一種超高頻射頻接收前端電路制造技術(shù)

一種超高頻射頻接收前端電路，射頻接收前端電路由新型低噪聲放大器、新型900MHz下混頻器電路構(gòu)成。提出的LNA采用差分式輸入、輸出電路結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的共模信號(hào)和偶次諧波抑制能力，在輸入端采用二階交調(diào)電流注入結(jié)構(gòu)，以消除三階交調(diào)電流，從而提高了混頻器的線性度；采用MOS接電容的形式連接在LNA的輸出端，通過最終實(shí)現(xiàn)工作頻率可調(diào)；提出的混頻器采用差分式輸入、輸出電路結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的共模信號(hào)和偶次諧波抑制能力，電路結(jié)構(gòu)嚴(yán)格對(duì)稱，在該電路的輸入端采用二階交調(diào)電流注入結(jié)構(gòu)，以消除三階交調(diào)電流，在輸出端采用動(dòng)態(tài)電流注入結(jié)構(gòu)提高混頻器的噪聲特性。

Ultra high frequency radio frequency receiving front end circuit

The utility model relates to an ultra high frequency radio frequency receiving front-end circuit, wherein, the radio frequency receiving front-end circuit is composed of a novel low-noise amplifier and a novel 900MHz down mixer circuit. The LNA uses a differential input and output circuit structure, can inhibit the ability of common mode signal and even harmonics of two order intermodulation in the current input into the structure, to eliminate the three order intermodulation currents, thereby improving the linearity of the mixer; the MOS capacitor connected at the output of the LNA through, finally realize adjustable working frequency; the mixer uses a differential input and output circuit structure, can inhibit the ability of common mode signal and even harmonics of the circuit structure is strictly symmetrical, two order intermodulation currents used in the circuit input into the structure, to eliminate the three order intermodulation currents, using dynamic current at the output to improve the noise performance of the mixer injection structure.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種超高頻射頻接收前端電路所屬
本專利技術(shù)涉及一種超高頻射頻接收前端電路，適用于超高頻射頻領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
在各個(gè)頻段范圍內(nèi)的超高頻射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展非常迅速，而工作在840～'960MHz頻帶范圍內(nèi)的超高頻射頻識(shí)別(UHFRFID)系統(tǒng)正逐漸沿著低功耗、低成本、高效率和高流通量的趨勢(shì)向前迅猛發(fā)展。在超高頻射頻識(shí)別系統(tǒng)中，超高頻讀寫器中射頻前端電路的設(shè)計(jì)變得非常重要。超高頻射頻識(shí)別讀寫器是由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，且大部分讀寫器是由分立元件實(shí)現(xiàn)，其電路結(jié)構(gòu)繁雜且功耗大。超高頻讀寫器的研究現(xiàn)狀歸納如下：讀寫器工作在listen模式和talk模式，且高靈敏度和低噪聲是listen工作模式下的主要指標(biāo)，高線性度則是在talk工作模式下的主要指標(biāo)，通過對(duì)listen模式和talk模式的切換，實(shí)現(xiàn)讀寫器與標(biāo)簽之間的通信。在超高頻的設(shè)計(jì)中，通過對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，可以使得相應(yīng)性能的提高，但同時(shí)也是以降低一些性能為代價(jià)的，如提高了噪聲性能，卻降低了線性度有待提高。在電路設(shè)計(jì)中，功耗是必須要考慮的參數(shù)之一，在目前的設(shè)計(jì)方案中，有些方案能夠獲得很好的線性度和靈敏度，但功耗很大[3,4J;在超高頻射頻識(shí)別讀寫器中存在自干擾，其相應(yīng)的消除方案被提出，其中零中頻結(jié)構(gòu)將干擾信號(hào)下變頻為直流信號(hào)然后再消除。在以往研究中，超高頻射頻識(shí)別射頻前端電路都只是在一個(gè)頻率下工作，不能實(shí)現(xiàn)工作頻率可調(diào)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)工作頻率可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)工作頻率的靈活切換，在實(shí)際使用中則更為方便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種射頻接收前端電路，應(yīng)用于超高頻射頻識(shí)別器中，具有較強(qiáng)的共模信號(hào)和偶次諧波抑制能力，提高了混頻器的線性度和混頻器增益，具有低功耗的特點(diǎn)，降低了噪聲。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是。首先，提出了一種低電壓、低功耗、高線性度、工作頻率可調(diào)的新型低噪聲放大器，提出的LNA采用差分式輸入、輸出電路結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的共模信號(hào)和偶次諧波抑制能力，在輸入端采用二階交調(diào)電流注入結(jié)構(gòu)，以消除三階交調(diào)電流，從而提高了混頻器的線性度；采用MOS接電容的形式連接在LNA的輸出端，通過最終實(shí)現(xiàn)工作頻率可調(diào)，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的LNA結(jié)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)工作頻率可調(diào)的缺陷；且提出的LNA的工作電壓為1.2V，電路電流小，具有低功耗的特點(diǎn)。其次，提出了一種新型的低功耗、低噪聲和高線性度的新型900MHz下混頻器。提出的混頻器采用差分式輸入、輸出電路結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的共模信號(hào)和偶次諧波抑制能力，電路結(jié)構(gòu)嚴(yán)格對(duì)稱，在該電路的輸入端采用二階交調(diào)電流注入結(jié)構(gòu)，以消除三階交調(diào)電流，從而提高了混頻器的線性度；在輸出端采用動(dòng)態(tài)電流注入結(jié)構(gòu)提高混頻器的噪聲特性，動(dòng)態(tài)電流注入結(jié)構(gòu)的功能近似于采用跨導(dǎo)互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)，都是通過增加跨導(dǎo)，從而提高混頻器增益，降低了噪聲，從而消除了傳統(tǒng)的雙平衡Gilbert混頻器的噪聲系數(shù)相對(duì)較大的缺陷。所述低噪聲放大器主要由M4-M7管組成的共源共柵差分對(duì)管實(shí)現(xiàn)放大。共源共柵的結(jié)構(gòu)可以大大提高各個(gè)端口信號(hào)的隔離度。為了提高LNA的線性度，采用了二階交調(diào)電流注入的方法來提高線性度。M1、M2構(gòu)成二階交調(diào)注入結(jié)構(gòu)，在一對(duì)差分對(duì)管中，M3主要是由有源器件的非線性I-V特性所產(chǎn)生。在LNA的輸出端連接有四組開關(guān)電容，每組開關(guān)電容由一個(gè)電容和一個(gè)NMOS管組成，分別為B0，B1，B2和B3，通過控制NMOS管使其導(dǎo)通和截止，得到不同的電容值，也即實(shí)現(xiàn)了電容的調(diào)節(jié)，輸出端的電容與電感形成調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)。所述下混頻器電路中，M4和MS組成跨導(dǎo)級(jí)，M6,M7,M8和M9為開關(guān)級(jí)，R1和R2為輸出級(jí)，M1和M2為二階交調(diào)注入結(jié)構(gòu)，MP1,MP2和MP3組成動(dòng)態(tài)電流注入結(jié)構(gòu)。該電路在輸入端采用了二階交調(diào)電流注入結(jié)構(gòu)以提高線性度，在輸出端采用動(dòng)態(tài)電流注入結(jié)構(gòu)以降低噪聲。動(dòng)態(tài)電流注入電路是由MPl和MP2完成的，兩個(gè)PMOS管的柵極與開關(guān)管的源極相連，MP3在這里起到電流源的作用。當(dāng)開關(guān)對(duì)中的晶體管接近同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，A(B)點(diǎn)的電壓達(dá)到最低值，于是MP1和MP2管導(dǎo)通，此時(shí)向A(B)點(diǎn)注入電流Id。當(dāng)開關(guān)對(duì)中的晶體管沒有同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，A(B)點(diǎn)的電壓升高，PMOS管截止，不注入電流。這種技術(shù)可以極大降低混頻器的閃爍噪聲，對(duì)白噪聲性能卻幾乎沒有影響。所述超高頻RFID射頻接收機(jī)中的射頻信號(hào)經(jīng)過天線、TR(傳送/接收)開關(guān)和帶通濾波器(BPF)后，通過低噪聲放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，再通過第二級(jí)放大器進(jìn)一步提高增益，然后射頻信號(hào)進(jìn)入混頻器后降到低頻信號(hào)，最后經(jīng)過濾波器得到想要的基頻信號(hào)。本專利技術(shù)的有益效果是：具有較強(qiáng)的共模信號(hào)和偶次諧波抑制能力，提高了混頻器的線性度和混頻器增益，具有低功耗的特點(diǎn)，降低了噪聲。附圖說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。圖1是本專利技術(shù)的低噪聲放大器電路。圖2是本專利技術(shù)的下混頻器電路。圖3是本專利技術(shù)的射頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明。如圖1，低噪聲放大器主要由M4-M7管組成的共源共柵差分對(duì)管實(shí)現(xiàn)放大。共源共柵的結(jié)構(gòu)可以大大提高各個(gè)端口信號(hào)的隔離度。為了提高LNA的線性度，采用了二階交調(diào)電流注入的方法來提高線性度。M1、M2構(gòu)成二階交調(diào)注入結(jié)構(gòu)，在一對(duì)差分對(duì)管中，M3主要是由有源器件的非線性I-V特性所產(chǎn)生。在LNA的輸出端連接有四組開關(guān)電容，每組開關(guān)電容由一個(gè)電容和一個(gè)NMOS管組成，分別為B0，B1，B2和B3，通過控制NMOS管使其導(dǎo)通和截止，得到不同的電容值，也即實(shí)現(xiàn)了電容的調(diào)節(jié)，輸出端的電容與電感形成調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)。如圖2，下混頻器電路中，M4和MS組成跨導(dǎo)級(jí)，M6,M7,M8和M9為開關(guān)級(jí)，R1和R2為輸出級(jí)，M1和M2為二階交調(diào)注入結(jié)構(gòu)，MP1,MP2和MP3組成動(dòng)態(tài)電流注入結(jié)構(gòu)。該電路在輸入端采用了二階交調(diào)電流注入結(jié)構(gòu)以提高線性度，在輸出端采用動(dòng)態(tài)電流注入結(jié)構(gòu)以降低噪聲。動(dòng)態(tài)電流注入電路是由MPl和MP2完成的，兩個(gè)PMOS管的柵極與開關(guān)管的源極相連，MP3在這里起到電流源的作用。當(dāng)開關(guān)對(duì)中的晶體管接近同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，A(B)點(diǎn)的電壓達(dá)到最低值，于是MP1和MP2管導(dǎo)通，此時(shí)向A(B)點(diǎn)注入電流Id。當(dāng)開關(guān)對(duì)中的晶體管沒有同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，A(B)點(diǎn)的電壓升高，PMOS管截止，不注入電流。這種技術(shù)可以極大降低混頻器的閃爍噪聲，對(duì)白噪聲性能卻幾乎沒有影響。如圖3，超高頻RFID射頻接收機(jī)中的射頻信號(hào)經(jīng)過天線、TR(傳送/接收)開關(guān)和帶通濾波器(BPF)后，通過低噪聲放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，再通過第二級(jí)放大器進(jìn)一步提高增益，然后射頻信號(hào)進(jìn)入混頻器后降到低頻信號(hào)，最后經(jīng)過濾波器得到想要的基頻信號(hào)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述的射頻接收前端電路由新型低噪聲放大器、新型900MHz下混頻器電路構(gòu)成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述的射頻接收前端電路由新型低噪聲放大器、新型900MHz下混頻器電路構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述超高頻RFID射頻接收機(jī)中的射頻信號(hào)經(jīng)過天線、TR(傳送/接收)開關(guān)和帶通濾波器(BPF)后，通過低噪聲放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，再通過第二級(jí)放大器進(jìn)一步提高增益，然后射頻信號(hào)進(jìn)入混頻器后降到低頻信號(hào)，最后經(jīng)過濾波器得到想要的基頻信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述的低噪聲放大器主要由M4-M7管組成的共源共柵差分對(duì)管實(shí)現(xiàn)放大。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：所述低噪聲放大器采用了二階交調(diào)電流注入的方法來提高線性度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高頻射頻接收前端電路，其特征是：...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張鳳軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：張鳳軍，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧,21