配置控制开关组构成低噪声放大器的一个编程可控的频段和模式选择电路；射频信号经由输入匹配电路连接到主放大器输入端，主放大器输出端和电源之间接入输出匹配电路，直流偏置电路为主放大器输入端提供偏置；程控配置控制开关组连接到输出匹配电路的控制端；其中:输入匹配电路为输入谐振网络，采用一个LC并联网络电路结构，该结构以小的电容或电感值来获得等效的大的电容或电感值，以低难度实现大电感以及宽频带输入匹配，同时有效改善噪声性能；输出匹配网络为一个可编程配置的多种取值的LC网络，通过配置输出匹配网络的电容取值实现多个谐振频点和Q值调整；直流偏置电路为电流镜像电路，基准电流经过一定比例的镜像为电路提供所需的静态工作电流；程控配置控制开关组为一组栅极接数字控制信号的M0S管，通过系统编程对数字控制信号进行编码来按位控制输出匹配网络中相应M0S管的关断和导通，实现电容网络取值的调节。
[0027]所述可配置的低噪声放大器的输出匹配网络由一个编程可控的多种取值的电容修调阵列和电感构成的输出谐振网络；电容修调阵列包括一组控制开关和一组电容，通过编程控制调节电容修调阵列的电容取值，实现谐振频点和Q值的调整，使得输出匹配网络按照接收机系统编程的控制字谐振在接收机系统所需的相应信号频率点，提高低噪声放大器LNA的增益，降低系统级联噪声。包括依次连接的可配置的用于实现单端信号输入转换为I和Q两端差分信号输出，I和Q两端差分输出信号的相位相反、幅度相同；通过程控配置选择相应的工作模式，实现对I和Q两路差分信号的低通滤波或镜像抑制滤波；用于实现对数字滤波器输出的I和Q两路差分信号的增益控制，送出I和Q两路差分前端输出信号。
[0028]所述输出谐振网络的编程可控的多种取值的电容修调阵列为一个编程可控的N种取值的电容修调阵列，N取值范围为3?15 ;N取值为3或15的电容修调阵列，通过编程控制获得三种或十五种修调电容值，用于克服工艺偏差带来的影响；15 < N < 18取值的电容修调阵列，用于克服工艺偏差带来的影响，同时能在开关控制字调节的多个频段上进行调整，通过编程控制获得五种或十五种修调电容值，能在多个频段上精细修调。
[0029]所述缓冲器为一个源极跟随电路结构的直流电平转换器；源极跟随器中跟随M0S管的栅极连接前级主放大器的输出端，源极接电流源，源极和电流源的串联接点为输出端，接到有源换端器的输入端。
[0030]所述有源换端器由缓存器、共源极放大器和共栅放大器组成，LNA输出的放大信号接在缓存器输入端的栅极，缓存器输出端的源极连接共源极放大器的漏极和共栅放大器的输入端，采用共栅放大管同相放大和共源极放大管反向放大的结构，将单端信号转换为双端差分信号；有源换端器将接收到的单端信号经过缓冲后分别送到一个共源放大器和共栅放大器，两者增益相同极性相反，产生幅度相同而相位相反的两个差分输出信号，分送混频器的两个混频器；这种结构使差分信号的相位误差和幅度误差较小，能有效抑制输出到后级电路的共模噪声。
[0031]所述混频器为折叠式无源混频器，由跨导级、开关级、负载电路和直流偏置电路组成；射频信号RFout-P和RFout-N接入跨导级的两个输入端，跨导级的两个输出端各自连接一个开关级，卒振信号LOIN和L0IP分别接入两个开关级，开关级各自连接负载电路，一开关级的两个负载端输出射频信号V0IN和V0IP，另一开关级的两个负载端输出射频信号V0QN和V0QP，送到可配置的多模式滤波器；该折叠式无源混频器的信号预放大和信号混频分步完成，独立优化，既提高射频前端的线性度，又减小电路的闪烁噪声。
[0032]所述跨导级为自偏置CMOS反相器结构，跨导级包括自偏置CMOS反相器和负载电阻；自偏置CMOS反相器用带有反馈电阻的CMOS反向器构成，负载电阻为由两个PM0S管组成的等效LC网络，两个PM0S管代替了传统折叠式结构中的LC谐振网络，能有效减少芯片的电路面积，同时能提高跨导级等的效跨导值。
[0033]本实用新型通过在电源模块采用逻辑控制芯片对电源进行优化控制，同时采用可编程控制的混频器和逻辑放大器对射频接收信号进行逻辑取自的调节，从而实现多频自动控制而无需多个功率放大器，大大降低了成本，缩小了产品的体积。
【主权项】
1.一种多频定位器，包括射频芯片、逻辑控制芯片、调制解调芯片以及电源模块，所述逻辑控制芯片的逻辑输入端与调制解调芯片的输出端连接；所述调制解调芯片根据当前搜索的频段输出相应的控制信号至所述逻辑控制芯片，使所述逻辑控制芯片输出相应的逻辑控制信号至射频前端模块，其特征在于: 所述的电源模块由滤波电路、稳压电路、放大电路、二次滤波电路、指示电路和开关电路构成的，所述的滤波电路的输出端依次通过稳压电路、放大电路、二次滤波电路和指示电路与开关电路的输入端相连接； 还包括由低噪声放大器、缓冲器、有源换端器、混频器、可配置的频率合成器、可配置的多模式滤波器以及自动增益控制放大器构成的射频前端模块，还有为各个电路提供直流偏置，建立静态工作点的偏置电路；其中可配置的多频段低噪声放大器为多频段的单端输入和单端输出电路结构，低噪声放大器输出端通过直流电平转换器与缓冲器的输入端相连接；缓冲器的输出端连接有源换端器的输入端，无源混频器连接有源换端器的I和Q两差分输出端；可程控配置的频率合成器连接混频器的本振输入端，数字滤波器连接混频器的I和Q两路差分输出端；频率合成器通过程控配置为混频器提供相应的本地振荡信号；连接可配置的多模式滤波器输出端连接自动增益控制放大器的输入端。2.根据权利要求1所述的多频定位器，其特征在于:所述可配置的低噪声放大器包括输入匹配电路、主放大器、输出匹配电路、直流偏置电路和程控配置控制开关组；其中由输入匹配电路、输出匹配电路和程控配置控制开关组构成低噪声放大器的一个编程可控的频段和模式选择电路。3.根据权利要求2所述的多频定位器，其特征在于:所述可配置的低噪声放大器的输出匹配网络是由一个编程可控的多种取值的电容修调阵列和电感构成的输出谐振网络；电容修调阵列包括一组控制开关和一组电容，分别针对不同的频率。4.根据权利要求3所述的多频定位器，其特征在于:所述缓冲器为一个源极跟随电路结构的直流电平转换器；源极跟随器中跟随MOS管的栅极连接前级主放大器的输出端，源极接电流源，源极和电流源的串联接点为输出端，接到有源换端器的输入端。5.根据权利要求4所述的多频定位器，其特征在于:可配置的频率合成器为内置程序设计产生所需的本地载波。6.根据权利要求5所述的多频定位器，其特征在于:所述混频器为折叠式无源混频器，由跨导级、开关级、负载电路和直流偏置电路组成。7.根据权利要求6所述的多频定位器，其特征在于:所述跨导级为自偏置反相器结构，跨导级包括自偏置反相器和负载电阻；自偏置反相器用带有反馈电阻的反向器构成，负载电阻为由两个PMOS管组成的等效LC网络，两个PMOS管代替了传统折叠式结构中的LC谐振网络。8.根据权利要求7所述的多频定位器，其特征在于:所述射频前端模块支持GSM标准频段、CDMA标准频段、WCDMA标准频段、CDMA2000标准频段、TD-SCDMA标准频段以及TD-LTE标准频段中的一种或多种。9.根据权利要求8所述的多频定位器，其特征在于:所述逻辑控制芯片包括电源管理芯片或者CPU芯片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多频定位器，包括射频芯片、逻辑控制芯片、调制解调芯片以及电源模块，还包括由低噪声放大器、缓冲器、有源换端器、混频器、可配置的频率合成器、可配置的多模式滤波器以及自动增益控制放大器构成的射频前端模块，还有为各个电路提供直流偏置，建立静态工作点的偏置电路。本实用新型通过在电源模块采用逻辑控制芯片对电源进行优化控制，同时采用可编程控制的混频器和逻辑放大器对射频接收信号进行逻辑取自的调节，从而实现多频自动控制而无需多个功率放大器，大大降低了成本，缩小了产品的体积。
【IPC分类】H03G3/20, H04B1/40
【公开号】CN205017315
【申请号】CN201520661044
【发明人】马兰姗
【申请人】河南北斗星空科技有限责任公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年8月28日