一种跨导放大器及高鲁棒性混频器电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种跨导放大器及高鲁棒性混频器电 路。
【背景技术】
[0002] 无线通信应用依赖于射频信号在无线网络中传递信息来满足人们对于通信的要 求。发射机将基带频率信号上变频到射频载波信号，形成要传送的射频信号，接收机将接收 到的射频信号下变频到基带频率信号，再送入基带处理器进行解调。
[0003] 下混频器可以分为无源型和有源型，无源混频器一般提供小于OdB的转换增益， 而有源混频器一般提供大于OdB的转换增益。无源混频器可以提供更低的噪声系数和更高 的线性度。
[0004] 参照图1，目前主流的无源混频器架构为：跨导放大器101+电流型混频器102+跨 阻放大器103 (图中的"L0"为本振信号)。由于该结构中跨导放大器和跨阻放大器的增益 均受到温度和工艺波动影响，因此下混频器的增益在不同环境中会出现较大波动，造成下 混频后的中频信号不稳定，影响接收机性能。
[0005] 此外，为了提高放大器效率，跨导放大器通常采用反相器结构，该结构的共模稳定 性会受到前级电路输出阻抗的影响。传统跨导放大器结构如图2所示，设电容221、222、 223、224为Cb，电阻211、212、213、214为Rb，前级电路输出阻抗为Zin，电阻241、242为Rcm， NMOS管232的栅源电容为Cgs6，则共模反馈电路的零极点位置如下：
[0009] 根据公式⑴和（2)可知，第一主极点和零点的相对位置受前级电路输出阻抗的 影响。当Zin>>RB时，P1~Z1，此时会存在一个零极点对，恶化共模反馈电路相位裕度；当 Zin〈〈RB时，P1Kz1Ak时在单位增益（GBW)内，共模反馈电路可以近似看做一个单极点系统， 共模环路相位裕度较高。因此共模反馈电路相位裕度会受到前级电路输出阻抗的影响。
【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：如何减弱跨导放大器中共模反馈环路的相位裕度受 到前级电路输出阻抗的影响。
[0012] (二）技术方案
[0013] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种跨导放大器，所述跨导放大器包括：差模 电路、共模反馈电路和共模相位裕度补偿电路；
[0014] 所述差模电路，用于将输入的射频电压信号转换为射频电流信号；
[0015] 所述共模反馈电路，用于将所述射频电压信号的差模分量抵消，以产生共模电压 信号；
[0016] 所述共模相位裕度补偿电路，用于提高所述共模电压信号的相位裕度。
[0017] 其中，所述差模电路包括：4个隔直电容、4个隔交电阻、2个NMOS管和2个PMOS 管；
[0018] 所述第一隔直电容的第一端与第二隔直电容的第一端连接后作为第一输入端，所 述第一隔直电容的第二端与第一隔交电阻的第一端及第一PMOS管的栅极分别连接，所述 第二隔直电容的第二端与第二隔交电阻的第一端及第一NMOS管的栅极分别连接，所述第 三隔直电容的第一端与第四隔直电容的第一端连接后作为第二输入端，所述第三隔直电容 的第二端与第三隔交电阻的第一端及第二PMOS管的栅极分别连接，所述第四隔直电容的 第二端与第四隔交电阻的第一端及第二NMOS管的栅极分别连接，所述第一PMOS管的源极 与第二PMOS管的源极及电源端分别连接，所述第一NMOS管的源极与第二NMOS管的源极及 接地端分别连接，所述第一NMOS管的漏极与第一PMOS管的漏极连接后作为第一输出端，所 述第二NMOS管的漏极与第二PMOS管的漏极连接后作为第二输出端，所述第一隔交电阻的 第二端与第三隔交电阻的第二端连接后作为偏置电压输入端，所述第二隔交电阻的第二端 与第四隔交电阻的第二端连接后作为共模反馈信号端。
[0019] 其中，所述共模相位裕度补偿电路包括：两个RC串联电路，第一RC串联电路连接 于所述第一NMOS管的栅极与第一NMOS管的漏极之间，所述第二RC串联电路连接于所述第 二NMOS管的栅极与第二NMOS管的漏极之间。
[0020] 其中，所述跨导放大器还包括：偏置电压供应电路；
[0021] 所述偏置电压供应电路包括：2个PMOS管、2个NMOS管和电阻，第三PMOS管的源 极与第四PMOS管的源极及电源端分别连接，所述第三PMOS管的漏极与所述第三NMOS管的 漏极、第三NMOS管的栅极及第四NMOS管的栅极分别连接，所述第三NMOS管的源极与接地 端连接，所述第四PMOS管的栅极与第四PMOS管的漏极、第四NMOS管的漏极及第三PMOS管 的栅极分别连接，所述第四NMOS管的源极通过所述电阻与接地端连接，所述第四NMOS管的 宽长比为第三NMOS管的宽长比的K倍，所述K大于1，所述第三PMOS管的栅极作为偏置电 压输出端。
[0022] 本发明还公开了一种高鲁棒性混频器电路，所述高鲁棒性混频器电路包括：所述 的跨导放大器。
[0023] 其中，所述高鲁棒性混频器电路还包括：电流型混频器和跨阻放大器，所述跨导放 大器、电流型混频器和跨阻放大器依次连接。
[0024] (三）有益效果
[0025] 本发明的跨导放大器通过设置共模相位裕度补偿电路，提高了所述共模电压信号 的相位裕度，从而减弱了跨导放大器中共模反馈环路的相位裕度受到前级电路输出阻抗的 影响。
[0026] 本发明还通过将设计的偏置电压供应电路应用于所述跨导放大器中，从而实现了 转换增益与温度和工艺波动均无关的高鲁棒性混频器电路。
【附图说明】
[0027] 图1是混频器的电路结构框图；
[0028] 图2是传统跨导放大器的结构示意图图；
[0029] 图3是本发明一种实施方式的跨导放大器的结构示意图；
[0030] 图4是图3所示的跨导放大器中偏置电压供应电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0032] 图3是本发明一种实施方式的跨导放大器的结构示意图；参照图3,所述跨导放大 器包括：差模电路、共模反馈电路和共模相位裕度补偿电路；
[0033] 所述差模电路，用于将输入的射频电压信号转换为射频电流信号；
[0034] 所述共模反馈电路，用于将所述射频电压信号的差模分量抵消，以产生共模电压 信号；
[0035] 所述共模相位裕度补偿电路，用于提高所述共模电压信号的相位裕度。
[0036] 优选地，所述差模电路包括：4个隔直电容321、322、323、324、4个隔交电阻311、 312、313、314、2 个NMOS管 301、302 和 2 个PMOS管 303、304 ;
[0037] 所述第一隔直电容323的第一端与第二隔直电容321的第一端连接后作为第一输 入端RFIP，所述第一隔直电容323的第二端与第一隔交电阻313的第一端及第一PMOS管 303的栅极分别连接，所述第二隔直电容321的第二端与第二隔交电阻311的第一端及第 一NMOS管301的栅极分别连接，所述第三隔直电容324的第一端与第四隔直电容322的第 一端连接后作为第二输入端RFIN，所述第三隔直电容324的第二端与第三隔交电阻314的 第一端及第二PMOS管304的栅极分别连接，所述第四隔直电容322的第二端与第四隔交电 阻312的第一端及第二NMOS管302的栅极分别连接，所述第一PMOS管303的源极与第二 PMOS管304的源极及电源端分别连接，所述第一NMOS管301的源极与第二NMOS管302的 源极及接地端分别连接，所述第一NMOS管301的漏极与第一PMOS管303的漏极连接后作 为第一输出端RF0N，所述第二NMOS管302的漏极与第二PMOS管304的漏极连接后作为第 二输出端RF0P，所述第一隔交电阻313的第二端与第三隔交电阻314的第二端连接后作为 偏置电压输入端VBP，所述第二隔交电阻311的第二端与第四隔交电阻312的第二端连接后 作为共模反馈信号端VCM。
[0038] 为便于实现提高所述共模电压信