直接转换接收机的制作方法

本发明涉及无线通信，尤其涉及一种直接转换接收机。

背景技术：

1、近年来，无线通信接收机对多标准兼容性、低功耗和高线性度的需求越来越迫切，直接转换接收机结构由于其结构简单、易于与基带电路集成，以及低功耗和潜在的低成本引起了广泛关注，但其也有直流偏移和闪烁噪声等内部缺点，但无源混频器由于表现出优越的线性度、功耗和闪烁噪声性能，这使得其成为直接转换接收机设计中的首选。

2、双平衡无源混频器由于其输出组合谐波成分较少，在直接转换接收机中被广泛用作下变频器，其本振信号由二分频电路产生的四相信号两两分别相与，最终得到25％占空比的正交本振信号。但双平衡无源混频器的缺点是负的转换增益、较高的噪声，而单平衡无源混频器能够实现大于1的电压转换增益，具有更低的噪声，对于相同的差分输出，双平衡无源混频器所需要的输入信号是单平衡无源混频器的2倍，如果保持输入信号不变就会增大跨阻级的输入阻抗，影响线性度；同时由于与门工作在射频频段，其需要消耗较大的电流以满足开关切换的要求，这在低功耗设计中也是不合适的，此外额外的逻辑运算会恶化本振信号的相位噪声。

3、因此，目前亟需一种基于25％占空比的单平衡无源混频器的直接转换接收机技术方案。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于单平衡无源混频器的直接转换接收机技术方案，在单平衡无源混频器中，仅使用50％占空比的本振信号就能达到25％占空比的本振信号驱动效果，以降低直接转换接收机的功耗与噪声，并提高其线性度和抗干扰能力。

2、为实现上述目的和其它目的，本发明所提供的详细技术方案如下。

3、一种直接转换接收机，包括：

4、低噪声放大器，接收射频信号并将所述射频信号转换成初始电流信号；

5、第一单平衡无源混频器，接收所述初始电流信号并对所述初始电流信号进行混频处理，得到第一中频电流信号；

6、第一跨阻放大器，接收所述第一中频电流信号并对所述第一中频电流信号进行电流电压转换处理，得到第一初始电压信号；

7、第一可编程增益放大器，接收所述第一初始电压信号并对所述第一初始电压信号进行放大处理，得到第一中频电压信号；

8、第二单平衡无源混频器，接收所述初始电流信号并对所述初始电流信号进行混频处理，得到第二中频电流信号；

9、第二跨阻放大器，接收所述第二中频电流信号并对所述第二中频电流信号进行电流电压转换处理，得到第二初始电压信号；

10、第二可编程增益放大器，接收所述第二初始电压信号并对所述第二初始电压信号进行放大处理，得到第二中频电压信号；

11、其中，所述第一单平衡无源混频器及所述第二单平衡无源混频器分别通过占空比为50％的初始本振信号达到占空比为25％的本振信号驱动效果。

12、可选地，所述初始本振信号包括第一本振信号、第二本振信号、第三本振信号及第四本振信号，所述第一本振信号的相位与所述第二本振信号的相位相反，所述第三本振信号的相位与所述第四本振信号的相位相反，所述第三本振信号的相位比所述第一本振信号的相位落后90°。

13、可选地，所述第一单平衡无源混频器包括第一nmos管、第二nmos管、第五nmos管及第六nmos管，所述第一nmos管的源极接所述初始电流信号，所述第一nmos管的栅极接所述第一本振信号，所述第一nmos管的漏极接所述第五nmos管的源极，所述第五nmos管的栅极接所述第四本振信号，所述第二nmos管的源极接所述初始电流信号，所述第二nmos管的栅极接所述第二本振信号，所述第二nmos管的漏极接所述第六nmos管的源极，所述第六nmos管的栅极接所述第三本振信号，所述第五nmos管的漏极与所述第六nmos管的漏极配合输出所述第一中频电流信号。

14、可选地，所述第二单平衡无源混频器包括第三nmos管、第四nmos管、第七nmos管及第八nmos管，所述第三nmos管的源极接所述初始电流信号，所述第三nmos管的栅极接所述第三本振信号，所述第三nmos管的漏极接所述第七nmos管的源极，所述第七nmos管的栅极接所述第一本振信号，所述第四nmos管的源极接所述初始电流信号，所述第四nmos管的栅极接所述第四本振信号，所述第四nmos管的漏极接所述第八nmos管的源极，所述第八nmos管的栅极接所述第二本振信号，所述第七nmos管的漏极与所述第八nmos管的漏极配合输出所述第二中频电流信号。

15、可选地，所述第一跨阻放大器为tow-thomas ii型滤波器结构的跨阻放大器，所述第一跨阻放大器的差分输入正端接所述第五nmos管的漏极，所述第一跨阻放大器的差分输入负端接所述第六nmos管的漏极，所述第一跨阻放大器的差分输出负端与所述第一跨阻放大器的差分输出正端配合输出所述第一初始电压信号。

16、可选地，所述第一可编程增益放大器为多重反馈滤波器结构的可编程增益放大器，所述第一可编程增益放大器的差分输入正端接所述第一跨阻放大器的差分输出负端，所述第一可编程增益放大器的差分输入负端接所述第一跨阻放大器的差分输出正端，所述第一可编程增益放大器的差分输出负端与所述第一可编程增益放大器的差分输出正端配合输出所述第一中频电压信号。

17、可选地，所述第二跨阻放大器为tow-thomas ii型滤波器结构的跨阻放大器，所述第二跨阻放大器的差分输入正端接所述第七nmos管的漏极，所述第二跨阻放大器的差分输入负端接所述第八nmos管的漏极，所述第二跨阻放大器的差分输出负端与所述第二跨阻放大器的差分输出正端配合输出所述第二初始电压信号。

18、可选地，所述第二可编程增益放大器为多重反馈滤波器结构的可编程增益放大器，所述第二可编程增益放大器的差分输入正端接所述第二跨阻放大器的差分输出负端，所述第二可编程增益放大器的差分输入负端接所述第二跨阻放大器的差分输出正端，所述第二可编程增益放大器的差分输出负端与所述第二可编程增益放大器的差分输出正端配合输出所述第二中频电压信号。

19、可选地，所述第一中频电压信号的相位与所述第二中频电压信号的相位相差90°。

20、如上所述，本发明的直接转换接收机，至少具有以下有益效果：

21、基于第一单平衡无源混频器及第二单平衡无源混频器设计直接转换接收机，且第一单平衡无源混频器及第二单平衡无源混频器分别通过占空比为50％的初始本振信号达到占空比为25％的本振信号驱动效果，相比于基于占空比为25％的本振信号的双平衡无源混频器而设计的直接转换接收机，其增益高且功耗低、噪声低，不需要额外的逻辑器件实现本振信号的占空比转换，进一步降低了本振信号及整个直接转换接收机的相位噪声；同时，第一跨阻放大器与第一可编程增益放大器，第二跨阻放大器与第二可编程增益放大器，构成组合滤波电路，具有较高的带外抑制能力，提高了直接转换接收机的线性度和抗干扰能力。

技术特征：

1.一种直接转换接收机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的直接转换接收机，其特征在于，所述初始本振信号包括第一本振信号、第二本振信号、第三本振信号及第四本振信号，所述第一本振信号的相位与所述第二本振信号的相位相反，所述第三本振信号的相位与所述第四本振信号的相位相反，所述第三本振信号的相位比所述第一本振信号的相位落后90°。

3.根据权利要求2所述的直接转换接收机，其特征在于，所述第一单平衡无源混频器包括第一nmos管、第二nmos管、第五nmos管及第六nmos管，所述第一nmos管的源极接所述初始电流信号，所述第一nmos管的栅极接所述第一本振信号，所述第一nmos管的漏极接所述第五nmos管的源极，所述第五nmos管的栅极接所述第四本振信号，所述第二nmos管的源极接所述初始电流信号，所述第二nmos管的栅极接所述第二本振信号，所述第二nmos管的漏极接所述第六nmos管的源极，所述第六nmos管的栅极接所述第三本振信号，所述第五nmos管的漏极与所述第六nmos管的漏极配合输出所述第一中频电流信号。

4.根据权利要求2所述的直接转换接收机，其特征在于，所述第二单平衡无源混频器包括第三nmos管、第四nmos管、第七nmos管及第八nmos管，所述第三nmos管的源极接所述初始电流信号，所述第三nmos管的栅极接所述第三本振信号，所述第三nmos管的漏极接所述第七nmos管的源极，所述第七nmos管的栅极接所述第一本振信号，所述第四nmos管的源极接所述初始电流信号，所述第四nmos管的栅极接所述第四本振信号，所述第四nmos管的漏极接所述第八nmos管的源极，所述第八nmos管的栅极接所述第二本振信号，所述第七nmos管的漏极与所述第八nmos管的漏极配合输出所述第二中频电流信号。

5.根据权利要求3所述的直接转换接收机，其特征在于，所述第一跨阻放大器为tow-thomas ii型滤波器结构的跨阻放大器，所述第一跨阻放大器的差分输入正端接所述第五nmos管的漏极，所述第一跨阻放大器的差分输入负端接所述第六nmos管的漏极，所述第一跨阻放大器的差分输出负端与所述第一跨阻放大器的差分输出正端配合输出所述第一初始电压信号。

6.根据权利要求5所述的直接转换接收机，其特征在于，所述第一可编程增益放大器为多重反馈滤波器结构的可编程增益放大器，所述第一可编程增益放大器的差分输入正端接所述第一跨阻放大器的差分输出负端，所述第一可编程增益放大器的差分输入负端接所述第一跨阻放大器的差分输出正端，所述第一可编程增益放大器的差分输出负端与所述第一可编程增益放大器的差分输出正端配合输出所述第一中频电压信号。

7.根据权利要求4所述的直接转换接收机，其特征在于，所述第二跨阻放大器为tow-thomas ii型滤波器结构的跨阻放大器，所述第二跨阻放大器的差分输入正端接所述第七nmos管的漏极，所述第二跨阻放大器的差分输入负端接所述第八nmos管的漏极，所述第二跨阻放大器的差分输出负端与所述第二跨阻放大器的差分输出正端配合输出所述第二初始电压信号。

8.根据权利要求7所述的直接转换接收机，其特征在于，所述第二可编程增益放大器为多重反馈滤波器结构的可编程增益放大器，所述第二可编程增益放大器的差分输入正端接所述第二跨阻放大器的差分输出负端，所述第二可编程增益放大器的差分输入负端接所述第二跨阻放大器的差分输出正端，所述第二可编程增益放大器的差分输出负端与所述第二可编程增益放大器的差分输出正端配合输出所述第二中频电压信号。

9.根据权利要求1所述的直接转换接收机，其特征在于，所述第一中频电压信号的相位与所述第二中频电压信号的相位相差90°。

技术总结
本发明提供一种直接转换接收机，所述直接转换接收机包括低噪声放大器、第一单平衡无源混频器、第一跨阻放大器、第一可编程增益放大器、第二单平衡无源混频器、第二跨阻放大器及第二可编程增益放大器。基于单平衡无源混频器设计直接转换接收机，且单平衡无源混频器通过占空比为50％的初始本振信号达到占空比为25％的本振信号驱动效果，相比于基于占空比为25％的本振信号的双平衡无源混频器设计的直接转换接收机，其增益高且功耗低、噪声低，不需要额外的逻辑器件实现本振信号的占空比转换，降低了本振信号的相位噪声；同时，后级的跨阻放大器与可编程增益放大器，构成组合滤波电路，具有较高的带外抑制能力，提高了直接转换接收机的线性度和抗干扰能力。

技术研发人员：韦学强,李家祎,唐睿,刘杰,范麟,徐骅,刘永光,李明剑
受保护的技术使用者：重庆西南集成电路设计有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11