一种谐波抑制混频器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种谐波抑制混频器。
【背景技术】
[0002] 在无线通信的射频信号接收链路中，混频器的作用是将输入射频信号下变频至中 频或者基带信号，以便后续模块进行处理。目前主流的混频器结构为无源混频器，其具有低 噪声，高线性度的特点。但无源混频器所需要的本振信号为方波信号，其中包含有大量的谐 波分量，在进行下变频操作时会将3倍和5倍本振频率处的干扰信号下变频到有用信号的 频率处，降低接收机的信噪比。
[0003] 为了消除谐波混频效应对接收信号质量的影响，一种有效的方法是采用具有谐波 抑制功能的混频器。假设fl，f2,f3为50%占空比的方波信号，彼此之间的相位差为45°， 分别对它们进行傅里叶级数展开为：
[0009] 最终输出信号中，仅包括基频信号和7阶谐波信号，偶数阶、3阶和5阶谐波均被抵 消。为了实现较高的谐波抑制比，需要相位和增益精确匹配。通常在未进行校准情况下，谐 波抑制比仅为30~40dBc。
【发明内容】
[0010] (一）要解决的技术问题
[0011] 本发明要解决的技术问题是：如何实现相位和增益的精确匹配，以提高谐波抑制 比。
[0012] (二）技术方案
[0013] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种谐波抑制混频器，所述谐波抑制混频器 包括：2个第一跨导放大器、1个第二跨导放大器、2个第一正交电流型混频器、2个第二正交 电流型混频器和1个本振信号产生器；
[0014] 所述2个第一跨导放大器和2个第一正交电流型混频器一一对应连接，所述第二 跨导放大器与所述2个第二正交电流型混频器分别连接，所述本振信号产生器产生8路相 位为攀、_(p+45_s、（p+QO0、. q>+135°、（p+180Q、（p+225Q、（fH~2:70Q:及(p+315°!的本振信 号，所述为预设角度；
[0015]所述跨导放大器分别接收射频差分电压信号，将所述射频差分电压信号转换为射 频电流信号，并将所述射频电流信号发送至与其连接的正交电流型混频器；所述正交电流 型混频器接收输入的本振信号及所述射频电流信号，根据所述射频电流信号及本振信号实 现混频，以输出4路正交信号；将各个正交电流型混频器所输出的正交信号中对应的每路 正交信号分别进行叠加后，作为所述谐波抑制混频器的输出信号；
[0016]所述2个第一正交电流型混频器的本振信号按照下列两组相位顺序分别 进行输入：一组相位顺序为(p、（p+180°、cp+90°及（p+270Q,另一组相位顺序为cp+90' ((>+27:0°、爭+_180°及(p;
[0017]所述2个第二正交电流型混频器的本振信号按照下列两组相位顺序分别进 行输入：一组相位顺序为tp+45°、_<p+2_25°、（p+_l 35°及(p+315°、另一组相位顺序为 9+225。、（p+45。、9+315°及(p+B5。；
[0018] 所述第一跨导放大器和第二跨导放大器之间的增益比例为1:七，在所述谐波抑 制混频器运行时，在同一时间内所述2个第二正交电流型混频器中只有1个工作。
[0019] 其中，所述正交电流型混频器为无源的，并且每个正交电流型混频器均由具有相 同结构的I路混频器和Q路混频器组成；
[0020] 设所述射频电流信号的2个输入端为RFP及RFN，并且每个正交电流型混频器接收 输入的本振信号均依次为L0IP、L0in、L0qp及L0qn，则所述I路混频器的输入信号为RFP、RFn、 L0IP及L0in，输出信号为IFIP及IFin，所述Q路混频器的输入信号为RFP、RFn、L0qp及L0qn，输 出信号为1&及IFqn。
[0021] 其中，所述I路混频器包括：4个电阻、4个电容和4个NM0S管，
[0022] 所述4个电阻的第一端分别与偏置电压VB连接，所述4个电阻与4个NM0S管一一 对应，每个电阻的第二端与对应的NM0S管的栅极连接，第一NM0S管的源极、第二NM0S管的 源极及所述射频电流信号的第一输入端RFP相互连接，所述第三NM0S管的源极、第四NM0S 管的源极及所述射频电流信号的第二输入端RFN相互连接，所述第一NM0S管的漏极、第三 N0MS管的漏极及第一正交信号输出端IFIP相互连接，所述第二NM0S管的漏极、第四NM0S 管的漏极及第二正交信号输出端〇^相互连接，第一电容的第一端与第一NM0S管的栅极连 接，所述第二电容的第一端与第二NM0S管的栅极连接，所述第三电容的第一端的第三NM0S 管的栅极连接，所述第四电容的第一端与所述第四NM0S管的栅极连接，所述第一电容的第 二端及第四电容的第二端均与第一本振信号输入端L0IP连接，所述第二电容的第二端及第 三电容的第二端均与第二本振信号输入端L0IN连接。
[0023] 其中，所述本振信号产生器的输入信号为以下两种：第一种为输入信号频率为输 出信号频率2倍的2路差分信号，第二种为输入信号频率为输出信号频率1倍的4路正交 信号。
[0024] 其中，所述本振信号产生器包括：第一输入级缓冲器、2个第二输入级缓冲器、第 一级2分频器、第二级2分频器、2个中间级缓冲器、相位插值8相信号产生电路、相位校准 电路、与门阵列电路和输出级反相器阵列；
[0025] 所述第一输入级缓冲器、第一级2分频器、第二级2分频器、相位校准电路、与门阵 列电路和输出级反相器阵列依次连接，所述相位插值8相信号产生电路与所述第二级2分 频器并联；第一种输入信号由所述第一输入级缓冲器进行缓存后，再经过所述第一级2分 频器，以产生输出信号频率1倍的4路正交信号，产生的4路正交信号分别送入所述第二级 2分频器和相位插值电路，所述第二级2分频器和相位插值8相信号产生电路分别产生8相 信号，所述第二级2分频器和相位插值8相信号产生电路所产生的8相信号对应叠加后，被 依次送入所述相位校准电路、与门阵列电路和输出级反相器阵列，以产生所述8路相位为 (p、：cp+45。、（P+90。、q>+135°、q>+180°、q>+225°、q>+270°及9+315。的本振信号；
[0026] 所述2个第二输入级缓冲器的输出端与2个中间级缓冲器的输入端一一对 应连接，所述2个第二输入级缓冲器的输出端与所述相位校准电路的输入端连接，所 述2个中间级缓冲器的输出端与所述相位校准电路连接；第二种输入信号由所述2个 第二输入级缓冲器进行缓存后，再分别送入所述2个中间级缓冲器和相位插值8相信 号产生电路，所述相位插值8相信号产生电路产生8路相位为9、q>+45°、9+90°、q>+135°、.xp+180。、.q>+225°、（p+270。及《p+3:15。的信号，所述2个第二中间 级缓冲器缓存后的4路信号分别与所述相位插值8相信号产生电路产生的相位为 ((kq)+90' 9+180°及9+270<3的4路信号一一对应叠加，叠加后的4路信号及未进行叠 加的4路信号依次送入所述相位校准电路、与门阵列电路和输出级反相器阵列，以产生所 述8路相位为屮、屮+45°、9+9〇°、.(p+18:〇'°_、_cp+22.5°、_cp+270°及(p+315° 的本振信号。
[0027] 其中，所述相位插值8相信号产生电路包括：2个两阶低通滤波器和4个相位插值 电路，每个两阶低通滤波器的2个输出端均与所述相位插值电路的输入端连接。
[0028] 其中，所述两阶低通滤波器包括：结构相同的正向两阶低通滤波器和负向两阶低 通滤波器；
[0029]所述正向两阶低通滤波器包括：2个PM0S管、2个NM0S管、1个电容、2个电阻和 2个可变电容，所述电容的第一端为正向输入端，电容的第二端与第一PM0S管的栅极、第一 NM0S管的栅极及第一电阻的第一端分别连接，所述第一电阻的第二端与第一PM0S管的漏 极、第一NM0S管的漏极、第一可变电容的第一端、第二电阻的第一端、第二PM0S管的栅极及 第二NM0S管的栅极分别连接，所述第一PM0S管的源极、第二PM0S管的源极和电源端VDD相 互连接，所述第一NM0S管的源极与第一可变电容的第二端、第二NM0S管的源极、第二可变 电容的第一端及接地端Vss分别连接，所述第二电阻的第二端与第二NM0S管的漏极、第二 PM0S管的漏极及第二可变电容的第二端连接，所述第二可变电容的第二端为正向输出端。
[0030] 其中，所述相位插值电路包括：4个NM0S管和4个PM0S管，
[0031] 第一PM0S管的源极与第二PM0S管的源极、第三PM0S管的源极、第四PM0S管的源 极及电源端VDD分别连接，第一NM0S管的源极与第二NM0S管的源极、第三NM0S管的源极、 第四NM0S管的源极及接地端Vss分别连接，第一PM0S管的漏极与第一NM0S管的漏极、第三 PM0S管的漏极及第三NM0S管的漏极分别连接，第二PM0S管的漏极与第二NM0S管的漏极、 第四PM0S管的漏极及第四NM0S管的漏极分别连接，所述第一PM0S管的栅极和第一NM0S 管的栅极连接后作为第一输入端，所述第二PM0S管的栅极和第二NM0S管的栅极