四倍频电路、信号发生电路以及信号处理方法与流程

本技术涉及集成电路，特别是涉及一种四倍频电路、信号发生电路以及信号处理方法。

背景技术：

1、随着现代通信技术的不断发展，低频频谱变得非常拥挤，频谱资源极为紧张。毫米波和太赫兹频段有着频谱资源丰富、大带宽的特点，其绝对带宽是目前广泛采用的4g通信频段的数十倍乃至数百倍。

2、在毫米波和太赫兹频段应用过程中，现有技术先采用锁相环产生一个高品质的低频信号，再级联倍频器或者放大倍频链路使其输出在毫米波太赫兹频段，目前，通常会采用两个级联的二倍频器配合级间滤波器以实现四倍频输出。

3、但是，上述四倍频的实现方式存在转换效率低的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种转换效率高的四倍频电路、信号发生电路以及信号处理方法。

2、第一方面，本技术提供了一种四倍频电路，该四倍频电路包括相互连接的第一处理电路和第二处理电路；

3、所述第一处理电路，用于获取前级输入的初始基波信号，并根据所述初始基波信号获取目标基波信号和三次谐波信号；

4、所述第二处理电路，用于根据所述目标基波信号和所述三次谐波信号获取四次谐波信号，并基于所述四次谐波信号获取输出信号。

5、在其中一个实施例中，所述第一处理电路包括相互连接的输入匹配电路和谐波发生电路，所述谐波发生电路的输出端和所述第二处理电路连接；

6、所述输入匹配电路，用于接收前级输入的所述初始基波信号，并将所述初始基波信号转换为两路差分信号；

7、所述谐波发生电路，用于根据所述两路差分信号输出所述目标基波信号和所述三次谐波信号。

8、在其中一个实施例中，所述谐波发生电路具体用于对所述两路差分信号进行放大处理，得到所述目标基波信号和所述三次谐波信号。

9、在其中一个实施例中，所述第二处理电路包括相互连接的相位控制级间匹配电路和混频输出电路，所述相位控制级间匹配电路与所述第一处理电路的输出端连接；

10、所述相位控制级间匹配电路，用于对所述目标基波信号和所述三次谐波信号进行相位调谐处理，得到调谐后的基波信号和调谐后的三次谐波信号；

11、所述混频输出电路，用于根据所述调谐后的基波信号和所述调谐后的三次谐波信号，获取所述四次谐波信号，并基于所述四次谐波信号获取所述输出信号。

12、在其中一个实施例中，所述混频输出电路包括相互连接的混频电路和输出电路，所述混频电路和所述相位控制级间匹配电路的输出端连接；

13、所述混频电路，用于对所述调谐后的基波信号和所述调谐后的三次谐波信号进行混频处理，得到混频信号，所述混频信号包括所述四次谐波信号；

14、所述输出电路，用于根据所述混频信号获取单端信号，并将所述单端信号作为所述输出信号进行输出。

15、在其中一个实施例中，所述混频信号还包括二次谐波信号，所述输出电路包括相互连接的输出缓冲电路和输出匹配电路，所述输出缓冲电路与所述混频电路的输出端连接；

16、所述输出缓冲电路，用于对所述四次谐波信号进行放大处理得到放大四次谐波信号，并对所述二次谐波信号进行抑制处理；

17、所述输出匹配电路，用于将所述放大四次谐波信号转换为所述单端信号，并将所述单端信号作为所述输出信号进行输出。

18、在其中一个实施例中，所述输入匹配电路包括第一电容、输入巴伦、第二电容、第一电感和第二电感；

19、所述第一电容的正端用于接收前级输入的所述初始基波信号，所述第一电容的负端接地；

20、所述输入巴伦的初级线圈的两端分别与所述第一电容的正端和所述第一电容的负端连接；所述第二电容的正端和所述第二电容的负端分别与所述输入巴伦的次级线圈的两端连接；

21、所述第一电感和所述第二电感以差模形式耦合连接于所述输入巴伦的输出端和所述谐波发生电路的输入端之间。

22、在其中一个实施例中，所述谐波发生电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三电容以及第四电容；

23、所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极分别与所述输入匹配电路的输出端连接，所述第一晶体管的源极以及所述第二晶体管的分别接地，所述第一晶体管的漏极以及所述第二晶体管的漏极以差分形式连接至所述第二处理电路的输入端；

24、所述第三电容跨接于所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的漏极之间，所述第四电容跨接于所述第二晶体管的栅极和所述第一晶体管的漏极之间。

25、在其中一个实施例中，所述相位控制级间匹配电路包括级间匹配变压器，所述级间匹配变压器的差分输入端与所述谐波发生电路的输出端连接，所述级间匹配变压器的差分输出端与所述混频输出电路的输入端连接。

26、在其中一个实施例中，所述混频电路包括第三晶体管以及第四晶体管；

27、所述第三晶体管的栅极和第四晶体管的栅极分别与所述相位控制级间匹配电路的输出端连接，所述第三晶体管的源极和所述第四晶体管的源极分别接地，所述第三晶体管的漏极和所述第四晶体管的漏极相互连接后再连接于所述输出电路的输入端。

28、在其中一个实施例中，所述输出缓冲电路包括级间匹配巴伦、第五晶体管、第六晶体管、第五电容以及第六电容；

29、所述级间匹配巴伦的差分输入端与所述混频电路的输出端连接，所述级间匹配巴伦的差分输出端分别与所述第五晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极连接；

30、所述第五晶体管的源极和所述第六晶体管的源极分别接地，所述第五晶体管的漏极以及所述第六晶体管的漏极以差分形式连接至所述输出匹配电路的输入端；

31、所述第五电容跨接于所述第五晶体管的栅极和所述第六晶体管的漏极之间；所述第六电容跨接于所述第六晶体管的栅极和所述第五晶体管的漏极之间。

32、在其中一个实施例中，所述输出匹配电路包括输出巴伦和第七电容；

33、所述输出巴伦的初级线圈的两端与所述输出缓冲电路的输出端连接，所述输出巴伦的次级线圈的两端用于输出所述单端信号；

34、所述第七电容跨接于所述输出巴伦的次级线圈的两端，且所述第七电容的一端接地。

35、第二方面，本技术提供了一种信号发生电路，该信号发生电路包括低频信号发生电路以及如上述第一方面中任一项所述的四倍频电路，所述四倍频电路与所述低频信号发生电路的输出端连接。

36、第三方面，本技术提供了一种信号处理方法，该信号处理方法用于如上述第一方面中任一项所述的四倍频电路中，该方法包括：

37、获取前级输入的初始基波信号，并根据所述初始基波信号获取目标基波信号和三次谐波信号；

38、根据所述目标基波信号和所述三次谐波信号获取四次谐波信号，并基于所述四次谐波信号获取输出信号。

39、在其中一个实施例中，所述获取前级输入的初始基波信号，并根据所述初始基波信号获取目标基波信号和三次谐波信号，包括：

40、接收前级输入的所述初始基波信号，并将所述初始基波信号转换为两路差分信号；

41、根据所述两路差分信号输出所述目标基波信号和所述三次谐波信号。

42、在其中一个实施例中，所述根据所述两路差分信号输出所述目标基波信号和所述三次谐波信号，包括：

43、对所述两路差分信号进行放大处理，得到所述目标基波信号和所述三次谐波信号。

44、在其中一个实施例中，所述根据所述目标基波信号和所述三次谐波信号获取四次谐波信号，并基于所述四次谐波信号获取输出信号，包括：

45、对所述目标基波信号和所述三次谐波信号进行相位调谐处理，得到调谐后的基波信号和调谐后的三次谐波信号；

46、根据所述调谐后的基波信号和所述调谐后的三次谐波信号，获取所述四次谐波信号，并基于所述四次谐波信号获取所述输出信号。

47、在其中一个实施例中，所述根据所述调谐后的基波信号和所述调谐后的三次谐波信号，获取所述四次谐波信号，并基于所述四次谐波信号获取所述输出信号，包括：

48、对所述调谐后的基波信号和所述调谐后的三次谐波信号进行混频处理，得到混频信号，所述混频信号包括所述四次谐波信号；

49、根据所述混频信号获取单端信号，并将所述单端信号作为所述输出信号进行输出。

50、在其中一个实施例中，所述混频信号还包括二次谐波信号，所述根据所述混频信号获取单端信号，并将所述单端信号作为所述输出信号进行输出，包括：

51、对所述四次谐波信号进行放大处理得到放大四次谐波信号，并对所述二次谐波信号进行抑制处理；

52、将所述放大四次谐波信号转换为所述单端信号，并将所述单端信号作为所述输出信号进行输出。

53、上述四倍频电路、信号发生电路以及信号处理方法，四倍频电路包括相互连接的第一处理电路和第二处理电路，该第一处理电路用于获取前级输入的初始基波信号，并根据初始基波信号获取目标基波信号和三次谐波信号，该第二处理电路用于根据目标基波信号和三次谐波信号获取四次谐波信号，并基于四次谐波信号获取输出信号；由此，本技术实施例可以对前级输入的初始基波信号进行回收利用得到四次谐波信号，从而可以提升四倍频电路的转换效率。