混频级、调制器电路和电流控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及混频级、调制器电路和电流控制电路。混频级包含从混频级的第一公共节点接收输入信号的第一调制级、接收本地振荡器信号的第一本地振荡器输入、和适于提供第一调制的信号的第一调制信号输出。混频级的第二调制级包含从混频级的第二公共节点接收输入信号的反相表示的第二输入、接收本地振荡器信号的第二本地振荡器输入、和适于提供第二调制的信号的第二调制信号输出。电流产生电路提供源电流给第一公共节点和第二公共节点。电流控制电路适于将偏移电流叠加到第一公共节点和第二公共节点中的至少一个节点的电流。
【专利说明】混频级、调制器电路和电流控制电路
【技术领域】
[0001]实施例涉及混频级、用于使用混频级提供单边带信号的调制器电路和用于混频级的电流控制电路。
【背景技术】
[0002]混频级或信号混频器被使用在各种实施中，比如在通信系统中。在那些应用中，混频级可以被用来在产生的调制的载波频率信号的提交或发送之前将基带或中间频率信号混频或叠加到载波频率。那些应用的示例是移动电信手持机或基站的发送或接收级，陆地无线电发送器等等。通常，混频级被使用在其中信息信号借助于无线或有线传输技术要被传输或接收的多种应用中。
[0003]对于混频级一个特定的质量标准是实现的信号质量，比如根据在混频级输出处提供的信号的频谱。比如可能要求的是用于提供单边带调制的信号(SSB)的调制器电路提供只示出单传输的边带的频谱而没有载波频率或互补边带的频谱分量。为此，Hartley调制器有时被使用，所述Hartley调制器由于其概念固有地提供载波抑制以及两边带中的一个的抑制。进一步地，混频器级诸如比如Gilbert单元有时被使用，所述混频器级也可以提供载波或本地振荡器(LO)频率的固有抑制。那些类型的混频器级或调制器因此也被称为平衡的器件。
[0004]混频级典型地包括多种半导体器件，比如双极晶体管或场效应晶体管，由于工艺波动所述器件具有轻微不同的特性。由于在参与组件之内的那些不同并且也由于在使用作对调制级的输入的信号之内的波动，平衡的器件也可以要求某一额外的电路以平衡存在的不平衡。
[0005]然而，额外的平衡电路根据面积和产品成本可能是昂贵的，特别是当不平衡要被以高精确性平衡时。这样的平衡电路的成本和复杂性应该被减小。
【发明内容】
[0006]实施例可以实现用于包括两个调制级的混频级的平衡电路复杂性的减小，因为电流控制电路被耦合到在第一调制级的输入和电流产生电路之间的公共节点并且被耦合到对第二调制级的第二输入和所述电流控制电路之间的第二公共节点。所述电流控制电路适于将偏移电流叠加到第一公共节点和第二公共节点中的至少一个节点的电流。就是说偏移电流可以被直接叠加到源电流或在所述电流产生电路和调制级的输入之间节点处的输入信号。这可以降低所述电流控制电路的复杂性，并且因此导致所述混频级成本和面积的节省以及所述混频级可靠性的增加。
[0007]依据一些实施例，用于将偏移电流叠加到提供给混频级的信息信号输入的电流的电流控制电路利用适于提供输出电流的电流镜电路。为此，所述电流镜电路被耦合到所述电流控制电路的输出端子。数模转换器被耦合到所述电流镜电路以使得所述数模转换器输出电压的变动造成所述电流镜电路输出电流的变动。使用电流镜电路以提供要被叠加到混频级的信息信号输入的电流可以允许将所述电流镜电路直接耦合到调制级的输入，既然所述电流控制电路的输出具有高阻抗从而电流叠加到调制级的输入而没有流进混频级的另一个组件。
[0008]依据进一步实施例的调制器电路包括混频级的两个实施例以提供得到或产生单边带调制的信号的可能性。就是说所述调制器电路包括第一混频级和第二混频级。混频级的输出是被组合的，即所述调制器电路进一步包括信号组合器。所述信号组合器被耦合到所述第一混频级的第一混频级输出并且被耦合到所述第二混频级的第二混频级输出。所述第一混频级输出被耦合到所述第一混频级的第一调制信号输出和第二调制信号输出，并且所述第二混频级输出被耦合到所述第二混频级的第一调制信号输出和第二调制信号输出。
[0009]就是说，所述信号组合器被耦合到两个混频器的调制信号输出中的每一个以能够组合具有两个混频器的调制信号输出中的每一个的贡献的信号。通过叠加，例如相加，所述第一混频级输出和所述第二混频级输出的信号，可以提供合成信号，在所述合成信号中在混频级之内通过信号的混频产生的边带中的一个可以被抑制到某种程度。使用用于调制器的混频级的实施例也可以提供下列可能性:控制混频级的所述电流控制电路以使得以本地振荡器频率振荡的信号的贡献被降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]装置和/或方法的一些实施例将会在下列只借助于示例并且参考附图而被描述，在所述附图中:
图1图解了混频级的实施例；
图2图解了混频级的进一步实施例；
图3图解了传统的混频级；
图4图解了传统的Hartley调制器；
图5图解了图4的Hartley调制器的信号特性；
图6图解了用于提供单边带调制的信号的调制器电路的实施例；
图7图解了用于提供单边带调制的信号的传统调制器电路的信号特性；
图8图解了用于提供单边带调制的信号的调制器电路实施例的信号特性；
图9图解了混频级的进一步实施例；
图10图解了用于混频级的电流控制电路的实施例；并且图11图解了用于提供调制的信号的方法的实施例。
【具体实施方式】
[0011]各种示例实施例现在将会参考图解一些示例实施例的附图被更完全地描述。在附图中，线、层和/或区的厚度为了清楚可能被夸大。
[0012]据此，尽管示例实施例能够有各种修改和可替代的形式，但其实施例借助于示例在附图中被示出并且将在本文中被详细描述。应该理解的是然而没有意图将示例实施例限制于公开的特定形式，但相反地，示例实施例要覆盖落在公开内容范围之内的所有修改、等价物和替代方案。遍历附图的描述相同的数字表示相同或相似的元件。
[0013]将会被理解的是当元件被称为被“连接”或“耦合”到另一个元件时，它能够被直接连接或耦合到可能存在的其它元件或介于中间的元件。相比之下，当元件被称为被“直接地连接”或“直接地耦合”到另一个元件时，不存在介于中间的元件。其它用来描述在元件之间的关系的措辞应该以相同的方式被阐释(例如，“在…之间”对“直接在…之间”，“相邻的”对“直接相邻的”等等)。
[0014]本文使用的术语只为描述特定实施例的目的并且不意图于示例实施例的限制。如本文使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”、“该”意图于也包含复数形式，除非上下文另外清楚地指出。将会被进一步理解的是术语“包括(comprises, comprising)”和/或“包含(includes, including)”,当本文使用时,指定陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
[0015]除非另外定义，本文使用的所有术语(包含技术和科学术语)具有与被示例实施例所属领域中一位普通技术人员通常理解的相同的含义。将会被进一步理解的术语，例如在通常使用的字典中定义的那些，应该被阐释成具有与在相关领域的背景下其含义一致的含义，并且将不在理想化的或过度正式的意思中被阐释，除非本文特意地这样定义。
[0016]图1图解了混频级10的实施例。混频级10包括第一调制级(M0D1) 20和第二调制级(M0D2) 30。第一调制级20包括适于接收输入信号的输入22，适于接收以预定的本地振荡器频率振荡的本地振荡器信号的第一本地振荡器(LO)输入24，和适于提供调制的信号的第一调制信号输出26。调制的信号取决于本地振荡器信号并且取决于输入信号。那种调制器或调制级比如在移动电信应用中被用来将含有信息的信号调制到载波频率上。调制的射频(RF)信号然后被放大并且被馈送到关联的天线系统的辐射器。调制具有频率fif和本地振荡器频率?\。的输入信号的理想调制器产生具有频谱尖峰在频率f1()-fif和f1()+fif处的输出信号。
[0017]然而，在实际实施中，对应于。和fif的频率分量也存在于调制器信号输出处的调制的信号之内。平衡的调制器通过下述尝试部分地缓和这种不完善性:使用冗余电路和差分信号以使得输入信号和本地振荡器信号的DC偏移在平衡的混频器的差分输出至少部分地抵消。为了类似的目的，图1的混频级10进一步包括具有第二输入32、第二本地振荡器输入34和第二调制信号输出36的第二调制级30。第二输入32适于接收输入信号反相的表不。
[0018]第一调制级20的第一输入22被耦合到混频级10的第一公共节点40a并且第二调制级30的第二输入32被耦合到混频级10的第二公共节点40b。第一公共节点40a和第二公共节点40b被耦合到混频级10的信息信号输入50，这因此提供操作带有信息信号的差分或互补输入的混频级10的可能性。即，差分信号可以被调制到在电路的不同分支中的本地振荡器频率上。
[0019]混频级10的实施例进一步包括电流产生电路60用于提供源电流，电流产生电路60被稱合到第一公共节点40a和第二公共节点40b。可以要求对第一公共节点40a和第二公共节点40b的源电流的供给以为第一调制级20和第二调制级30提供工作点。就是说，电流产生电路60提供DC电流，在信息信号输入50处提供的信号的电流在第一公共节点40a和第二公共节点40b处叠加到所述DC电流以在电流控制的调制级20和30的第一输入22和第二输入32处被使用。
[0020]混频级10进一步包括稱合到第一公共节点40a和第二公共节点40b的电流控制电路100。电流控制电路100适于将偏移电流叠加到第一公共节点40a和第二公共节点40b中的至少一个节点的电流。就是说，电流可以被额外地叠加到在第一公共节点40a处的电流，或被额外地叠加到在第二公共节点40b处的电流，或被额外地同时叠加到在公共节点40a和40b两者处的电流。这样可以转而提供下述可能性:关于在第二调制信号输出36处的信号平衡在第一调制信号输出26处的信号。平衡可以被用来弥补在布局中的不对称。进一步地，平衡可以被用来弥补在组成第一调制级20和第二调制级30的半导体器件特性之内的变动。
[0021]将电流叠加到第一公共节点40a和第二公共节点40b中的至少一个可以提供下述可能性:在由使用第一调制信号输出26和第二调制信号输出36作为混频级10的差分输出决定的调制的信号中抑制本地振荡器信号的信号分量。作为常规，在调制器中的不对称或自偏置可以致使在混频级10的输出处带有本地振荡器频率的信号的显著贡献。相应地，不完善性的本地振荡器信号产生强烈的带有与如提供给信息信号输入50的输入信号和其反相表示的频率相对应的频率的信号分量。换句话说，本地振荡器信号(L0信号)占空比的偏差或自偏置在总体电路中致使或能够引入不平衡。不平衡在调制的信号之内引起信息信号分量的存在或导致LO信号本身有限的抑制(L0泄露)。在信息信号输入50处的信息信号之内的非理想性致使在调制信号输出26和36之内的本地振荡器信号有限的抑制。
[0022]电流控制电路100然而可以通过下述在第一调制的信号和第二调制的信号之内避免本地振荡器信号的存在:将偏移电流注入或叠加到第一公共节点40a或第二公共节点40b中的至少一个以便平衡任何不平衡或以便引入人为的不平衡来实现在输出信号之内的本地振荡器信号LO的高抑制。
[0023]换句话说，电流控制电路100可以被用来实现混频级10有效的LO抑制，即在混频级10的输出信号中带有本地振荡器频率分量的存在的有效抑制或高抑制。
[0024]通过将电流直接叠加到第一公共节点40a或第二公共节点40b,与在电流产生电路60之内执行额外电流的注入或电流的叠合的传统方法相比电流控制电路100的复杂性可以被减小。如果通过电流电路叠加的偏移电流在有限量中被改变，间隔尺寸可以被降低。就是说与借助于电流产生电路60执行额外电流叠合的传统方法比较，只有相当小数量的不同可能的电流需要由电流控制电路产生。
[0025]这样的传统方法的示例被图解在图3中。图3的传统方法的电流产生电路240包括作为电流源的两个晶体管242a和242b。依据传统方法，在第一调制级220和第二调制级230的输入处的电流被电流源242a和242b基极端子的电流的调制而调制。就是说，Gilbert单元200的中间频率输入250被耦合到分别晶体管242a和242b的基极端子。调制级220和230输入电流的额外平衡通过借助于包含数模转换器的传统电压控制电路260施加到晶体管242a和242b的基极端子的额外偏移电压而实现。由于晶体管的放大，然而传统电流控制电路260可以要求相当大的分辨率。
[0026]当电流如依据图1和图2的实施例被直接叠加到调制级20和30的输入时，更小的分辨率可以是足够的以实现可相比的结果。就是说，依据一些实施例的混频级可以使用带有显著地更低复杂性的电路。这也可以转化成要求更小的半导体面积和制造成本以及由于复杂性降低而提供更好的可靠性或长期稳定性的更便宜的器件。
[0027]依据进一步实施例，依据图1的电流控制电路100适于在有限量中改变偏移电流。依据一些实施例，比如图2，电流控制电路100包括数模转换器以在有效的方式中控制偏移电流。数模转换器的分辨率与传统的方法比较可以显著地更小，并且比如小于10位或甚至以下，比如4、5、6、7、8或9位。进一步实施例，然而也可以使用任意数目的位。由于偏移电流到公共节点40a或40b中的任何一个或两者的直接叠合，数模转换器的更低分辨率可以是足够的。依据一些实施例，电流控制电路100适于将第一偏移电流叠加到公共节点40a并且将互补的偏移电流叠加到第二公共节点40b以便将相同大小的电流叠加到第一公共节点40a和第二公共节点40b。为此，互补信号或电流将被理解成具有相同大小但是相反相位的电流。大体上说，互补信号，它是电流或电压，将被理解是等幅但是带有相反相位的信号。
[0028]依据一些实施例，电流产生电路60适于支持偏移电流到第一公共节点40a和第二公共节点40b的直接叠合。为此，电流产生电路60包括两个独立的电流源，即耦合到第一公共节点40a的第一电流源和耦合到第二公共节点40b的不同的第二电流源。
[0029]参考图1，也可以指出的是如在其中图解的混频级可以被用于两者:信号的上混频或信号的下混频。在任一情形中，包括要被混频级处理的信息的信号被提供给信息输入信号。在上混频应用中，如比如在移动电信器件的发送放大器之内，提供给信息信号输入的信号可以是中间频率信号，而本地振荡器信号可以是以使用于射频信号传输的期望的载波频率振荡的信号。为此，当描述上混频情景时，下列实施例中的一些可以将信息信号输入指示为中间频率(IF)输入。
[0030]相反，当执行下混频时，如比如通过无线传输接收的射频信号被提供给信息信号输入。在那种情况下，射频信号包括要被处理或要被重构的信息。类似地，本地振荡器频率信号将对应于载波频率并且具有中间频率的信号分量可以在调制信号输出处获得。
[0031]为此，支持下混频应用的混频级的进一步实施例可以包括在电流控制电路100和第一公共节点40a与第二公共节点40b之间耦合的阻抗匹配电路。阻抗匹配电路可操作于增加电流控制电路100的输入阻抗以便在下混频应用中当射频信号被提供给信息信号输入时避免电流泄露进入电流控制电路。在高频当相同的具有固有地低输入阻抗时，这可以避免电流泄露进入电流控制电路本身。
[0032]依据混频级10的进一步实施例，第一调制级20是平衡的混频级并且同样第二调制级30是平衡的混频级。平衡的混频级可以提供LO抑制能力，即在第一调制信号输出26和第二调制信号输出36处提供的信号之内的带有本地振荡器频率的信号分量振荡的抑制。因此，本地振荡器信号分量的泄露可以被进一步减小或在第一公共节点40a和在第二公共节点40b处叠加偏移电流的要求可以被减小。这可以导致带有更低分辨率的电流控制电路。依据那些实施例的混频级也可以被指示为双平衡的混频级，既然它们关于信息信号以及关于本地振荡器信号具有固有的平衡能力。
[0033]依据实施例的双平衡的混频级的实际实施被图解在图2中。该应用为在信息信号输入50处提供的信号的上混频而设计，其也可以因此被指示为中间频率信号输入。图2的实施例包括图1的基本组件从而图2实施例的下列描述将部分地依托于图1的描述，并且因此只有不同将会被简略地讨论。
[0034]如已经所述，图2的混频级10是双平衡的混频级并且因此第一调制级20和第二调制级30本身是平衡的以在第一调制级20的第一调制信号输出26处和在第二调制级30的调制信号输出36处提供固有的低信号抑制。信息信号输入50可操作于接收作为信息信号的输入信号以及输入信号的反相表示以便允许平衡的或差分的操作模式。依据进一步实施例，然而信息信号输入也可以是可操作于接收单输入信号并且调制级10本身可以是可操作于借助于合适的电路来获得输入信号的反相表示。既然调制级20和30的两者是平衡的，本地振荡器输入支持本地振荡器信号和本地振荡器信号的反相表不的差分输入。为此，第一本地振荡器输入24包括适于接收本地振荡器信号的第一端子24a和适于接收本地振荡器信号的反相表示的第二端子24b。等价地，第二调制电路包括具有第一 34a和第二端子34b的第二本地振荡器输入34。
[0035]为了提供允许平衡信号的差分输出，第一调制信号输出26包括第一节点26a和第二节点26b。第一调制级20在第一节点26a处提供取决于输入信号和本地振荡器信号的第一调制的子信号并且在第二节点26b处提供取决于输入信号和本地振荡器信号的反相表示的第二调制的子信号。在图2特定的示例实施例中，在第一节点26a处的第一调制的子信号借助于第一晶体管28a被产生并且在第二节点26b处的第二调制的子信号借助于第二晶体管28b被产生。晶体管28a和28b的发射极被耦合到公共节点40a，并且因此接收如由信息信号输入50提供的输入信号的电流。第一晶体管28a的基极端子被本地振荡器信号24a控制并且第二晶体管28b的基极端子被本地振荡器信号的反相表示控制。第一晶体管28a和第二晶体管28b的集电极端子分别被耦合到第一节点26a和第二节点26b。进一步地，负载电阻器29a和29b与晶体管28a和28b关联并且被耦合在晶体管28a与28b的发射极和第一公共节点40a之间。调制级20和30的特定实施基于图2中的双极NPN晶体管。进一步实施例也可以使用其它实施，如比如PNP晶体管、场效应晶体管(FET)等等。既然晶体管20a或20b中的每一个的发射极电流被输入信号的电流调制或对应于输入信号的电流而基极电流在同时被本地振荡器信号调制，在第一节点26a和第二节点26b处的电流实质上对应于两个电流的乘积。特别地，交流电信号的频率在第一节点26a和第二节点26b处提供的信号之内是相加的。通过减去在第一节点26a和第二节点26b处的信号，本地振荡器信号的贡献可以主要地被抑制到某种程度。
[0036]第二调制级30依托于相同的原理从而在第二调制级30之内的组件只被简短地列举。第二调制级30包括第三晶体管38a和第四晶体管38b以及两个电阻器29a和29b。调制信号输出36此外包括第三节点36a和第四节点36b。第三节点36a提供取决于本地振荡器信号和输入信号的反相表示的第三调制的子信号。在第四节点处提供的第四调制的子信号取决于本地振荡器信号的反相表不和输入信号的反相表不。
[0037]为了实现在信息信号输入之内的DC分量的抑制，节点26a、26b、36b和36a被彼此交叉耦合，由于取决于反相输入的输出节点被彼此耦合从而信号相加的事实导致分别的信号分量的减去。特别地，取决于信息信号的节点26a被耦合到取决于输入信号的反相表示的36b。为此,混频级10的混频信号输出110包括第一端子IlOa和第二端子110b。第一端子IlOa被耦合到第一节点26a和第四节点36b而第二端子IlOb被耦合到第二节点26b和第三节点36a。
[0038]为了允许偏移电流借助于电流控制电路100的直接叠合，电流产生电路60包括借助于公共电流镜62控制的两个独立的电流源。就是说第一电流源64a被耦合到第一公共节点40a并且第二不同电流源64b被耦合到第二公共节点40b。在图2特定的实施中，第一电流源64a借助于其基极端子被电流镜62控制的进一步晶体管66a被形成，并且第二电流源64b通过其基极电流也被电流镜62控制的等价晶体管66b被形成。图2的实施例提供电流控制电路100的高输入阻抗以及为电流产生电路60提供高输入阻抗。为此，电流可以被电流控制电路100直接叠加到第一公共节点40a和第二公共节点40b，并且因此如果有必要用于关于第二调制级30额外地平衡第一调制级20的输出。
[0039]如图2中图解的双平衡的混频级有时也被称为Gilbert单元。因此，实施例也可以被指示为具有电流控制电路100的Gilbert单元，所述电流控制电路100被耦合到在电流产生电路60和到第一调制级20的输入之间的第一公共节点40a并且耦合到在电流产生电路60和到第二调制级30的输入之间的第二公共节点40b。
[0040]图3简短地图解了关于在Gilbert单元输出处信号的额外平衡如何能够被实现的传统方法。在图3的传统方法中，在第一调制级220和第二调制级230的输入处的电流被电流源242a和242b的基极端子的电流的调制而调制。就是说，Gilbert单元200的中间频率输入250被耦合到分别的晶体管242a和242b的基极端子。调制级220和230的输入电流的额外平衡通过借助于包括数模转换器的传统的电压控制电路260施加到晶体管242a和242b基极端子的额外的偏移电压而被实现。由于晶体管的指数特性，然而传统的电流控制电路260与实施例比较可能要求高得多的分辨率以实现平衡的电流的细调。因此，它的实施复杂性可能比实施例的相应的电流控制电路100的复杂性高得多。
[0041]图4图解了依据实施例的混频级的可能的应用。特别地，图4图解了用于产生单边带调制的信号的Hartley调制器。特别地中间频率或信息信号310的上变换被示意性地图解在图4中。Hartley调制器也被指示为I/Q调制器，既然要被混频的个别的信号，即载波频率信号或LO信号312和中间频率信号310或信息输入信号被使用不仅作为同相而且作为正交分量。单边带调制器包括在同相路径330a中的第一混频级320a和在正交路径330b中的第二混频级320b。在I路径中到第一混频级320的第一输入是没有相移的本地振荡器信号312并且到第一混频级320的第二输入是没有相移的中间频率信号310。第二混频级320b，然而接收本地振荡器信号相移的表示以及中间频率信号相移的表示。特别地，本地振荡器信号在I路径330a中关于本地振荡器信号312被相移-90°。中间频率信号在第二调制器320b的输入处被相移-90°。既然混频级320a和320b的两者产生理想地包括在f1()+fif和f1()-fif处的频率的输出信号，如由混频级320a和320b提供的输出信号关于彼此具有那两信号分量的特别有利的相位关系。特别地，Q路径330B的具有频率f1()+fif的上频率分量或上图像关于在I路径中相同的信号分量被相移-180°。在Hartley调制器的输出340处合计I路径330a和Q路径330b的信号主要地抵消上边带信号(USB)。如果使用提供固有载波抑制(即本地振荡器信号的抑制)的调制器级，可以在Hartley调制器的输出处获得仅具有在f1(rfif的期望频率处的频率分量的信号，而抑制具有f1()+fif的图像以及本地振荡器频率f1()的泄露分量。
[0042]然而，由于对在提供的本地振荡器中间频率信号之内的不完善性以及信号的固有干扰，两种分量在传统的Hartley调制器实施之内正常地存在。就是说如图4中图解的单边带调制器或Hartley调制器的输出频谱通常包括那些分量中的所有，其在图5中被示意性的图解。对于单边带调制器，期望的信号分量，即期望的边带，居中围绕f1(rfif。没有被完全抑制的图像中的一部分，即图像边带412，居中围绕f1()+fif，而本地振荡器信号414的非可期望的分量位于?\。处。在载波频率比中间频率高得多从而载波频率414和期望的边带410之间的距离小的应用中，可能实际不可能并且此外浪费能量的是施加滤波器到输出信号以便尝试过滤在f\。和超出处的频率分量。
[0043]在调制器电路之内混频级实施例的使用可以提供在单边带调制的信号之内有效地抑制本地振荡器频率414的LO泄露的可能性。图6示意性地图解了用于提供单边带调制的信号的调制器电路800的实施例。调制器电路800依据实施例包括第一混频级810和第二混频级820。第一混频级810具有对应于图2的混频信号输出110的第一混频级输出。第一混频级810在调制器电路800的I路径330a之内被使用，并且第二混频级820在调制器电路的Q路径330b之内被使用。所以，第一混频级的第一本地振荡器信号814关于第二混频级820的对应的本地振荡器信号824具有90°的相位关系。同样关于第二混频级820的中间频率或信息输入信号826适用于第一混频级810的中间频率信号或信息信号816。
[0044]调制器电路800进一步包括信号组合器840，所述信号组合器840适于将第一混频级输出812的信号与第二混频级输出822的信号组合以提供在调制器的输出850处的单边带调制的信号的表示。就是说，信号组合器可以可操作于相加第一混频级810和第二混频级820输出的信号以提供使图像边带的信号分量强烈地减小或理想地完全地被抑制的单边带调制的信号。
[0045]可选的RF缓冲器832和842也可以被分别放置在混频级810和820的混频信号输出与混频级输出812和822之间，以改进提供给信号组合器840的信号的相位平衡。
[0046]依据图6特定的实施例，调制器电路800此外包括可选的耦合到信号组合器840的输出850的包络检波器860。为了能够合适地控制第一和/或第二混频级810和820，单边带信号分析仪适于确定在信号组合器840的输出850处的信号之内的以本地振荡器频率振荡的信号的贡献的存在。包络检波器860被耦合到第一混频级810的电流控制电路818和/或第二混频级820的电流控制电路828。所述耦合能够借助于MCU被执行。
[0047]图7和图8图解了对应于本地振荡器频率或载波频率的信号分量的存在在由图6的调制器电路提供的单边带调制的信号之内可以被抑制到什么程度。
[0048]为此，图6的调制器电路800输出的频谱被图解在图7中。Y轴图解了起始于85GHz并且终止于87GHz的频谱。为了图解的目的，载波频率即本地振荡器信号的频率被选择为85GHz，并且信息信号的中间频率被选择为500MHz。图7图解了图6的没有使用单个包络检波器860的调制器电路的性能。图7频谱的Y轴图解了在正弦信号在混频级810和820的信息信号输入处被提供为中间频率信号的情况下在调制器电路800的输出850处的功率。如图7中所图解，期望的下边带410在输出信号之内含有最大功率。然而，同样非期望的上边带图像412在86GHz频率处清楚可见。同样，强烈的LO泄露被图解在图像414中。就是说，带有本地振荡器频率的分量振荡贡献于在调制器电路800的输出850处的信号之内的输出功率的相当高的部分。如图7中所图解，在输出频谱中本地振荡器信号的贡献总计近似-18.4dB。
[0049]图8图解了在包络检波器860是可操作的并且合适地分别控制电流控制电路818和828的情况下相同的频谱。特别地，包络检波器860可以在电流控制电路之内将数模转换器(DAC)控制到合适的值。如图8中所图解，本地振荡器信号414的贡献能够降低相当大的数量，低到大约_56dB并且甚至低于非期望的上边带信号的贡献，总计近似-51.9dB。
[0050]图8因而图解了通过使用如之前公开的混频级的实施例期望的载波频率或本地振荡器频率抑制可以实现到什么程度。
[0051]图9图解了实施例的下混频应用。就是说，进一步实施例可以在用于下变换的混频级之内被使用。当电路的平衡借助于如图9中所图解的实施例被增加时，这个应用可以导致更好的DC偏移和更好的IP2。当实施例被用作下变换器时，信号到信息信号输入50的施加被改变。在用于下变换的特别实施例中，射频，即如被一些接收天线电路接收的调制的载波频率，可以被施加到信息信号输入50并且中间频率在电路的混频信号输出110处被提供。这也能够被指不为交换图2混频级10的射频和中间频率端口。在图9下混频配直中，可以存在额外的阻抗匹配电路910和920。比如，阻抗匹配电路910可以被耦合在电流控制电路100和第一公共节点40a以及第二公共节点40b之间。当电流控制电路100的固有输入阻抗在高载波频率(与在图2的应用中更低的中间频率相对)不足够地高时，该阻抗匹配电路可以用于增加电流控制电路100的输入阻抗。在图9的特定示例中，λ/4传输线被使用作阻抗匹配电路以阻止电流流进电流控制电路100而不是如要求流进调制级20和
30。任何其它电路也可以被使用作阻抗匹配电路910以提供(如果被要求的)功能性。换句话说，任何种类的射频扼流圈(RF扼流圈)可以与电流控制电路的输出串联放置以避免射频信号的泄露。为了相同的目的，额外的阻抗匹配电路920可以被施加在电流源60的输出和第一公共节点40a与第二公共节点40b之间。
[0052]当图9沿着图2电流产生电路60的线图解电流产生电路60，进一步实施例可以使用简化的电流产生电路，其中图9实施例的两个电流源被合并变成单个电流源。
[0053]图10图解了关于电流控制电路100依据实施例可以如何被实施以在混频级之内用作电流控制电路100的特定实施例。
[0054]电流控制电路100具有用于将偏移电流叠加到提供给混频级信息信号输入的电流的输出端子110。电流控制电路在图10左边的图解中以示意性术语被图解，而右边的图解给出了电流控制电路100的实施例的实际实施的示例。
[0055]电流控制电路具有输出端子110，在图10中图解为负载。输出端子用作提供用于将偏移电流叠加到提供给混频级(如比如在图1和图2中图解的混频级)信息信号输入的电流的输出电流。电流控制电路进一步包括适于提供输出电流的电流镜电路120，其中电流镜电路120被耦合到输出端子110。在图10特定实施例中，数模转换器130被耦合到电流镜电路120以使得数模转换器130输出电压的变动造成电流镜电路120输出电流的变动。在图10特定实施中，可能的是将数模转换器130的输出直接耦合到电流镜电路120晶体管的控制端子132或基极端子。进一步实施例可操作于提供互补的偏移电流。为此，电流控制电路100可以此外包括适于在输出110处提供偏移电流的反相表示的第二电流镜电路140。为此，可以使用差分数模转换器130，使第二输出直接耦合到电流控制电路的进一步晶体管134的控制端子。
[0056]为了完整性，用于平衡具有第一调制级和第二调制级的混频级、适于提供源电流给耦合到第一调制级和第二调制级输入的第一公共节点和第二公共节点的电流产生电路的方法的实施例被图解为图11中的流程图。
[0057]所述方法包括在1000将信息信号提供给第一公共节点和第二公共节点。
[0058]所述方法进一步包括在1002将偏移电流叠加到第一公共节点和第二公共节点中的至少一个节点的电流，从而偏移电流被直接叠加到信息信号的电流。
[0059]当计算机程序在计算机或处理器或微控制器单元MCU上被运行时，实施例可以进一步提供具有用于执行以上方法中的一个的程序代码的计算机程序。本领域技术人员将容易地意识到各种以上描述的方法的步骤可以通过编程的计算机被执行。本文一些实施例也意图于覆盖程序存储器件，例如数字数据存储媒介，其是机器或计算机可读的并且对机器可运行的或计算机可运行的指令的程序编码，其中所述指令执行以上描述的方法的动作中的一些或所有。程序存储器件可以是例如数字存储器、磁存储媒介诸如磁碟和磁带、硬盘或光可读的数字数据存储媒介。实施例也意图于覆盖被编程以执行以上描述的方法的动作的计算机、被编程以执行以上描述的方法的动作的(场)可编程逻辑阵列((F) PLA)或(场)可编程门阵列((F)PGA)。
[0060]描述和附图仅仅图解了公开内容的原理。因而将会被认识到的是本领域技术人员将能够设计各种布置，所述布置尽管本文没有明确地描述或示出，但体现本公开内容的原理并且被包含在其精神和范围之内。此外，本文列举的所有示例主要明确意图于只为了教学的目的以辅助读者理解公开内容的原理和由(一个或多个)
【发明者】贡献的概念以推动本领域，并且本文列举的所有示例被理解为没有被局限于这样特定列举的示例和条件。另外，本文列举公开内容的原理、方面和实施例的所有陈述以及其特定实施例意图于涵盖其等价物。
[0061]被指示为“用于….的装置”(执行特定功能)的功能块将被理解为包括被配置为分别执行某个功能的电路的功能块。因此，“用于某物的装置”也可以被理解为“被配置成或适合某物的装置”。被配置成执行特定功能的装置因此不暗示这样的装置必须正在执行功能(在给定的时间时刻)。
[0062]在附图中所示的各种元件的功能，包含被标为“装置”、“用于提供传感器信号的装置”、“用于产生传输信号的装置”等等的任何功能块，可以通过专用的硬件诸如“信号提供器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制器”等等以及能够运行与合适的软件关联的软件的硬件的使用而被提供。另外，任何本文描述为“装置”的实体可以对应于或被实施为“一个或多个模块”、“一个或多个器件”、“一个或多个单元”等等。当由处理器提供时，该功能可以由单个专用的处理器提供，由单个共享的处理器提供，或由多个个别处理器(其中的一些可以被共享)提供。另外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应该被理解成专门指的是能够运行软件的硬件，并且可以不言明地包含而没有限定数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、和非易失存储器。其它硬件，传统的和/或定制的，也可以被包含。
[0063]应该被本领域技术人员认识到本文任何的框图表示图解的体现公开内容的原理的电路的概念视图。类似地，将被认识到任何流程图表、流程图、状态转换图、伪码等等表示各种过程，所述过程可以基本上被表示在计算机可读媒介中并且被计算机或处理器这样运行，无论这样的计算机或处理器是否被明确地示出。
[0064]此外，下文的权利要求被结合进【具体实施方式】，其中每项权利要求可以作为单独的实施例自身而成立。当每项权利要求可以作为单独的实施例自身而成立时，要被指出的是尽管从属权利要求可以在权利要求中指的是与一项或多项其它权利要求的特定组合，其它实施例也可以包含带有每个其它从属或独立权利要求主题的从属权利要求的组合。本文提出这样的组合除非陈述不意图于特定的组合。此外，意图于也把权利要求的特征包含到任何其它独立权利要求，即使这个权利要求没有直接从属于所述独立权利要求。
[0065]要被进一步指出的是在说明书中或在权利要求书中公开的方法可以被具有用于执行这些方法的分别动作中的每一个的装置的器件实施。
[0066]进一步地，要被理解的是在说明书中或在权利要求书中公开的多个动作或功能的公开内容可以不被理解为在特定的次序内。因此，多个动作或功能的公开内容将不局限这些到特定的次序，除非这样的动作或功能出于技术原因是不可互换的。此外，在一些实施例中，单个动作可以包含或可以被分断成多个子动作。这样的子动作除非明确被排除可以被包含并且可以是这个单个动作的公开内容的部分。
【权利要求】
1.混频级，包括: 第一调制级，包括: 第一输入，适于接收输入信号，输入被耦合到所述混频级的第一公共节点； 第一本地振荡器输入，适于接收以预定的本地振荡器频率振荡的本地振荡器信号；和 第一调制信号输出，适于提供取决于本地振荡器信号和输入信号的第一调制的信号； 第二调制级，包括: 第二输入，适于接收输入信号的反相表示，所述第二输入被耦合到所述混频级的第二公共节点； 第二本地振荡器输入，适于接收本地振荡器信号；和 第二调制信号输出，适于提供取决于本地振荡器信号和输入信号的反相表不的第二调制的信号； 信息信号输入，耦合到所述第一公共节点和所述第二公共节点； 电流产生电路，适于提供源电流，所述电流产生电路被耦合到所述第一公共节点和所述第二公共节点；和 电流控制电路，被耦合到所述第一公共节点和所述第二公共节点，所述电流控制电路适于将偏移电流叠加到所述第一公共节点和所述第二公共节点中的至少一个节点的电流。
2.权利要求1的所述混频级，其中所述电流控制电路适于在有限量中改变所述偏移电流。
3.权利要求2的所述混频级，其中所述电流控制电路包括适于控制所述偏移电流的数模转换器。
4.权利要求3的所述混频级，其中所述数模转换器具有小于10位的分辨率。
5.权利要求1的所述混频级，其中所述电流控制电路适于将第一偏移电流叠加到所述第一公共节点并且将第二偏移电流叠加到所述第二公共节点，所述第二偏移电流与所述第一偏移电流互补。
6.权利要求1的所述混频级，其中所述电流产生电路包括耦合到所述第一公共节点的第一电流源和耦合到所述第二公共节点的第二不同电流源。
7.权利要求1的所述混频级，进一步包括耦合在所述电流控制电路和所述第一公共节点之间和在所述电流控制电路和所述第二公共节点之间的阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路可操作于增加所述电流控制电路的输入阻抗。
8.权利要求1的所述混频级，其中 所述第一调制级是在调制信号输出之内包括第一节点和第二节点的平衡的混频级，所述第一调制级可操作于在第一节点处提供取决于输入信号和本地振荡器信号的第一调制的子信号，并且在第二节点处提供取决于输入信号和本地振荡器信号的反相表示的第二调制的子信号；并且其中 所述第二调制级是在调制信号输出之内包括第三节点和第四节点的平衡的混频级，所述第二调制级可操作于在第三节点处提供取决于输入信号的反相表示和本地振荡器信号的第三调制的子信号并且在第四节点处提供取决于输入信号的反相表示和本地振荡器信号的反相表示的第四调制的子信号；并且其中 所述混频级的混频信号输出包括第一端子和第二端子，所述第一端子被耦合到所述第一节点和所述第四节点，并且所述第二端子被耦合到所述第二节点和所述第三节点。
9.权利要求1的所述混频级，其中所述信息信号输入包括耦合到所述第一公共节点的第三端子和耦合到所述第二公共节点的第四端子，所述第三端子适于接收信息信号并且所述第四端子适于接收信息信号的反相表示。
10.一种具有用于将偏移电流叠加到提供给混频级的信息信号输入的电流的输出端子的电流控制电路，包括: 电流镜电路，适于提供输出电流，所述电流镜电路被耦合到输出端子；和数模转换器，耦合到所述电流镜电路，以使得所述数模转换器的输出电压的变动造成所述电流镜电路的输出电流的变动。
11.权利要求10的所述电流控制电路，其中所述数模转换器的输出被直接耦合到所述电流镜电路的晶体管的控制端子。
12.权利要求10的所述电流控制电路，进一步包括:适于提供与输出电流互补的第二输出电流的第二电流镜电路，所述第二电流镜电路被耦合到所述电流控制电路的输出端子。
13.一种用于提供单边带调制的信号的调制器电路，所述调制器电路包括: 第一混频级，包括: 第一调制级，包括:第一输入，适于接收输入信号，输入被耦合到所述第一混频级的第一公共节点， 第一本地振荡器输入，适于接收以预定的本地振荡器频率振荡的本地振荡器信号，和 第一调制信号输出，适于提供取决于本地振荡器信号和输入信号的第一调制的信号； 第二调制级，包括: 第二输入，适于接收输入信号的反相表示，所述第二输入被耦合到所述第一混频级的第二公共节点， 第二本地振荡器输入，适于接收本地振荡器信号，和 第二调制信号输出，适于提供取决于本地振荡器信号和输入信号的反相表不的第二调制的信号； 第一信息信号输入，耦合到所述第一公共节点和所述第二公共节点； 电流产生电路，适于提供源电流，所述电流产生电路被耦合到所述第一公共节点和所述第二公共节点；和 电流控制电路，耦合到所述第一公共节点和所述第二公共节点，所述电流控制电路适于将偏移电流叠加到所述第一公共节点和所述第二公共节点中的至少一个节点的所述电流；和 第一混频级输出，所述第一混频级输出被耦合到所述第一混频级的所述第一调制信号输出和所述第二调制信号输出；和第二混频级，包括: 第三调制级，包括: 第三输入，适于接收输入信号，输入被耦合到所述第二混频级的第三公共节点， 第三本地振荡器输入，适于接收以预定的本地振荡器频率振荡的本地振荡器信号，和 第三调制信号输出，适于提供取决于本地振荡器信号和输入信号的第三调制的信号； 第四调制级，包括: 第四输入，适于接收输入信号的反相表示，所述第四输入被耦合到所述第二混频级的第四公共节点， 第四本地振荡器输入，适于接收本地振荡器信号，和 第四调制信号输出，适于提供取决于本地振荡器信号和输入信号的反相表示的第四调制的信号； 第二信息信号输入，耦合到所述第三公共节点和所述第四公共节点； 第二电流产生电路，适于提供源电流，所述第二电流产生电路被耦合到所述第三公共节点和所述第四公共节点；和 第二电流控制电路，耦合到所述第三公共节点和所述第四公共节点，所述电流控制电路适于将偏移电流叠加到所述第三公共节点和所述第四公共节点中的至少一个节点的所述电流；和 第二混频级输出，所述第二混频级输出被耦合到所述第二混频级的所述第三调制信号输出和所述第四调制信号输出；和 信号组合器，适于组合所述第一混频级输出的信号和所述第二混频级输出的信号以提供单边带调制的信号的表示。
14.权利要求13的所述调制器电路，进一步包括耦合到所述信号组合器的输出的包络检波器，所述包络检波器适于确定在所述信号组合器的输出处的信号之内以本地振荡器频率振荡的信号的贡献的存在。
15.权利要求14的所述调制器电路，其中所述包络检波器被耦合到所述第一混频级的所述电流控制电路并且被耦合到所述第二混频级的所述电流控制电路，并且适于控制所述电流控制电路以使得以本地振荡器频率振荡的信号的贡献被降低。
16.权利要求13的所述调制器电路，进一步包括: 第一 RF缓冲器，在所述第一混频级输出与所述第一混频级的所述第一调制信号输出以及所述第二调制信号输出之间；和 第二 RF缓冲器，在所述第二混频级输出与所述第二混频级的所述第三调制信号输出以及所述第四调制信号输出之间。
【文档编号】H04B1/52GK104426481SQ201410450629
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】H.克纳普, S.特罗塔 申请人:英飞凌科技股份有限公司