低功耗接收机及通信装置的制作方法

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种低功耗接收机及通信装置。

背景技术：

1、由于毫米波频段有着较高的可用带宽，同时其探测精度也较高，因此毫米波芯片在无线通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学和电子对抗等多方面有着广泛应用。近年来，随着毫米波频段的陆续开放，毫米波芯片成为了热点。

2、目前比较常见的接收模块结构包括低噪声放大器、混频器、跨阻放大器及直流消除结构。该传统结构的线性度与噪声系数这两个性能指标需要折中，噪声系数与功耗这两个性能指标也需要折中，无法同时优化线性度，噪声系数和功耗这三个性能指标。

3、因此，如何设计出一种低功耗、高线性度、低噪声系数的接收模块一直是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低功耗接收机及通信装置，用于解决现有技术中接收机的功耗、线性度、噪声系数不能兼顾的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低功耗接收机，所述低功耗接收机至少包括：

3、偏置模块、变压器、本振模块、单平衡无源采样混频器及中频放大器；

4、所述变压器连接所述偏置模块并接收射频信号，对所述射频信号进行噪声和阻抗匹配；

5、所述单平衡无源采样混频器连接于所述变压器、所述偏置模块及所述本振模块的输出端，对所述变压器输出的单端射频信号进行下变频，得到差分输出的中频信号；

6、所述中频放大器连接于所述单平衡无源采样混频器的输出端，对所述中频信号进行高通滤波并放大。

7、可选地，所述变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比不小于1:3。

8、可选地，所述变压器的耦合系数不小于0.7且不大于1。

9、更可选地，所述变压器的初级线圈的一端接收所述射频信号，另一端接地；所述变压器的次级线圈的一端连接所述偏置模块提供的直流偏置电压，另一端输出单端射频信号。

10、可选地，所述单平衡无源采样混频器包括第一nmos管、第二nmos管、第一电容及第二电容；

11、所述第一nmos管与所述第二nmos管的源极连接在一起并作为所述单平衡无源采样混频器的输入端，所述第一nmos管的栅极接收所述偏置模块提供的直流偏置电压及所述本振模块提供的第一本振信号，所述第二nmos管的栅极接收所述直流偏置电压及所述本振模块提供的第二本振信号，所述第一nmos管的漏极连接所述第一电容的第一端，所述第二nmos管的漏极连接所述第二电容的第一端，所述第一电容与所述第二电容的第二端均接地；

12、其中，所述第一本振信号与所述第二本振信号反相，幅度相等。

13、可选地，所述中频放大器包括高通滤波单元及放大单元；

14、所述高通滤波单元对所述中频信号进行高通滤波，以滤除阻塞信号；

15、所述放大单元对高通滤波后的中频信号进行放大。

16、更可选地，所述高通滤波单元包括第三电容、第四电容、第一电阻及第二电阻；

17、所述第三电容的一端接收所述中频信号的正相信号，另一端连接所述放大单元的正相输入端；所述第一电阻的一端连接所述放大单元的正相输入端，另一端连接所述放大单元的正相输出端；

18、所述第四电容的一端接收所述中频信号的反相信号，另一端连接所述放大单元的反相输入端；所述第二电阻的一端连接所述放大单元的反相输入端，另一端连接所述放大单元的反相输出端。

19、更可选地，所述第三电容、所述第四电容、所述第一电阻及所述第二电阻均可调。

20、更可选地，所述放大单元包括第一电流源、第二电流源、第三电流源、第四电流源、第一pmos管、第二pmos管、第三nmos管、第四nmos管、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻；

21、所述第一电流源的一端连接电源电压，另一端连接所述第一pmos管的源极；所述第一pmos管与所述第三nmos管的栅极连接在一起，并作为所述放大单元的正相输入端；所述第一pmos管的漏极连接所述第三nmos管的漏极并作为所述放大单元的正相输出端；所述第三nmos管的源极连接所述第二电流源的一端，所述第二电流源的另一端接地；

22、所述第三电流源的一端连接所述电源电压，另一端连接所述第二pmos管的源极；所述第二pmos管与所述第四nmos管的栅极连接在一起，并作为所述放大单元的反相输入端；所述第二pmos管的漏极连接所述第四nmos管的漏极并作为所述放大单元的反相输出端；所述第四nmos管的源极连接所述第四电流源的一端，所述第四电流源的另一端接地；

23、所述第三电阻连接在所述第一pmos管和所述第二pmos管的源极之间，所述第四电阻连接在所述第三nmos管和所述第四nmos管的源极之间；所述第五电阻与所述第六电阻串联后连接在所述放大单元的正相输出端和反相输出端之间。

24、更可选地，所述第五电阻及所述第六电阻可调。

25、为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种通信装置，所述通信装置至少包括：上述低功耗接收机。

26、如上所述，本发明的低功耗接收机及通信装置，具有以下有益效果：

27、本发明的低功耗接收机及省去了低噪声放大器及直流消除单元；在混频之后直接进行高通滤波，尽早滤除阻塞信号；实现了常用结构同等的功能与更优异的性能，具有面积小、功耗小、成本低、噪声系数低、线性度高、抗阻塞等技术优势。

技术特征：

1.一种低功耗接收机，其特征在于，所述低功耗接收机至少包括：

2.根据权利要求1所述的低功耗接收机，其特征在于：所述变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比不小于1:3。

3.根据权利要求1所述的低功耗接收机，其特征在于：所述变压器的耦合系数不小于0.7且不大于1。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的低功耗接收机，其特征在于：所述变压器的初级线圈的一端接收所述射频信号，另一端接地；所述变压器的次级线圈的一端连接所述偏置模块提供的直流偏置电压，另一端输出单端射频信号。

5.根据权利要求1所述的低功耗接收机，其特征在于：所述单平衡无源采样混频器包括第一nmos管、第二nmos管、第一电容及第二电容；

6.根据权利要求1所述的低功耗接收机，其特征在于：所述中频放大器包括高通滤波单元及放大单元；

7.根据权利要求6所述的低功耗接收机，其特征在于：所述高通滤波单元包括第三电容、第四电容、第一电阻及第二电阻；

8.根据权利要求7所述的低功耗接收机，其特征在于：所述第三电容、所述第四电容、所述第一电阻及所述第二电阻均可调。

9.根据权利要求6所述的低功耗接收机，其特征在于：所述放大单元包括第一电流源、第二电流源、第三电流源、第四电流源、第一pmos管、第二pmos管、第三nmos管、第四nmos管、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻；

10.根据权利要求9所述的低功耗接收机，其特征在于：所述第五电阻及所述第六电阻可调。

11.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置至少包括：如权利要求1-10任意一项所述的低功耗接收机。

技术总结
本发明提供一种低功耗接收机及通信装置，包括：偏置模块、变压器、本振模块、单平衡无源采样混频器及中频放大器；其中，变压器接收射频信号，对射频信号进行噪声和阻抗匹配；单平衡无源采样混频器对变压器输出的单端射频信号进行下变频，得到差分输出的中频信号；中频放大器对中频信号进行高通滤波并放大。本发明的低功耗接收机及省去了低噪声放大器及直流消除单元；在混频之后直接进行高通滤波，尽早滤除阻塞信号；实现了常用结构同等的功能与更优异的性能，具有面积小、功耗小、成本低、噪声系数低、线性度高、抗阻塞等技术优势。

技术研发人员：林水洋,宋颖,袁圣越
受保护的技术使用者：隔空微电子（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11