專利名稱：增強型混合器裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用電流鏡的信號混合器，和使用這種混合器的射頻信號接收
器°
背景技術：
傳統(tǒng)上使用包括輸出電流的信號混合器裝置。例如，在射頻接收器中，在 放大本機振蕩器信號之后混合接收信號，以進行頻率改變并傳送中頻信號或基 帶信號。不管在混合器裝置輸出處阻抗如何，混合信號流入電流鏡電路以確保 輸出電流值。因此，不管輸出阻抗如何，輸出電流由輸入電流決定。
在信號被轉換成用于解調的數(shù)字信號之前，這種混合器的輸出傳統(tǒng)上會被 濾波。
然而，對混合器、轉換器和下游基帶級的線性約束高。更精確地，在設計 這種電路時必須考慮信號還有能量分布在寬頻率范圍，以避免飽和和其它干 擾。
因此，由于不需要的信號，設計混合器裝置和相應的接收器具有約束性， 其會導致未達最佳標準設計和未達最佳標準性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目標是通過提供一種混合射頻信號的增強型裝置來解決這種問 題。為了這種效果，本發(fā)明提出一種如權利要求1所述的混合器裝置和如權利
要求9所述的相應的接收器。
由于在電流鏡級中低通濾波器的集成，信號頻譜分布減小。從而在信號處 理的早期抵制了不需要的信號，放松了對電路的約束。


本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點在結合附圖的描述中將明顯，其中圖1示出了包括具有電流鏡級的混合器裝置的接收器； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的混合器裝置的詳細電路； 圖3、 4、 5和6示出了本發(fā)明的其它實施例。
具體實施例方式
在圖1中，接收器2適于通過天線4接收射頻(RF)信號，如在DVB-H 或DVB-T傳輸中使用MPEG-2格式的數(shù)字電視信號。
天線4連接到其輸出流入基帶解調器8的模擬前端6，該基帶解調器8應 用相關解調或均衡處理，以導出信息信號S施加到和接收器2相關的的其它處 理電路。
連同其它元件一起，模擬前端6包括具有一個或幾個低噪聲放大器(LNA) 的放大級10。放大級10的輸出流入兩個混合器裝置12和14。每個混合器裝 置也接收由本機振蕩器16傳送的信號。流入混合器裝置14的信號相對于供給 混合器裝置12的信號有90°的相位移動。
每個混合器裝置12和14包括混合器電路，分別標為18和20，用本機振 蕩器16供給的信號混合放大級10供給的射頻信號。這些混合器電路18和20 的每個輸出流入鏡像電流電路22和24。
鏡像電流電路22和24分別傳送標為I的信號的實分量，和信號的虛分量， 標為字母Q。
在所描述的實施例中，從放大級10下至基帶解調器8的所有信號是平衡 信號，相應地，電流鏡電路的輸出信號是通過阻抗26和28傳送的平衡信號。 在所描述的例子中，阻抗26和28是基帶解調器8的處理電路的阻抗。 在圖2中，混合器裝置12的詳細電路包括連接混合器電路18的輸入級 30和鏡像電流22。
輸入級30包括平行安裝的兩個晶體管32、 34，每個接地并且用放大級10 傳送的射頻信號供給其柵極端子。這些輸入是平衡的并且分別被稱為負極和正 極輸入IN+和IN-。
當然，采用例如串聯(lián)晶體管的傳統(tǒng)輸入級的其它種類可以被使用。 輸入級的一般功能是轉換電壓，即輸入IN+和IN-間的電壓，成為流入混 合器裝置的電流。輸入級晶體管32、 34的輸出流入混合器電路，更精確地，每個信號流入 一對第二級晶體管，即36、 38和40、 42，每對的漏極端子連接在一起。對稱的混合器晶體管36和42用本機振蕩器16供給的信號每個饋給其柵 極端子，其輸出是混合器電路的輸出。此外，這些輸出的每個也連接其它對的其它混合器晶體管的輸出。從而， 晶體管36的輸出連接晶體管40的輸出，相互地，晶體管42的輸出連接晶體 管38的輸出。最后，兩個對稱晶體管38和40的柵極端子連接在一起。 這樣的混合器電路是傳統(tǒng)的，將不進一步詳細描述。混合器電路18的輸出，即正極和負極輸出OUTm+和OUTm—，流入電流 鏡電路22，更精確地是流入電流鏡電路的第一級。鏡像電流電路的該第一級 包括兩個晶體管44和46，其漏極端子分別連接混合器電路的輸出OUTm+和 OUTm.,并且其源極端子連接直流電壓源V，可選擇地通過串聯(lián)電阻器。這些 晶體管的柵極端子連接混合器電路的各個輸出，在這些柵極端子處的信號被命 名為A和B并且流入電流鏡電路的第二級。該第二級包括兩對晶體管，即48、 50和52、 54， 一對的晶體管串聯(lián)在直 流電壓源V和地GND之間。連接直流電壓源的所述對的晶體管的每個分別接 收由第一級的晶體管傳送的信號A或B在其柵極端子上。電流鏡電路的輸出由兩對晶體管的每對的中心點之間獲得的信號形成，即 在一邊的晶體管48和50之間的正極輸出OUT+，在另一邊的晶體管50和52 之間的負極輸出OUT-。代表基帶解調器8的處理電路阻抗的阻抗26連接在兩個輸出OUT+和 UT-之間，并且相應地接收信號I。所述第二級晶體管的每對第二晶體管50和54被設計為具有高阻抗，從而 使得電流信號進入基帶解調器8以減小增益損失。晶體管50和54的柵極端子由以傳統(tǒng)方式連接阻抗26的控制點的偏置調 整電路58傳送的偏置信號饋給。此外，電流鏡電路22也適于對由混合器電路傳送的信號進行低通濾波。 該濾波和電流鏡電路的傳統(tǒng)功能同時進行，即，不管輸出阻抗如何，供給由輸 入電流決定的輸出電流。在所描述的例子中，鏡像電流電路的第一和第二級的每個包括使用連接第 一和第二級晶體管的電容器的低通濾波器。更精確地，這些低通濾波器是無源 濾波器，即不具有如晶體管或類似的有源器件的濾波器。其允許減少裝置的電 流消耗。在第一級中，濾波電容器60、 62和兩個晶體管44和46的每個平行連接， 即在直流電壓源V和混合器電路的輸出OUTm+和OUTm—的每個之間。在該例 子中，這些濾波器的每個的截止頻率大約為14MHz。在第二級中，濾波電容器64連接在晶體管48和52的每個的漏極端子之 間，即兩對晶體管的每對的中心點之間。該電容器也衰減不需要的信號，并且 因為兩級的每級的各個阻抗是獨立的，該電容器64的截止頻率可以不同于第 一級的其中一個，尤其是可以更小。在該例子中，電容器64的截止頻率大約 為8MHz。因而，本發(fā)明的混合器傳送一信號，該信號不管輸出阻抗如何，其電流由 輸入電流決定并同時被濾波。因此，信號的擺動更小，從而，下游級的阻抗更 高并且線性約束減小。更精確地，對電流鏡電路、基帶電路和模擬至數(shù)字轉換 器的要求放松。此外，由于減小的線性約束，裝置的總電流消耗通過使用低線 性特征元件而減小。本發(fā)明的其它實施例也是可能的，尤其是通過使用不同的電路連接濾波電 容器。在參考圖3示出的另一實施例中， 一個單濾波電容器70以與參考圖2描 述的第二級電路相似的方式被用于第一級中。該電容器70連接在第一級晶體 管44和46的漏極端子之間，即混合器電路的輸出OUTm+和OUTm-之間?？蛇x擇地，先前描述的兩個實施例被結合表示在圖4中。在該例子中，該 結合應用于第一級，并且濾波電容器72和74平行連接晶體管44和46的每 個，并且另一個電容器76連接在混合器電路的輸出之間。然而在參考圖5示出的另一實施例中，濾波電容器78、 80連接在電流鏡 電路22的第一級中，位于所述晶體管的漏極端子和地之間。任何的這些不同電路，即和每個晶體管平行連接的電容器的使用，連接在 漏極端子之間的單電容器的使用，這兩個電路的結合和連接地的電容器的使 用，也可以用于第二級中。可選擇地，第一級晶體管的每個柵極端子和其輸出分別表示為A和B信 號的電阻器82、 84串聯(lián)。在該實施例中，濾波電容器86、 88連接在直流電壓 源和電阻器82和84的輸出之間，如在圖6中所示。所有這些實施例將對信號進行相似的濾波，并且能和先前描述的第二級濾 波器結合，并且無源濾波器的使用允許減小電流損耗。此外，可能使用具有單輸入的非平衡電路，并且其中輸入級、混合器電路 和電流鏡電路適于傳統(tǒng)方式。而且，任何濾波電容器，即電容器60、 62、 64、 70、 76、 78、 80、 86、 88能被制成可調整的，以衰減不同的不需要的頻率。
權利要求
1、用于混合射頻信號(RF)的裝置(12、14)，包括-混合器電路(18、20)，其適于混合至少兩個信號，其中一個是射頻信號；以及-電流鏡電路(22、24)，其包括連接所述混合器電路的輸出(OUTm+，OUTm-)的第一級和連接所述裝置的輸出(OUT+，OUT-)的第二級；其中所述第一和第二級的每級包括各自的低通無源濾波器。
2、 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一級包括晶體管(44、 46)，其每個連接在所述混合器電路的所述輸出(OUTm+， OUTm—)的分別 一個和直流電壓源(V)之間；所述第二級包括晶體管(48、 52)，其每個連 接在所述直流電壓源和所述裝置的所述輸出的分別一個之間，并且其中所述裝 置進一步包括分別連接所述第一和第二級晶體管的濾波電容器(60、 62、 64; 70; 72、 74、 76; 86、 88)。
3、 根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，濾波電容器(60、 62; 72、 74)平行連接所述第一和第二級的至少一級的每個晶體管(44、 46)。
4、 根據(jù)權利要求2和3的任一項所述的裝置，其特征在于，濾波電容器 (64;70)連接在所述第一和第二級的至少一級的所述晶體管的漏極端子之間。
5、 根據(jù)權利要求1至4的任一項所述的裝置，其特征在于，濾波電容器 (78、 80)連接在地(GND)和所述第一和第二級的至少一級的每個晶體管的漏極端子之間。
6、 根據(jù)權利要求2至4的任一項所述的裝置，其特征在于，所述第一級 的每個晶體管的柵極端子和阻抗(82、 84)串聯(lián)，并且其中所述裝置進一步包 括連接在所述直流電壓源和每個所述阻抗的輸出之間的濾波電容器(86、 88)。
7、 根據(jù)權利要求1至6的任一項所述的裝置，其特征在于，所述第二級 包括串聯(lián)在直流電壓源(V)和地之間的成對晶體管(48、 50、 52、 54)，并 且其中所述裝置的所述輸出由所述第二級的所述成對晶體管的每一對的中心 點形成。
8、 射頻信號接收器，其包括模擬前端(6)，所述模擬前端(6)包括連 接基帶級(8)的至少一個混合裝置，其特征在于，所述混合裝置是根據(jù)權利要求1至7任一項的混合裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增強型混合器裝置，這種裝置(12、14)用于混合射頻信號(RF)，包括混合器電路(18、20)，其適于混合至少兩個信號，其中一個是射頻信號；和電流鏡電路(22、24)，用于接收由所述混合器電路傳送的信號并傳送輸出信號。其中所述電流鏡電路(18，20)有兩級，每級具有低通無源濾波器。
文檔編號H03D7/14GK101326711SQ200680046617
公開日2008年12月17日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權日2005年12月14日
發(fā)明者強納斯·強森 申請人:迪康公司