一種超高頻射頻接收前端電路制造技術

一種超高頻射頻接收前端電路，射頻接收前端電路由新型低噪聲放大器、新型900MHz下混頻器電路構成。提出的LNA采用差分式輸入、輸出電路結構，具有較強的共模信號和偶次諧波抑制能力，在輸入端采用二階交調電流注入結構，以消除三階交調電流，從而提高了混頻器的線性度；采用MOS接電容的形式連接在LNA的輸出端，通過最終實現工作頻率可調；提出的混頻器采用差分式輸入、輸出電路結構，具有較強的共模信號和偶次諧波抑制能力，電路結構嚴格對稱，在該電路的輸入端采用二階交調電流注入結構，以消除三階交調電流，在輸出端采用動態電流注入結構提高混頻器的噪聲特性。

Ultra high frequency radio frequency receiving front end circuit

The utility model relates to an ultra high frequency radio frequency receiving front-end circuit, wherein, the radio frequency receiving front-end circuit is composed of a novel low-noise amplifier and a novel 900MHz down mixer circuit. The LNA uses a differential input and output circuit structure, can inhibit the ability of common mode signal and even harmonics of two order intermodulation in the current input into the structure, to eliminate the three order intermodulation currents, thereby improving the linearity of the mixer; the MOS capacitor connected at the output of the LNA through, finally realize adjustable working frequency; the mixer uses a differential input and output circuit structure, can inhibit the ability of common mode signal and even harmonics of the circuit structure is strictly symmetrical, two order intermodulation currents used in the circuit input into the structure, to eliminate the three order intermodulation currents, using dynamic current at the output to improve the noise performance of the mixer injection structure.

【技術實現步驟摘要】
一種超高頻射頻接收前端電路所屬
本專利技術涉及一種超高頻射頻接收前端電路，適用于超高頻射頻領域。
技術介紹
在各個頻段范圍內的超高頻射頻識別技術發展非常迅速，而工作在840～'960MHz頻帶范圍內的超高頻射頻識別(UHFRFID)系統正逐漸沿著低功耗、低成本、高效率和高流通量的趨勢向前迅猛發展。在超高頻射頻識別系統中，超高頻讀寫器中射頻前端電路的設計變得非常重要。超高頻射頻識別讀寫器是由發射機和接收機組成，且大部分讀寫器是由分立元件實現，其電路結構繁雜且功耗大。超高頻讀寫器的研究現狀歸納如下：讀寫器工作在listen模式和talk模式，且高靈敏度和低噪聲是listen工作模式下的主要指標，高線性度則是在talk工作模式下的主要指標，通過對listen模式和talk模式的切換，實現讀寫器與標簽之間的通信。在超高頻的設計中，通過對發射機和接收機電路結構的改進，可以使得相應性能的提高，但同時也是以降低一些性能為代價的，如提高了噪聲性能，卻降低了線性度有待提高。在電路設計中，功耗是必須要考慮的參數之一，在目前的設計方案中，有些方案能夠獲得很好的線性度和靈敏度，但功耗很大[3,4J;在超高頻射頻識別讀寫器中存在自干擾，其相應的消除方案被提出，其中零中頻結構將干擾信號下變頻為直流信號然后再消除。在以往研究中，超高頻射頻識別射頻前端電路都只是在一個頻率下工作，不能實現工作頻率可調，如果能夠實現工作頻率可調，可實現工作頻率的靈活切換，在實際使用中則更為方便。
技術實現思路
本專利技術提供一種射頻接收前端電路，應用于超高頻射頻識別器中，具有較強的共模信號和偶次諧波抑制能力，提高了混頻器的線性度和混頻器增益，具有低功耗的特點，降低了噪聲。本專利技術所采用的技術方案是。首先，提出了一種低電壓、低功耗、高線性度、工作頻率可調的新型低噪聲放大器，提出的LNA采用差分式輸入、輸出電路結構，具有較強的共模信號和偶次諧波抑制能力，在輸入端采用二階交調電流注入結構，以消除三階交調電流，從而提高了混頻器的線性度；采用MOS接電容的形式連接在LNA的輸出端，通過最終實現工作頻率可調，從而彌補了傳統的LNA結構不能實現工作頻率可調的缺陷；且提出的LNA的工作電壓為1.2V，電路電流小，具有低功耗的特點。其次，提出了一種新型的低功耗、低噪聲和高線性度的新型900MHz下混頻器。提出的混頻器采用差分式輸入、輸出電路結構，具有較強的共模信號和偶次諧波抑制能力，電路結構嚴格對稱，在該電路的輸入端采用二階交調電流注入結構，以消除三階交調電流，從而提高了混頻器的線性度；在輸出端采用動態電流注入結構提高混頻器的噪聲特性，動態電流注入結構的功能近似于采用跨導互補的結構，都是通過增加跨導，從而提高混頻器增益，降低了噪聲，從而消除了傳統的雙平衡Gilbert混頻器的噪聲系數相對較大的缺陷。所述低噪聲放大器主要由M4-M7管組成的共源共柵差分對管實現放大。共源共柵的結構可以大大提高各個端口信號的隔離度。為了提高LNA的線性度，采用了二階交調電流注入的方法來提高線性度。M1、M2構成二階交調注入結構，在一對差分對管中，M3主要是由有源器件的非線性I-V特性所產生。在LNA的輸出端連接有四組開關電容，每組開關電容由一個電容和一個NMOS管組成，分別為B0，B1，B2和B3，通過控制NMOS管使其導通和截止，得到不同的電容值，也即實現了電容的調節，輸出端的電容與電感形成調諧網絡。所述下混頻器電路中，M4和MS組成跨導級，M6,M7,M8和M9為開關級，R1和R2為輸出級，M1和M2為二階交調注入結構，MP1,MP2和MP3組成動態電流注入結構。該電路在輸入端采用了二階交調電流注入結構以提高線性度，在輸出端采用動態電流注入結構以降低噪聲。動態電流注入電路是由MPl和MP2完成的，兩個PMOS管的柵極與開關管的源極相連，MP3在這里起到電流源的作用。當開關對中的晶體管接近同時導通時，A(B)點的電壓達到最低值，于是MP1和MP2管導通，此時向A(B)點注入電流Id。當開關對中的晶體管沒有同時導通時，A(B)點的電壓升高，PMOS管截止，不注入電流。這種技術可以極大降低混頻器的閃爍噪聲，對白噪聲性能卻幾乎沒有影響。所述超高頻RFID射頻接收機中的射頻信號經過天線、TR(傳送/接收)開關和帶通濾波器(BPF)后，通過低噪聲放大器對信號進行放大，再通過第二級放大器進一步提高增益，然后射頻信號進入混頻器后降到低頻信號，最后經過濾波器得到想要的基頻信號。本專利技術的有益效果是：具有較強的共模信號和偶次諧波抑制能力，提高了混頻器的線性度和混頻器增益，具有低功耗的特點，降低了噪聲。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的低噪聲放大器電路。圖2是本專利技術的下混頻器電路。圖3是本專利技術的射頻接收機結構框圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，低噪聲放大器主要由M4-M7管組成的共源共柵差分對管實現放大。共源共柵的結構可以大大提高各個端口信號的隔離度。為了提高LNA的線性度，采用了二階交調電流注入的方法來提高線性度。M1、M2構成二階交調注入結構，在一對差分對管中，M3主要是由有源器件的非線性I-V特性所產生。在LNA的輸出端連接有四組開關電容，每組開關電容由一個電容和一個NMOS管組成，分別為B0，B1，B2和B3，通過控制NMOS管使其導通和截止，得到不同的電容值，也即實現了電容的調節，輸出端的電容與電感形成調諧網絡。如圖2，下混頻器電路中，M4和MS組成跨導級，M6,M7,M8和M9為開關級，R1和R2為輸出級，M1和M2為二階交調注入結構，MP1,MP2和MP3組成動態電流注入結構。該電路在輸入端采用了二階交調電流注入結構以提高線性度，在輸出端采用動態電流注入結構以降低噪聲。動態電流注入電路是由MPl和MP2完成的，兩個PMOS管的柵極與開關管的源極相連，MP3在這里起到電流源的作用。當開關對中的晶體管接近同時導通時，A(B)點的電壓達到最低值，于是MP1和MP2管導通，此時向A(B)點注入電流Id。當開關對中的晶體管沒有同時導通時，A(B)點的電壓升高，PMOS管截止，不注入電流。這種技術可以極大降低混頻器的閃爍噪聲，對白噪聲性能卻幾乎沒有影響。如圖3，超高頻RFID射頻接收機中的射頻信號經過天線、TR(傳送/接收)開關和帶通濾波器(BPF)后，通過低噪聲放大器對信號進行放大，再通過第二級放大器進一步提高增益，然后射頻信號進入混頻器后降到低頻信號，最后經過濾波器得到想要的基頻信號。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述的射頻接收前端電路由新型低噪聲放大器、新型900MHz下混頻器電路構成。

【技術特征摘要】
1.一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述的射頻接收前端電路由新型低噪聲放大器、新型900MHz下混頻器電路構成。2.根據權利要求1所述的一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述超高頻RFID射頻接收機中的射頻信號經過天線、TR(傳送/接收)開關和帶通濾波器(BPF)后，通過低噪聲放大器對信號進行放大，再通過第二級放大器進一步提高增益，然后射頻信號進入混頻器后降到低頻信號，最后經過濾波器得到想要的基頻信號。3.根據權利要求1所述的一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述的低噪聲放大器主要由M4-M7管組成的共源共柵差分對管實現放大。4.根據權利要求1所述的一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述低噪聲放大器采用了二階交調電流注入的方法來提高線性度。5.根據權利要求1所述的一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張鳳軍，
申請(專利權)人：張鳳軍，
類型：發明
國別省市：遼寧,21