低三阶交调失真的有源Gilbert混频器的制造方法_2

文档序号:9923331阅读:来源:国知局
i化ert混频器的跨导单元的gm(vin)曲线图像;
[00%] 图3是multi-1:anh doublet跨导单元的gm(vin)曲线图像;
[0027] 图4是具有带射极反馈电阻的multi-tanh doublet跨导单元的Gi化ert混频器电 路图;
[00巧]图5是带射极反馈电阻的multi-tanh doublet跨导单元的gm(vin)曲线凸起的图 像;
[00巧]图6是带射极反馈电阻的multi-tanh doublet跨导单元的gm(vin)曲线凹陷的图 像;
[0030] 图7是实施例1低S阶交调失真的有源Gi化ert混频器主体电路图;
[0031] 图8是实施例1跨导放大电路的的gm(vin)图像;
[0032] 图9是实施例2低S阶交调失真的有源Gi化ert混频器主体电路图;
[0033] 图10是实施例2跨导放大电路的gm(vin)图像;
[0034] 图11是实施例1连接跨导修正差分对的带射极反馈电阻的Multi-化nh doublet跨 导单元与传统Gi化ert结构W及multi-1:anh doublet结构IIP3比较;
[00巧]图12是实施例2连接跨导修正差分对的带射极反馈电阻的Multi-化nh doublet跨 导单元与传统Gi化ert结构W及multi-1:anh doublet结构IIP3比较。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
[0037] 将一个跨导单元的输出电流i随输入的变化为i(vin)函数,零点处泰勒展开记为
[0038] i (Vin) =aivin+a2vin2+a3vin3+......
[0039] 贝 Ij
[0041] 假定Vin = U COS Ot,根据皿3定义,有

[0044] 故要减小S阶交调,也就是需要减小
从gm(vin)函数图像上看就是需要 使得gm在原点处一定范围内尽可能平滑。
[0045] 传统的有源Gi化ert混频器的电路如图1所示,可W看到其中跨导输入级没有=阶 交调失真消除电路,差分对为两条支路的直流电流相等的差分电路,运里我们称为均衡的 差分对,均衡的差分对获得的gm(vin)函数是化nh函数,
[0047] 图像关于y轴对称的,传统的有源Gi化ert混频器的跨导单元就是均衡结构,图2为 图1传统的有源G i化e r t混频器的跨导单元的gm (V i n)图像。
[0048] 两条支路的直流电流不相等的差分电路,运里我们称为不均衡的差分对,不均衡 的差分对获得的gm(vin)函数图像将发生平移。不均衡的差分对产生方式可W是放大管的 基极偏置电压差异,也可W是发射结面积差异,也可W引入射极反馈电阻控制。两组gm (Vin)函数图像反向偏移的差分对加和可W得到近零点处gm平和的曲线,从而提高跨导单 元的线性度。运种结构就是mu 11 i-化nh doub 1 et结构。
[0049] multi-tanh doublet结构中,若差分对放大管的基极偏置电压差为VOS,gm(vin) 为
[0051] 若从差分对电流角度看待tanh函数图像的平移,假设同一差分对的两个放大管的 电流之比为K,则K与VOS有如下关系:
[0052] Vos = Vt log K
[0化3]则multi-1:anh (1〇址)161:单元的邑1]1为
[0化5] 通过合理调整Vos可W得到原点处平缓的gm图像,图3针对multi-化nh doublet结 构的gm曲线解释了运种思想。
[0056] 均衡的差分对引入射极反馈电阻W后,gm(vin)函数图像展宽,也可W提高线性 度,并且反馈越深,线性度越好。但是若在multi-tanh doublet差分对中引入射极反馈电 阻,结构图如图4,gm将发生改变。
[0057] 引入射极反馈电阻multi-tanh doublet单元中,晶体管Q2、Q3发射极面积的相等, 假设为Al,晶体管Q1、Q4的发射极面积相等,假设为A2,且满足A1/A2 = K,K为任意大于1的实 数;电阻R2、R3阻值相等,阻值为Z1,电阻R1、R4阻值相同,阻值为Z2,则Zl与Z2之间需要满足 22/21=41/42 = 1(。尾电流源11,12相等,记为化。贝11由于晶体管和电阻的比例设置,不均衡 差分对的电流分配也按K=Ugm(Vin)函数图像的平移量也遵照Vos = Vt log K,故可W通过 控制电流比控制gm偏移。
[005引引入射极反馈电阻的multi-tanh doublet单元,当反馈系数也就是射极反馈电阻 小较小时,由于gm展宽对gm平缓度的影响还不大,gm图像依然可W通过寻找合适的偏移量 使得零点处平缓;当反馈系数增大,卵展宽,零点处叠加的gm图像有可能产生凸起,如图5所 示;当两组差分平移量过大,零点处叠加的gm图像有可能产生凹陷,如图6所示。
[0化9]实施例1
[0060] 如图7所示本实施例低S阶交调失真的有源Gi化ert混频器是针对引入射极反馈 电阻的mu 11i-1:anh doub 1 e跨导单元的gm图像产生凸起的情况进行的改进。
[0061] 其中本实施例低S阶交调失真的有源Gilbert混频器设及到的镜像电流源、第一 电容器、第二电容器未在图7中标出。
[0062] 本实施例低=阶交调失真的有源Gilbert混频器包括跨导放大电路、电流换向开 关对对、输出负载及低通滤波器,所述跨导放大电路包括带射极反馈电阻的Multi-tanh doublet跨导单元,所述带射极反馈电阻的Multi-tanh doublet跨导单元还连接有跨导修 正差分对。
[0063] 本实施例低=阶交调失真的有源Gi化ert混频器具体的结构W及连接方式如下:
[0064] 所述带射极反馈电阻的Multi-tanh doublet跨导单元包括两组带射极反馈电阻 的差分对,其中第一组差分对包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2,所述第一晶体管Ql与所述 第=晶体管Q3分别串联第一电阻R1、第=电阻R3与第一电流源Il连接;第二组差分对包括 第二晶体管Q2、第四晶体管Q4,所述第二晶体管Q2、第四晶体管Q4分别串联第二电阻R2、第 四电阻R4与第二电流源12连接;所述的跨导修正差分对包括第五晶体管Q5、第六晶体管Q6, 所述第五晶体管Q5、第六晶体管Q6的发射极分别串联第五电阻R5、第六电阻R6与第=电流 源13连接;所述第一电流源II、第二电流源12、第=电流源13分别通过镜像电流源系统实现 (镜像电流源图中未标出);所述第五晶体管Q5的基极与所述第二晶体管Q2的发射极连接, 所述第六晶体管Q6的基极与所述第=晶体管Q3的发射极连接;所述第五晶体管Q5的集电极 与所述第S晶体管Q3、第四晶体管Q4的集电极连接作为跨导放到电路的正向信号输出端, 所述第五晶体管Q5的集电极与所述第S晶体管Q3、第四晶体管Q4的集电极的电流叠加输 出;所述第六晶体管Q6的集电极与所述第一晶体管Ql、第二晶体管Q2的集电极连接作为跨 导放大电路的负向信号输
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