一种带宽连续可调的宽带接收机前端电路

摘要

本发明公开了一种带宽连续可调的宽带接收机前端电路，包括低噪声放大器、主混频器、跨导级电路、跨阻放大器、输出缓冲级电路和反馈环路，低噪声放大器对射频信号进行放大后，放大后的射频信号通过主混频器被转换为中频电压信号，跨导级电路把中频电压信号转换为电流信号，电流信号通过跨阻放大器再次将电流转换为电压信号并放大和滤波后，通过输出缓冲级电路输出至片外数字芯片进行处理；反馈环路通过其中的环路放大器的米勒效应，放大反馈环路中高通滤波电容的值不仅可以实现中频电压信号的杂波过滤，同时可以省去中频滤波电容。本发明有效的减小了芯片的整体面积，同时能够实现带宽的连续可变，还能进一步降低混频器的等效导通阻抗，抑制带外干扰信号。

权利要求

1.一种带宽连续可调的宽带接收机前端电路，其特征在于：包括低噪声放大器、主混频器、跨导级电路、跨阻放大器、输出缓冲级电路和反馈环路，反馈环路包括环路放大器、环路高通滤波电容、辅助混频器；所述环路放大器的输入端与主混频器的输出端连接，环路放大器的输出端与环路高通滤波电容一端相连接，环路高通滤波电容的另一端与辅助混频器的输入端相连接，所述辅助混频器的输出端与低噪声放大器的输出端相减后接主混频器的输入端，低噪声放大器的输入端接收射频输入信号；本振信号分别接主混频器与辅助混频器的开关控制端；所述主混频器的输出端与跨导级的输入端相接，跨导级的输出端与跨阻级的输入端相接，跨阻级的输出端接缓冲级的输入端，缓冲级的输出端输出最终信号；

所述低噪声放大器对输入射频信号进行放大，放大后的射频信号与反馈环路反馈的信号相减后通过主混频器被转换为中频电压信号，跨导级电路把中频电压信号转换为电流信号，电流信号通过跨阻放大器再次将电流转换为电压信号并放大和滤波后，通过输出缓冲级电路输出；所述反馈环路通过其中的环路放大器的米勒效应，放大反馈环路中环路高通滤波电容的值，实现中频电压信号中的杂波过滤。

说明书

一种带宽连续可调的宽带接收机前端电路

技术领域

[0001] 本发明属于多模多标准接收机领域，特别涉及一种带宽连续可调的宽带接收机前端电路。

背景技术

[0002] 随着多模多标准通信载波频段的不断增加，窄带多模接收机的复杂度和成本也大大增大，窄带多模结构的发展进化不具有可持续性，而宽带多模多标准接收机具有载频频率范围宽、信号动态范大、信道带宽变化范围广等特点，故宽带多模接多标准接收机电路成为多模多标准接收机发展的趋势。

[0003] 但要实现适用于各种通信标准的中频带宽，在芯片内必须要放置大量的中频滤波电容，如图1所示，为现有的宽带接收机前端电路，由低噪声放大器、主混频器、跨导级电路、跨阻放大器、中频滤波电容和输出缓冲级电路构成，低噪声放大器对接收信号进行初步的信号放大后，通过主混频器将射频信号转换为中频电压信号，中频滤波电容将中频电压信号中的纹波进行过滤，跨导级把滤波后的中频电压信号转换为电流信号，通过跨阻放大器进行进一步的放大和滤波后，通过输出缓冲级电路输出至片外数字芯片进行处理。由于中频滤波电容的体积比较大，这样极大的增加了芯片的面积，使得芯片的成本增加，阻碍了多模多标准接收机的商业化进程。同时由于芯片内电容大小的选择固化，设计好的带宽可能随芯片工艺的波动而产生变化，故降低了芯片的成品率。

发明内容

[0004] 发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种有效降低芯片面积的带宽连续可调的宽带接收机前端电路。

[0005] 技术方案：本发明提供了一种带宽连续可调的宽带接收机前端电路，包括低噪声放大器、主混频器、跨导级电路、跨阻放大器、输出缓冲级电路和反馈环路，所述低噪声放大器对射频信号进行放大后，放大后的射频信号通过主混频器被转换为中频电压信号，跨导级电路把中频电压信号转换为电流信号，电流信号通过跨阻放大器再次将电流转换为电压信号并放大和滤波后，通过输出缓冲级电路输出至片外数字芯片进行处理；所述反馈环路通过其中的环路放大器的米勒效应，放大反馈环路中电容的值实现中频电压信号中的杂波过滤。

[0006] 进一步，所述反馈环路包括环路放大器、环路高通滤波电容、辅助混频器，所述环路放大器的输入端与主混频器的输出端连接，所述环路放大器的输出端通过环路高通滤波电容与辅助混频器的第一输入端连接，所述辅助混频器的第二输入端与本振信号连接，所述辅助混频器的输出端与低声放大器的输出端连接。

[0007] 工作原理：本发明在主混频器的两端增加了一个反馈环路，反馈环路中的环路高通滤波电容经过反馈环路中辅助混频器的上混频和主混频器下混频作用，跨接在环路放大器的输入、输出端，使环路放大器产生密勒效应。从而在整个电路中只需要采用电容值很小的电容就可以实现相同的中频带宽。

[0008] 有益效果：与现有技术相比，本发明不仅有效的减小了芯片的整体面积，同时能够实现带宽的连续可变，再者，由于环路的电压负反馈效应，能进一步降低混频器的等效导通阻抗，从而进一步提高了带外抑制，更好的抑制带外干扰信号。

附图说明

[0009] 图1为现有宽带接收机前端电路；

[0010] 图2为本发明的电路图；

[0011] 图3为现有电路和本发明在低噪声放大器输出端的带内、外增益变化，以及当环路运放增益连续变化时，带宽和带外抑制的变化情况示意图。

具体实施方式

[0012] 下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

[0013] 如图2所示，本发明提供的一种带宽连续可调的宽带接收机前端电路，包括低噪声放大器、主混频器、跨导级电路、跨阻放大器、输出缓冲级电路和反馈环路，其中，低噪声放大器对射频信号进行初步放大后，初步放大后的射频信号通过主混频器被转换为中频电压信号，中频电压信号分别输入到反馈环路和跨导级电路中，跨导级电路把中频电压信号转换为电流信号，电流信号通过跨阻放大器再次转化为电压信号并放大和滤波后，通过输出缓冲级电路输出至片外数字芯片进行处理；反馈环路中包括环路放大器、环路高通滤波电容和辅助混频器，环路放大器输出接环路高通滤波电容的一端，环路高通滤波电容的另一端接辅助混频器，辅助混频器将接收到的本振信号与环路高通滤波电容输出的信号进行上混频后输出到低噪声放大器的输出端，在低噪声放大器的输出端和初步放大后的射频信号做相减处理，进行相减处理后的信号进入主混频器与本振信号进行下混频。环路高通滤波电容经过辅助混频器的上混频和主混频器下混频作用，跨接在环路放大器的输入、输出端，使环路放大器产生密勒效应，环路高通滤波电容在环路放大器的输入端被等效放大1+A0倍，A0是环路放大器的增益。

[0014] 如图3所示，由于环路放大器的密勒效应，使得环路高通滤波电容等效被放大了1+A0倍，A0是环路运放的增益。以四相位无源混频器为例，从LNA输出端看到的阻抗为：

[0015]

[0016] 其中，ZLNA为LNA自身输出阻抗，Rsw为主混频器或辅助混频器的导通电阻，在本实施例中主混频器和辅助混频器采用相同的混频器，所以采用的混频器的导通电阻也是一样的，ω是输入频率，ωLO是本振频率，CHPF为环路高通滤波电容。在LNA输出端可以看到CHPF相当于被放大了1+A0倍。如果不断增加环路运放的增益，可见环路高通滤波电容等效的中频滤波电容值不断增加，带宽不断变窄，故与现有的技术相比，实现相同带宽本发明所需的电容值大幅度减少。从而采用本发明提供的前端电路能够有效的减少芯片的面积。

[0017] 环路放大器可以有多种选择，如使用差分共源放大器结构，当外部偏置控制其尾电流变化时，其电压增益就随之变化，因为尾电流可以连续变化，故环路放大器的增益就可以实现连续变化，从而电路的带宽也实现了连续变化。

[0018] 由于反馈环路的电压负反馈作用，混频器的导通电阻Rsw减小到原来的1+A0倍，带外增益变得更低，这样如图3可见比现有模式更进一步的增加了带外抑制，从而提升了电路的抗干扰能力。

[0019] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。