairments of wideband quadrature demodulators for direct conversion receivers," Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2004. PIMRC 2004. 15th IEEE International Symposium on, 2004, pp. 1677-1681 Vol.3. *
S. Y. Yue, D. K. Ma and J. R. Long, "A 17.1-17.3-GHz image-reject downconverter with phase-tunable LO using 3× subharmonic injection locking," in IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 39, no. 12, pp. 2321-2332, Dec. 2004. *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013138424A (ja) 2013-07-11
TW201340588A (zh) 2013-10-01
US8670741B2 (en) 2014-03-11
US20130165061A1 (en) 2013-06-27
JP6335427B2 (ja) 2018-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8164387B1 (en) Simultaneous harmonic termination in a push-pull power amplifier
KR102177542B1 (ko) 무선 주파수 스위치 회로
US20110217945A1 (en) Dual carrier amplifier circuits and methods
KR102557851B1 (ko) 멀티-대역 밀리미터파 5g 통신을 위한 송신 및 수신 스위치 및 브로드밴드 전력 증폭기 매칭 네트워크
US10826457B2 (en) Broadband power amplifier and matching network for multi-band millimeter-wave 5G communication
JP2013207801A (ja) 低い動的エラーベクトル振幅を有する無線パワー増幅器
US8073417B2 (en) Method and system for a transformer-based high performance cross-coupled low noise amplifier
Zhao et al. 5G millimeter-wave phased-array transceiver: System considerations and circuit implementations
US7728673B2 (en) Wideband active balun using darlington pair
JP2018085635A (ja) 電力増幅器
US8653888B2 (en) High-frequency signal amplifier
KR20240058862A (ko) 트랜시버에 대한 인터페이스
US10666231B2 (en) Balun arrangement
TWI565226B (zh) 具有高二階和三階截斷點的混波器
US11057011B2 (en) Amplifiers suitable for mm-wave signal splitting and combining
JP2006506879A (ja) 進行波増幅器
US10454434B2 (en) Communication unit
Wenyuan et al. A 0.7–1.9 GHz broadband pseudo-differential power amplifier using 0.13-μm SiGe HBT technology
Shiba et al. F-band bidirectional amplifier using 75-nm InP HEMTs
US11677430B2 (en) Transformer-based current-reuse amplifier with embedded IQ generation for compact image rejection architecture in multi-band millimeter-wave 5G communication
US20240106407A1 (en) Balun having asymmetric inductors and adjustable impedance transformation ratio
US20240154590A1 (en) Cascode amplifier with improved amplification characteristics
US20240213925A1 (en) Reconfigurable and tunable power amplifier
US20230128387A1 (en) Three-way combined rf power amplifier architecture
JP2016116023A (ja) マルチバンド電力増幅器

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees