混頻器制造技術

本發明專利技術提供一種混頻器，包含可控制負載、信號混合模塊以及控制器?？煽刂曝撦d通過控制信號控制來改變其等效負載值；信號混合模塊具有輸出端口與輸入端口，輸出端口耦合于可控制負載，輸入端口耦合于輸入信號，信號混合模塊用于混合輸入信號與本地振蕩信號；控制器耦合于可控制負載，用于在本地振蕩信號的切換瞬態期間產生控制信號，以減小可控制負載的等效負載值。本發明專利技術的混頻器通過在切換瞬態期間減小可控制負載的等效負載值，從而抑制或阻止了混頻器輸出中的噪聲，提升了混頻器的性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是有關于混合輸入信號與本地振蕩信號，特別是有關于 一種具有可控制負載的混頻器，其中可控制負載在本地振蕩信號的切換瞬態(switching transients)期間具有減小的等效負載值。
技術介紹
無線通信裝置現已廣泛應用于各種領域。 一般來說，每一無線通信裝置均 具有發射機與接收機，發射機用于將用戶數據轉換為射頻信號以進行數據傳輸， 接收機用于將所接收的射頻信號轉換為用戶數據以進行數據接收。無論在發射 機還是接收機中，混頻器在發射/接收射頻信號時均發揮著重要的作用。在發射 機中，混頻器將輸入信號(基帶信號或中頻信號)與本地振蕩信號混合以產生 將要發射的射頻信號。在接收機中，混頻器將天線所接收的射頻信號與本地振 蕩信號混合，以產生基帶信號或中頻信號。具體來說，無線通信裝置的發射機與接收機內的混頻器通常以基于互補式 金屬氧化物半導體(CMOS-based)的混頻器:&計來實現?，F有的基于CMOS的 混頻器的一個問題在于，晶體管會產生不需要的低頻閃爍噪聲(flickernoise), 這些噪聲會成為混頻器輸出的干擾而使得混頻器的性能明顯劣化。目前已發展 出一些解決方法并將其應用于基于CMOS的混頻器，特別是有源混頻器(active mixer)中，用以減輕或消除在本地振蕩信號的切換瞬態(switching transients ) 期間(即本地振蕩信號的過零點處或其附近)由閃爍噪聲與本地振蕩信號混合 所造成的干擾。舉例來說，動態電流注入(inject)、動態電流結束(quench)或 動態電流切換已應用于一般的有源混頻器，用于阻止切換瞬態期間流經晶體管 的直流電流，其中晶體管通過本地振蕩信號進行切換。然而，增加至一^:的有源混頻器中的附加電^^元件會導致產生流向通過本 地振蕩信號進行切換的晶體管的靜態或動態的直流偏移電流，進而在發射機中 形成本地振蕩泄漏(leakage),以及在接收機中形成二階攔截點(second-order4Intercept Point, IP2)。即使采用預設校準機制，仍然很難消除這些不可預知的直 流偏移。此外，上述動態電流注入/結束/切換技術僅適用于有源混頻器。換句話 說，對于沒有直流偏移的無源混頻器(passive mixer),現有的動態電流注入/結 束/切換技術不起作用。
技術實現思路
為了解決現有技術中由于噪聲干擾而導致混頻器性能劣化的技術問題，本 專利技術的目的之一在于提供一種具有可控制負載的混頻器，其中可控制負載在本 地振蕩信號的切換瞬態(switching transients )期間具有減小的等效負載值。依據本專利技術的實施例，提供一種混頻器，包含可控制負載、信號混合模塊 以及控制器?？煽刂曝撦d通過控制信號控制來改變其等效負載值；信號混合模 塊具有輸出端口 (port)與輸入端口，輸出端口耦合于可控制負載，輸入端口耦 合于輸入信號，信號混合模塊用于混合輸入信號與本地振蕩信號；控制器耦合 于可控制負載，用于在本地振蕩信號的切換瞬態期間產生控制信號，以減小可 控制負載的等效負載值。本專利技術的混頻器與現有技術相比較，其有益效果包括通過在切換瞬態期 間減小可控制負載的等效負載值，從而抑制或阻止了混頻器輸出中的噪聲，提 升了混頻器的性能。附圖說明圖l是依據本專利技術實施例的混頻器的示意圖。圖2是依據本專利技術實施例的本地振蕩信號與控制信號的波形示意圖。圖3是圖1所示的可控制負載的第一實施例的電路示意圖。圖4是圖1所示的可控制負載的第二實施例的電路示意圖。圖5是圖1所示的可控制負載的第三實施例的電路示意圖。圖6是圖1所示的可控制負載的第四實施例的電路示意圖。圖7是圖1所示的可控制負載的第五實施例的電路示意圖。具體實施例方式在本說明書以及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定的元件，本領域 的技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件，本說明書及權利要求并不以名稱的差異作為區分元件的方式，而是以元件在功能 上的差異作為區分的準則，在通篇說明書及權利要求書當中所提及的包含有 是開放式的用語，故應解釋成包含有但不限定于，此外，耦合 一詞在此 包含任何直接及間接的電氣連接手段，因此，若文中描述第一裝置耦合于第二 裝置，則代表第一裝置可以直接電氣連接于第二裝置，或通過其它裝置或連接 手段間接地電氣連接至第二裝置。閱讀了下文對于附圖所示實施例的詳細描述之后，本專利技術對所屬
的技術人員而言將顯而易見。圖1是依據本專利技術實施例的混頻器100的示意圖。如圖1所示，混頻器100 包含可控制負載102、信號混合模塊104以及控制器106,但不限定于此。請注 意，為簡潔起見，圖1僅顯示與本專利技術密切相關的電路元件。本實施例中，可 控制負載102由控制信號SC—I/SC—Q控制，以改變其等效負載值。后續將闡述 可控制負載102的一些實現方式的實施例，以更清楚地描述本專利技術的特征。信 號混合模塊104包含多個晶體管Ml 、 M2、 M3及M4，用于在混頻器100進行 同相信號(in-phase signal)處理時將4t入端口 ( input port)(包括節點NA與NB ) 所接收的輸入信號與本地振蕩信號(LOJLp,LO一I—n)混合，或在混頻器100進行 正交相位信號(quadrature-phase signal)處理時將輸入端口所接收的輸入信號與 本地振蕩信號(LO—Q_p， LOJ1ji)混合。信號混合模塊104所產生的結果信號從 輸出端口輸出，輸出端口包括分別耦合于可控制負載102的節點NC與ND。請 注意，輸入信號可通過有源混頻器(active mixer)配置或無源混頻器(passive mixer)配置輸入至信號混合模塊104的輸入端口。換句話說，圖1所示的混頻 器架構可用于有源混頻器或無源混頻器，這取決于實際設計需要?？刂破?06 耦合于可控制負載102,用于依據本地振蕩信號(即LO_I_p、 LO—I一n、 LO_Q_p 及LO—Q_n)產生控制信號SC_I/SC_Q，從而在本地振蕩信號的切換瞬態 (switching transients )期間減小可控制負載102的等效負載值。請參照圖2,圖2是依據本專利技術實施例的本地振蕩信號與控制信號的波形示 意圖。假如混頻器100應用于同相信號處理，則圖1所示的晶體管Ml-M4依據 本地振蕩信號(包括LO_I_p與LO—I—n)選擇性地導通或截止，切換瞬態 ST_I—1-ST—I—4出現于LO—I_p與LO—I_n的過零點附近?？刂破?06配置為產生 控制信號SC—I， SC一I包含多個對應于切換瞬態的脈沖。接收到控制信號SC—I 之后，可控制負載102由這些脈沖控制以減小其等效負載值。由于在切換瞬態期間信號混合模塊104的負載被減小或^皮移除，在切換瞬態期間流經信號混合模塊104內的傳導電晶體的電流也相應地減小或消除。通過這種方式，在切換 瞬態期間可抑制或阻止混頻器輸出中的噪聲。類似地，假如混頻器100應用于 正交相位信號處理，則圖1所示的晶體管Ml-M4依據本地振蕩信號(包括 LO_Q_p與LO_Q—n)選擇性地導通或截止，切換瞬態ST_Q_1-ST—Q—4出現于 LO—Q_p與LO—Q—n的過零點附近。借助本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混頻器，包含有：　可控制負載，通過控制信號控制來改變該可控制負載的等效負載值；　信號混合模塊，具有輸出端口與輸入端口，該輸出端口耦合于該可控制負載，該輸入端口耦合于輸入信號，該信號混合模塊用于混合該輸入信號與本地振蕩信號；以 及　控制器，耦合于該可控制負載，用于在該本地振蕩信號的切換瞬態期間產生該控制信號，以減小該可控制負載的該等效負載值。

【技術特征摘要】
US 2008-5-20 12/123,4831.一種混頻器，包含有可控制負載，通過控制信號控制來改變該可控制負載的等效負載值；信號混合模塊，具有輸出端口與輸入端口，該輸出端口耦合于該可控制負載，該輸入端口耦合于輸入信號，該信號混合模塊用于混合該輸入信號與本地振蕩信號；以及控制器，耦合于該可控制負載，用于在該本地振蕩信號的切換瞬態期間產生該控制信號，以減小該可控制負載的該等效負載值。2. 如權利要求1所述的混頻器，其特征在于，該可控制負栽為正交切換負載， 包含有第一負載裝置，耦合于該輸出端口的第一節點，該第一負載裝置具有固定 負載值；第二負載裝置，耦合于該輸出端口的第二節點，該第二負載裝置具有固定 負載值；以及切換裝置，用于選擇性地將該第一節點耦合于該第二節點，其中該切換裝 置由該控制信號控制，以在該本地振蕩信號的切換瞬態期間將該第一節點耦合 于該第二節點。3. 如權利要求1所述的混頻器，其特征在于，該可控制負載為正交切換負載， 包含有運算放大器，具有第一輸入節點、第二輸入節點、第一輸出節點以及第二 輸出節點，其中該第一輸入節點耦合于該輸出端口的第一節點，以及該第二輸 入節點耦合于該輸出端口的第二節點；第一負載裝置，耦合于該運算放大器的該第一輸入節點與該第一輸出節點 之間；第二負載裝置，耦合于該運算放大器的該第二輸入節點與該第二輸出節點 之間；第一切換裝置，用于選擇性地將該運算^:大器的該第一輸入節點耦合于該 第一輸出節點，其中該第一切換裝置由該控制信號控制，以在該本地振蕩信號 的切換瞬態期間將該第一輸入節點耦合于該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賴玠瑋，
申請(專利權)人：聯發科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]