混频器的制作方法

本实用新型涉及电路装置领域，具体而言，涉及一种混频器。

背景技术：

混频器是通信机的重要组成部件，在接收机中，一般用下混频在频谱上将接收到的高频已调制信号搬移到中频上。从时域角度分析，混频前后的调制规律保持不变，如输出中频信号的包络波形与输入高频信号的包络波形相同，只是载波频率不同。从频域角度分析，混频前后各频率分量的相对大小和相互间隔并不发生变化，即混频是一种频谱的线性搬移，输出的中频信号与接收到的高频信号频谱结构相同，唯一不同的是载频高低。

现有的混频器的电阻占据了一定的电压裕度，如果要进一步提高混频器的增益，则需要增大混频器的电阻或混频器的跨导，然而增大混频器的电阻或跨导都会使电路受限于电源电压，难以应用于电压较低的情况下。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种混频器，以改善现有的混频器提高增益受到电源电压限制的问题。

为实现上述目的，所述混频器包括：第一混频单元、第二混频单元以及信号放大器，所述第一混频单元的输出端分别与所述第二混频单元的输出端以及所述信号放大器的输入端连接，所述第一混频单元用于接收第一电压信号和第二电压信号，获得与所述第一电压信号对应的第一电流信号以及与所述第二电压信号对应的第二电流信号，根据所述第一电流信号、第二电流信号以及第一增益系数获得第一信号；所述第二混频单元也用于接收所述第一电压信号和第二电压信号，获得与所述第一电压信号对应的第一电流信号以及与所述第二电压信号对应的第二电流信号，根据所述第一电流信号、第二电流信号以及第二增益系数获得第二信号；所述信号放大器用于接收所述第一信号与第二信号的加和并对所述加和进行放大。

本实用新型实施例提供的混频器的有益效果为：

本实用新型实施例提供的混频器包括第一混频单元、第二混频单元以及信号放大器，所述第一混频单元的输出端分别与所述第二混频单元的输出端以及所述信号放大器的输入端连接。第一混频单元接收第一电压信号以及第二电压信号，根据第一电压信号对应的第一电流信号以及第二电压信号对应的第二电流信号以及第一增益系数获得第一信号；第二混频单元根据第一电流信号、第二电流信号以及第二增益系数获得第二信号；信号放大器接收第一信号以及第二信号的加和并对上述的加和进行放大。与现有的混频器相比，当第一混频单元工作时，第二混频单元可以看做为混频器的有源负载，当第二混频单元工作时，第一混频单元可以看做为混频器的有源负载，而有源负载所需要的工作电压较小，同时由于整个混频器的跨导为第一混频单元的跨导与第二混频单元的跨导之和，故可以在工作电压较低的情况下增大混频器的跨导从而提高混频器的增益。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的混频器的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的混频器的一种具体实施方式的结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的混频器的另一种具体实施方式的结构框图；

图4是本实用新型实施例提供的混频器的电路图。

附图标记：

第一混频单元100；第一本振信号缓冲器110；第二本振信号缓冲器120；第一开关130；第二开关140；第三开关150；第四开关160；

第二混频单元200；第三本振信号缓冲器210；第四本振信号缓冲器220；第九开关230；第十开关240；第十一开关250；第十二开关260；

信号放大器300。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的 本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

详情请参见图1，图1示出了本实用新型实施例提供的混频器，该混频器包括第一混频单元100、第二混频单元200以及信号放大器300。第一混频单元100的输出端分别与第二混频单元200的输出端以及信号放大器300的输入端连接。

第一混频单元100包括第一本振信号缓冲器110、第二本振信号缓冲器120、第一开关130、第二开关140、第三开关150以及第四开关160，详情请参见图2。

第一本振信号缓冲器110的输出端分别与第一开关130以及第二开关140连接，第一开关130的另一端以及第二开关140的另一端均与第二混频单元200的输出端连接。

第二本振信号缓冲器120的输出端分别与第三开关150以及第四开关160连接，第三开关150的另一端以及第四开关160的另一端均与第二混频单元200的输出端连接。

第二混频单元200包括第三本振信号缓冲器210、第四本振信号缓冲器220、第九开关230、第十开关240、第十一开关250以及第十二开关260，详情请参见图3。

第三本振信号缓冲器210的输出端分别与第九开关230以及第十开关240连接，第九开关230的另一端以及第十开关240的另一端与第一混频单元100的输出端连接。

第四本振信号缓冲器220的输出端分别与第十一开关250以及第十二开关260连接，第十一开关250的另一端以及第十二开关260的另一端均与第一混频单元100的输出端连接。

详情请参见图4，所述第一开关130、第二开关140、第三开关150以及第四开关160分别为第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3以及第四场效应管M4。其中，第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3以及第四场效应管M4均可以为P沟道耗尽型场效应管。

第九开关230、第十开关240、第十一开关250以及第十二开关260分别为第九场效应管M9、第十场效应管M10、第十一场效应管M11以及第十二场效应管M12。其中，第九场效应管M9、第十场效应管M10、第十一场效应管M11以及第十二场效应管M12均可以为N沟道耗尽型场效应管。

第一场效应管M1的源极以及第二场效应管M2的源极均与第一本振信号缓冲器110的输出端连接。第一场效应管M1的漏极分别与第九场效应管M9的漏极以及第十一场效应管M11的漏极连接。第十一场效应管M11的漏极还与第三场效应管M3的漏极连接。

第二场效应管M2的漏极分别与第十场效应管M10的漏极以及第十二场效应管M12的漏极连接。第十二场效应管M12的漏极还与第四场效应管M4的漏极连接。

第一本振信号缓冲器110包括第五场效应管M5以及第六场效应管M6，具体地，第五场效应管M5可以为P沟道耗尽型场效应管，第六场效应管M6可以为N沟道耗尽型场效应管。

第五场效应管M5的源极与电源连接，第五场效应管M5的漏极与第六场效应管M6的漏极连接，第六场效应管M6的源极接地。第 五场效应管M5的漏极还与第一场效应管M1的源极以及第二场效应管M2的源极连接。

第二本振信号缓冲器120包括第七场效应管M7以及第八场效应管M8，具体地，第七场效应管M7可以为P沟道耗尽型场效应管，第八场效应管M8可以为N沟道耗尽型场效应管。

所述第七场效应管M7的源极与电源连接，所述第七场效应管M7的漏极分别与所述第八场效应管M8的漏极、所述第三场效应管M3的源极以及第四场效应管M4的源极连接。所述第八场效应管M8的源极接地。

所述第三本振信号缓冲器210包括第十三场效应管M13以及第十四场效应管M14，第十三场效应管M13具体可以为P沟道耗尽型场效应管，第十四场效应管M14为N沟道耗尽型场效应管。

所述第十三场效应管M13的源极与电源连接，所述第十三场效应管M13的漏极分别与所述第十四场效应管M14的漏极、第九场效应管M9的源极以及第十场效应管M10的源极连接，所述第十四场效应管M14的源极接地。

所述第四本振信号缓冲器220包括第十五场效应管M15以及第十六场效应管M16，第十五场效应管M15具体可以为P沟道耗尽型场效应管，第十六场效应管M16具体可以为N沟道耗尽型场效应管。

第十五场效应管M15的源极接电源，所述第十五场效应管M15的漏极分别与所述第十六场效应管M16的漏极、所述第十一场效应管M11的源极以及第十二场效应管M12的源极连接，所述第十六场效应管M16的源极接地。

信号放大器300具体可以为跨阻放大器，跨阻放大器的正极输入端与第三场效应管M3的漏极以及第十一场效应管M11的漏极连接， 详情请参见图4。跨阻放大器的负极输入端与第四场效应管M4的漏极以及第十二场效应管M12的漏极连接，详情请参见图4。

本实用新型实施例提供的混频器的工作原理为：

所述第五场效应管M5、第六场效应管M6、第七场效应管M7、第八场效应管M8均可以用于接收第一电压信号。上述的第一电压信号可以为本地振荡器输出的电压信号，具体的，第五场效应管M5以及第六场效应管M6的栅极可以与本地振荡器的负极连接，第七场效应管M7以及第八场效应管M8的栅极均可以与本地振荡器的正极连接。

第五场效应管M5以及第六场效应管M6可以构成上述的第一本振信号缓冲器110，第七场效应管M7以及第八场效应管M8可以构成上述的第二本振信号缓冲器120，第一本振信号缓冲器110以及第二本振信号缓冲器120将接收到的本地振荡器输出的电压信号转换为电流信号，即上述的第一电流信号。

第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3以及第四场效应管M4的栅极可以用于接收第二电压信号，第二电压信号具体可以为天线接收的射频信号。

可以通过射频差分驱动器对射频信号进行差分驱动，例如，具体可以用前置驱动级将单端线变换成平衡线，从而得到射频差分驱动器；也可以用共发射极反相级与共基极非反相级的组合来实现伪差分驱动的吉尔伯特单元。

具体地，第一场效应管M1的栅极可以与射频差分驱动器的正极相连接，第四场效应管M4的栅极也可以与射频差分驱动器的正极相连接；第二场效应管M2的栅极以及第三场效应管M3的栅极可以与射频差分驱动器的负极相连接。

第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3以及第四场效应管M4将接收到的射频信号转换为电流信号，即上述的第二电流信号。

第一本振信号缓冲器110、第二本振信号缓冲器120、第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3以及第四场效应管M4的增益为Gain1＝(2/pi)*(gmp)*RL，其中，pi是圆周率，可以取3.14，gmp为第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3以及第四场效应管M4的跨导，RL为如图4所示的与跨阻放大器并联的电阻器RL的阻值。

第十三场效应管M13、第十四场效应管M14、第十五场效应管M15以及第十六场效应管M16均可以用于接收第一电压信号。上述的第一电压信号可以为本地振荡器输出的电压信号，具体的，第十三场效应管M13以及第十四场效应管M14的栅极可以与本地振荡器的正极连接，第十五场效应管M15以及第十六场效应管M16的栅极均可以与本地振荡器的负极连接。

第十三场效应管M13以及第十四场效应管M14可以构成上述的第三本振信号缓冲器210，第十五场效应管M15以及第十六场效应管M16可以构成上述的第四本振信号缓冲器220，第三本振信号缓冲器210以及第四本振信号缓冲器220将接收到的本地振荡器输出的电压信号转换为电流信号，即上述的第一电流信号。

第九场效应管M9、第十场效应管M10、第十一场效应管M11以及第十二场效应管M12的栅极可以用于接收第二电压信号，第二电压信号具体可以为天线接收的射频信号。

可以通过射频差分驱动器对射频信号进行差分驱动，第九场效应管M9的栅极以及第十二场效应管M12的栅极可以与射频差分驱动 器的正极连接，第十场效应管M10的栅极以及第十一场效应管M11的栅极可以与射频差分驱动器的负极连接。

第九场效应管M9、第十场效应管M10、第十一场效应管M11以及第十二场效应管M12将接收到的射频信号转换为电流信号，即上述的第二电流信号。

第三本振信号缓冲器210、第四本振信号缓冲器220、第九场效应管M9、第十场效应管M10、第十一场效应管M11以及第十二场效应管M12的增益为Gain2＝(2/pi)*(gmn)*RL，其中，pi是圆周率，可以取3.14，gmn为第九场效应管M9、第十场效应管M10、第十一场效应管M11以及第十二场效应管M12的跨导，RL为如图4所示的与跨阻放大器并联的电阻器RL的阻值。

整个混频器的增益为Gain3＝(2/pi)*(gmn+gmp)*RL，即为Gain1与Gain2两者的加和。其中，pi是圆周率，可以取3.14，gmn为第九场效应管M9、第十场效应管M10、第十一场效应管M11以及第十二场效应管M12的跨导，gmp为第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3以及第四场效应管M4的跨导，RL为如图4所示的与跨阻放大器并联的电阻器RL的阻值。

然后将上述的第一电流、第二电流以及整个混频器的增益Gain3三者的乘积作为跨阻放大器的输入，以使跨阻放大器进行对上述输入的信号进行放大。

与现有的混频器相比，当第一混频单元100工作时，第二混频单元200可以看做为混频器的有源负载，当第二混频单元200工作时，第一混频单元100可以看做为混频器的有源负载，而有源负载所需要的工作电压较小，同时由于整个混频器的跨导为第一混频单元100的跨导与第二混频单元200的跨导之和，故可以在工作电压较低的情况下增大混频器的跨导，从而提高混频器的增益。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和混频器，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。

另外，在本实用新型实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述混频器的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read－Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、混频器、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、混频器、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、混频器、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。