專利名稱：具有線性跨導(dǎo)體級(jí)的吉爾伯特單元混頻器的制作方法
具有線性跨導(dǎo)體級(jí)的吉爾伯特單元混頻器本發(fā)明涉及一種用于將第一信號(hào)與第二信號(hào)相乘的乘法器。本發(fā)明還涉及一種用于接收機(jī)且包含此類乘法器的混頻器，以及一種包含此類混頻器的接收機(jī)。更進(jìn)一步，本發(fā) 明涉及一種包含此類乘法器的調(diào)制器，以及一種包含此類調(diào)制器的發(fā)射機(jī)。此外，本發(fā)明還 涉及此類乘法器的設(shè)計(jì)和制造方法。IQ(同相/正交)調(diào)制是一種常用于在載波信號(hào)上攜帶數(shù)據(jù)的方法。它包括兩個(gè) 正交(I和Q)基帶信號(hào)，這些信號(hào)分別對(duì)由正交本地振蕩器(RF載波)信號(hào)驅(qū)動(dòng)的混頻器 進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制器的輸出將被求和，以便提供單邊帶調(diào)制射頻(RF)信號(hào)。對(duì)于恒定包絡(luò)的 調(diào)制方案來說，對(duì)基帶IQ信號(hào)實(shí)施的僅僅是相位或頻率調(diào)制(例如FSK、GMSK等等)，而不 會(huì)實(shí)施任何振幅調(diào)制。同樣，輸入到IQ調(diào)制器中的模擬基帶IQ信號(hào)是恒定振幅的。附圖中的

圖1示出了典型的IQ調(diào)制架構(gòu)。在數(shù)字調(diào)制器2的輸入1接收數(shù)字信息 信號(hào)。該數(shù)字調(diào)制器在輸出I數(shù)據(jù)總線和Q數(shù)據(jù)總線上產(chǎn)生兩個(gè)正交的數(shù)字基帶信號(hào)。這 些基調(diào)信號(hào)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和低通濾波器3轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬基帶信號(hào)，然后則會(huì)在 相應(yīng)的混頻器4和5與I和Q載波信號(hào)(也就是處于相同載波頻率的90°相移信號(hào))混合。 混頻器的輸出會(huì)在加法器6中求和，以便在輸出7提供一個(gè)單邊帶輸出信號(hào)。商用的IQ調(diào) 制器通常會(huì)將吉爾伯特單元拓?fù)溆糜诨旌蠁卧?，其示例是在B. Gilbert于1968年12月發(fā) 表于 IEEE Journal of Solid-State Circuits 的"APrecise Four-Quadrant Multiplier with Subnanosecond Response，，一文中公開的。在實(shí)踐中，已知的IQ調(diào)制器將會(huì)遭遇到瑕疵，這些瑕疵將會(huì)導(dǎo)致輸出頻譜中包含 不必要的成分。在實(shí)踐中則有可能出現(xiàn)下列不必要成分⑴DC偏移所導(dǎo)致的載波(FCakkiek或Fkf)；(ii) IQ增益和相位不平衡導(dǎo)致的“圖像”(Flsb或Fimme)；以及(iii)調(diào)制器輸入失真所導(dǎo)致的三次諧波失真(F3lsb)。這個(gè)三次諧波失真成分是以分貝為單位對(duì)比不必要成分(Fusb)量度的，該成分處 于載波頻率Fkf的下方，其與載波頻率Fkf的間隔是載波頻率Fkf與不必要成分Fusb之間間隔 的三倍。圖2示出了三個(gè)成分，并且還顯示了處于Fusb的“不必要”邊帶成分。除了影響調(diào) 制精確性(并且由此影響鏈路可靠性)之外，這些不必要成分還有可能導(dǎo)致出現(xiàn)涉及其他 那些在相同頻譜中工作的用戶的問題，并且可能會(huì)導(dǎo)致無法遵守用于寄生發(fā)射放射的監(jiān)管 標(biāo)準(zhǔn)。更進(jìn)一步，在這里設(shè)想三次諧波失真(也被稱為“HD3” )，該失真可以通過線性化 常規(guī)調(diào)制架構(gòu)中的吉爾伯特單元內(nèi)部的跨導(dǎo)增益來減小。目前存在著數(shù)種線性化技術(shù)，在 CMOS IC設(shè)計(jì)中，最常見的線性化技術(shù)是電阻變性和提高柵極過載電壓。諸如“前饋”和“預(yù) 失真”之類的其他線性化技術(shù)同樣可以實(shí)現(xiàn)線性度改善，但這是以附加的功率損耗為代價(jià) 的。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在這里提供了一種用于將振幅基本恒定的第一交流信號(hào) 與第二信號(hào)相乘的乘法器，其中包括用于將第一信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電流的跨導(dǎo)級(jí)，以及用于根據(jù)第二信號(hào)來引導(dǎo)該差分電流的電流引導(dǎo)級(jí)，該跨導(dǎo)級(jí)包括晶體管的多個(gè)偏移對(duì)，其中 這些偏移對(duì)的輸入是并行連接的，并且這些偏移對(duì)的輸出是并行連接的，每一對(duì)晶體管的 相對(duì)增益會(huì)使三次諧波失真的最小值基本上出現(xiàn)在第一信號(hào)的振幅處。這里使用的術(shù)語(yǔ)“偏移對(duì)”指的是包含了第一和第二分支的差分級(jí)，其中每一個(gè)分 支都包含了一個(gè)晶體管或是并行連接的多個(gè)晶體管。晶體管的公共端子連接在一起，并且 接收基本恒定的“尾電流”，其中該公共端子包含了雙極結(jié)晶體管的發(fā)射極或是場(chǎng)效應(yīng)晶體 管的源極。第一和第二分支則提供了不同的增益。該晶體管可以是金屬氧化物硅晶體管，例如互補(bǔ)型金屬氧化物硅晶體管。第一信號(hào)可以是峰_峰振幅基本恒定的正弦波。第二信號(hào)可以是交流信號(hào)，例如正弦波。所述第二信號(hào)可以具有基本恒定的振幅。這些偏移對(duì)彼此可以是基本相同的。這些偏移對(duì)可以具有基本相同的尾電流。每一個(gè)偏移對(duì)都包含了被布置成差分對(duì)的第一晶體管和復(fù)合晶體管，該復(fù)合晶體 管包括彼此并行連接的m個(gè)第二晶體管，其中m被選定成提供三次諧波失真的最小值，并且 第二晶體管中的每一個(gè)與第一晶體管都是基本相同的。所述多個(gè)偏移對(duì)可以包括兩個(gè)偏移對(duì)，其中所述兩個(gè)偏移對(duì)中的每一個(gè)偏移對(duì)中 增益較高的晶體管的輸出與所述兩個(gè)偏移對(duì)中的另一個(gè)偏移對(duì)中增益較低的晶體管的輸 出相連。電流引導(dǎo)級(jí)可以包括電流切換級(jí)。該電流切換級(jí)可以包括兩對(duì)交叉耦合的晶體管。 第一和第二信號(hào)中的至少一個(gè)可以是射頻信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在這里提供了一種用于接收機(jī)的混頻器，其中包括根據(jù) 本發(fā)明第一方面的乘法器。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在這里提供了一種包含了根據(jù)本發(fā)明第二方面的混頻器 的接收機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在這里提供了一種包含了第一個(gè)根據(jù)本發(fā)明第一方面的 乘法器的調(diào)制器。第一信號(hào)可以是信息攜帶信號(hào)，并且第二信號(hào)可以是載波。所述第一信號(hào)可以是 頻率和/或相位調(diào)制信號(hào)。調(diào)制器可以包括第二個(gè)根據(jù)本發(fā)明第一方面的乘法器，其中第二個(gè)乘法器與第一 個(gè)乘法器協(xié)作，從而形成了單邊帶抑制載波調(diào)制器。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在這里提供了一種包含根據(jù)本發(fā)明第四方面的調(diào)制器的 發(fā)射機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在這里提供了一種設(shè)計(jì)根據(jù)本發(fā)明第一方面的乘法器的 方法，其中包括規(guī)定恒定的振幅，針對(duì)多個(gè)相對(duì)增益值模擬乘法器的操作以確定諧波失 真，以及選擇相對(duì)增益值，其中所述相對(duì)增益值對(duì)應(yīng)于在三次諧波失真的特性的最小值處 或其附近的三次諧波失真值。根據(jù)本發(fā)明的第七方 面，在這里提供了一種制造乘法器的方法，其中包括執(zhí)行根 據(jù)本發(fā)明第六方面的方法來提供乘法器設(shè)計(jì)，以及根據(jù)該設(shè)計(jì)來制造乘法器。
由此可以提供一種技術(shù)，該技術(shù)允許將諸如CMOS跨導(dǎo)級(jí)之類的跨導(dǎo)級(jí)線性化，而不需要任何附加功率損耗。特別地，三次諧波失真將可以大為減少。雖然在三次諧波失真 特性中出現(xiàn)了空值，并且由此在理論上可以消除三次諧波失真成分，但在實(shí)踐中，空值處的 衰減是很有限的。盡管如此，在這里還是可以獲得很高的衰減值，從而在很多應(yīng)用中極大地 衰減三次諧波失真成分，以有效地使其不再明顯乃至不再存在。 這些技術(shù)需要振幅基本恒定且已知的第一交流信號(hào)。這些技術(shù)可以用于任何處 于這種狀況的乘法器，并且此類應(yīng)用的一個(gè)示例是在運(yùn)行恒定包絡(luò)調(diào)制方案的無線發(fā)射機(jī) 中。在該應(yīng)用中可以清除輸出調(diào)制的三次諧波失真感生的RF寄生電平，或者將其衰減至無 關(guān)緊要的程度。此外，如果輸入信號(hào)可以保持在基本恒定且已知的振幅，那么這些技術(shù)還可以在 射頻接收機(jī)的混頻器中使用。例如，在接收機(jī)的混頻器并入此類乘法器之前，通過應(yīng)用自動(dòng) 增益控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)該目的。在這里將會(huì)參考附圖并借助示例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更進(jìn)一步的描述，其中圖1是已知類型的IQ調(diào)制器的示意性框圖；圖2是與圖1調(diào)制器產(chǎn)生的必要以及不必要輸出成分的頻率相對(duì)比并以分貝(dB) 為單位的振幅圖；圖3是可以在調(diào)制器或發(fā)射機(jī)中使用并且構(gòu)成了本發(fā)明實(shí)施例的乘法器的電路 圖；圖4A和4B示出的是以微西門子為單位的跨導(dǎo)與以毫伏為單位的差分輸入電壓相 對(duì)照的已知線性化技術(shù)以及本技術(shù)的傳輸特性；圖5是以dBc(載波分貝)為單位的三次諧波失真與以微西門子為單位的跨導(dǎo)的 關(guān)系的圖表，其中該圖表顯示了已知的線性化技術(shù)和本技術(shù)的三次諧波失真特性。B. Gilbert 在 1998 年 1 月發(fā)表于 IEEE Journal of Solid-State Circuits, 33 (1) 第2-17頁(yè)的“A Tutorial Overview”一文中描述了已知名為多雙曲正切原理的概念，這個(gè) 概念通過單獨(dú)組合非線性跨導(dǎo)功能實(shí)現(xiàn)了跨導(dǎo)單元的整個(gè)跨導(dǎo)功能的線性化。特別地，這 個(gè)多雙曲正切跨導(dǎo)原理依靠的是雙極晶體管的差分對(duì)的串行或并行連接，其中所述雙極晶 體管的輸入和輸出是并行連接的，并且單個(gè)單元的基極電壓被偏移了一定數(shù)量。這樣做導(dǎo) 致單個(gè)跨導(dǎo)gm沿著輸入電壓軸被拆分，從而允許放大器處理其輸入上的更大電壓擺動(dòng)。過去，多雙曲正切放大器已被建議用作射頻接收機(jī)中的混頻器和可調(diào)諧濾波器， 在該接收機(jī)中，輸入電壓電平有可能因?yàn)榘l(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離以及噪聲和干擾之類 的因素而發(fā)生很大變化。但是，目前尚未提出在輸入電壓電平基本恒定的發(fā)射機(jī)中使用多 雙曲正切放大器。這里提出使多雙曲正切原理適合與CMOS技術(shù)一起使用，并且將其應(yīng)用于例如具 有恒定包絡(luò)傳輸?shù)腎Q調(diào)制器內(nèi)三次失真降低的特定應(yīng)用。圖3示意性示出了在簡(jiǎn)單的“偶極子”架構(gòu)中將多雙曲正切原理應(yīng)用于CMOS技術(shù)。 圖3所示的乘法器包括一個(gè)跨導(dǎo)級(jí)，其中該跨導(dǎo)級(jí)的輸出與電流切換級(jí)相連。該跨導(dǎo)級(jí)包 括由晶體管10和11組成的第一偏移對(duì)，以及由晶體管12和13組成的第二偏移對(duì)。晶體 管10和11的源極與恒定電流源14相連，而晶體管12和13的源極則與恒定電流源15相 連。該恒定電流源14和15為這些偏移對(duì)提供了恒定的尾電流I，并且與公共電源線OV相連。晶體管10包含的是具有長(zhǎng)為L(zhǎng)且寬為W的溝道的單個(gè)晶體管。晶體管11包含的 則是采用了 m個(gè)晶體管的形式的復(fù)合晶體管，其中所述m個(gè)晶體管是并行連接的，并且每一 個(gè)晶體管與晶體管10都是基本相同的。晶體管13包含的是單個(gè)晶體管，并且它與晶體管 10是基本相同的。而晶體管12包含的則是復(fù)合晶體管，并且它與復(fù)合晶體管11是基本相 同的。由于m大于1，因此，晶體管11和12的增益要大于晶 體管10和13的增益。晶體管 10和12的柵極被連接在一起，以便接收輸入電壓Vin+，而晶體管11和13的柵極則被連接 在一起來接收輸入電壓Vin-。由此，跨導(dǎo)級(jí)將會(huì)接收到差分輸入電壓(Vin+)-(Vin-)，并且 使用跨導(dǎo)gm將其轉(zhuǎn)換成差分輸出電流(lout+) - (lout-)。該差分輸出電流被供應(yīng)給晶體管16 19，這些晶體管結(jié)合負(fù)載電阻器20和21形 成了電流切換級(jí)。晶體管16和17的源極與晶體管10和12的漏極相連，而晶體管18和19 的源極則與晶體管11和13的漏極相連。晶體管16和18的柵極被連接在一起，以便接收 本地振蕩器電壓Vlo+，而晶體管17和19的柵極則被連接在一起，以便接收本地振蕩器電壓 Vlo-。晶體管16和19的漏極與電阻器20的第一端子以及輸出端子相連，以便供應(yīng)輸出電 壓Vout+，而晶體管17和18的漏極則與電阻器21的第一端子以及輸出端子相連，以便供應(yīng) 輸出電壓Vout-。電阻器20和21的第二端子與電源線Vdd相連。在一個(gè)與較低電源電壓結(jié)合使用的替換實(shí)施例中，乘法器具有“折疊”拓?fù)洹Ｔ?裝置具有電流反射鏡，該電流反射鏡的輸入接收來自跨導(dǎo)級(jí)的輸出電流lout+和lout-，并 且其輸出為切換級(jí)供電，其中該切換級(jí)包含的是傳導(dǎo)類型與圖3所示的晶體管相反的晶體 管。這些電流反射鏡可以為輸出電流與輸入電流相等的類型。作為替換，這些電流反射鏡 還可以提供數(shù)倍于輸入電流的輸出電流，以便提高增益并且由此提高所述級(jí)的跨導(dǎo)。跨導(dǎo)級(jí)的差分輸出電流(l0Ut+)-(l0Ut-)借助差分射頻載波而被切換到最 終乘法器輸出，其中該差分射頻載波采用的是本地振蕩器(未顯示)提供的差分電壓 (Vlo+)-(Vlo-)的形式。如圖4B所示，在給出了固定電流和(晶體管)設(shè)備大小的情況下，跨導(dǎo)gm的值和 非線性度會(huì)隨著設(shè)備乘法器m而改變。考慮到設(shè)備建模在很大程度上取決于經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)代深 亞微米CMOS技術(shù)，要像雙極性技術(shù)那樣為這些曲線實(shí)現(xiàn)確定的分析表述是不可能的。然 而，無論CMOS設(shè)備具有怎樣的工作狀態(tài)(弱反型，中等反型或強(qiáng)反型)，趨勢(shì)都是相同的 與不需要額外功率損耗的所有線性化技術(shù)一樣，跨導(dǎo)會(huì)隨著線性度的改進(jìn)而降低。相比之下，圖4A示出了通過使用傳統(tǒng)的線性化技術(shù)(電阻變性/電壓過載)產(chǎn)生 相同跨導(dǎo)而得到的結(jié)果。多雙曲正切方法所具有的唯一gm線性度導(dǎo)致產(chǎn)生了諧波簽名(harmonic signature)的概念，其中在任何指定的偏壓(bias)(圖3中的I、m、W或L)條件下，所產(chǎn)生 的三次失真都會(huì)展現(xiàn)為與輸入信號(hào)振幅相對(duì)的唯一特性。在被應(yīng)用于恒定包絡(luò)(也就是固定振幅)的基帶輸入信號(hào)時(shí)，對(duì)任何指定的m來 說，由于諧波簽名，三次諧波失真的最小值將會(huì)非常明顯。在任何跨導(dǎo)級(jí)輸入電壓是具有基本恒定的已知峰_峰振幅的正弦波的應(yīng)用中，圖 3所示的乘法器都是可以使用的。一個(gè)典型的應(yīng)用示例是處于用于執(zhí)行頻率變化的混頻器 或調(diào)制器中。例如，圖3所示的乘法器可以用作圖1所示的發(fā)射機(jī)調(diào)制器中的每一個(gè)混頻器4和5。如果假設(shè)了來自圖1中的DAC 3的士 IOOmVpk的輸入正弦差分輸入電壓，則可以為傳統(tǒng)(30)和CM0S(31)的多雙曲正切線性化技術(shù)繪制HD3與gm的對(duì)比圖。如圖5所示， 對(duì)本示例中的12uS的gm來說，很明顯，多雙曲正切技術(shù)產(chǎn)生的HD3要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)技術(shù)產(chǎn) 生的HD3。因此，通過使用本方法，可以最優(yōu)地選擇乘法器m(或其他偏壓條件，例如圖3中的 I、W或L)，以便產(chǎn)生12uS的跨導(dǎo)，由此，對(duì)于指定的士 IOOmVpk輸入差分電壓擺動(dòng)來說，吉 爾伯特混頻器中的三次諧波失真會(huì)減至最小。在將這種經(jīng)過線性化的吉爾伯特混頻器應(yīng)用 于圖1所示的IQ調(diào)制器的時(shí)候，偏移F%SB頻率上的發(fā)射寄生放射電平至少在理論上為零。在晶體管偏移對(duì)中，在不同的分支中需要提供不同的增益。雖然這可以通過改變 溝道寬度和長(zhǎng)度以及通過改變電流源提供的尾電流來提供具有不同性能的晶體管來實(shí)現(xiàn)， 但是有利的是通過安排每一個(gè)偏移對(duì)中的至少一個(gè)晶體管成為包含多個(gè)并行連接的晶體 管的復(fù)合晶體管來實(shí)現(xiàn)這些不同的增益。特別地，由于制造工藝的特性，人們很難或者無法 制造出具有可以精確限定或預(yù)測(cè)的性能的晶體管或電流源。但是，制造結(jié)構(gòu)和性能基本相 同的元件則相對(duì)容易。因此，如圖3所示，每一個(gè)偏移對(duì)中的“較高增益”的復(fù)合晶體管包 含多個(gè)晶體管，并且其中每一個(gè)晶體管與較低增益的晶體管都是相同的。由此，通過選擇乘 法器m，可以選擇相對(duì)增益，從而實(shí)現(xiàn)圖5中的特性31所示的三次諧波失真清除。用于設(shè)計(jì)這種乘法器的技術(shù)包括為指定輸入信號(hào)電平(Vin+)-(Vin-)模擬多個(gè)m 值的諧波失真性能。然后，給出最低三次諧波失真的m值被選定，并且可以使用這個(gè)值作為 每一個(gè)復(fù)合晶體管11和12中的晶體管數(shù)量來制造乘法器。在給出了關(guān)于晶體管數(shù)量m的 選擇的離散特性的情況下，為m選擇一個(gè)在三次諧波失真特性最小值處或是在其附近提供 操作的值即可滿足需要，從而實(shí)現(xiàn)足以滿足乘法器特定應(yīng)用的三次諧波失真衰減或抑制程 度。對(duì)于多雙曲正切原理的一般應(yīng)用，尤其是輸入信號(hào)具有不斷變化的振幅的情形 (與沒有采用非常強(qiáng)大的自動(dòng)增益控制的接收機(jī)混頻器或?yàn)V波器中使用的電路一樣)而 言，該方法并不是最優(yōu)的。在這種情況下，HD3具有最小值處的跨導(dǎo)會(huì)隨著輸入差分電壓的 振幅而改變。由此，除了在沒有附加功率損耗的情況下線性化跨導(dǎo)之外，本發(fā)明的實(shí)施例還會(huì) 將那些具有恒定振幅輸入信號(hào)的系統(tǒng)的三次諧波失真減至最小。在實(shí)踐中，在被應(yīng)用于使 用恒定包絡(luò)調(diào)制方案工作的無線發(fā)射機(jī)時(shí)，輸出調(diào)制的三次諧波失真感生的RF寄生電平 可以被有效清除，或者被衰減至無關(guān)緊要。
權(quán)利要求
一種用于將振幅基本恒定的第一交流信號(hào)與第二信號(hào)相乘的乘法器，包括用于將所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電流的跨導(dǎo)級(jí)，以及用于根據(jù)所述第二信號(hào)來引導(dǎo)所述差分電流的電流引導(dǎo)級(jí)，所述跨導(dǎo)級(jí)包括晶體管的多個(gè)偏移對(duì)，其中所述多個(gè)偏移對(duì)的輸入是并行連接的，并且所述多個(gè)偏移對(duì)的輸出是并行連接的，每一對(duì)晶體管的相對(duì)增益使三次諧波失真的最小值基本出現(xiàn)在所述第一信號(hào)的振幅處。
2.如權(quán)利要求1所述的乘法器，其中，所述晶體管是金屬氧化物硅晶體管。
3.如權(quán)利要求2所述的乘法器，其中，所述晶體管是互補(bǔ)型金屬氧化物硅晶體管。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的乘法器，其中，所述第一信號(hào)是峰_峰振幅基本恒定的 正弦波。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的乘法器，其中，所述第二信號(hào)是交流信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的乘法器，其中，所述第二信號(hào)具有基本恒定的振幅。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的乘法器，其中，所述多個(gè)偏移對(duì)彼此基本相同。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的乘法器，其中，所述多個(gè)偏移對(duì)具有基本相同的尾電流。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的乘法器，其中，每一個(gè)偏移對(duì)都包含被布置成差分對(duì)的 第一晶體管和復(fù)合晶體管，所述復(fù)合晶體管包括彼此并行連接的m個(gè)第二晶體管，其中m被 選定成提供三次諧波失真的所述最小值，并且所述第二晶體管中的每一個(gè)與所述第一晶體 管都是基本相同的。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的乘法器，其中，所述多個(gè)偏移對(duì)包括兩個(gè)偏移對(duì)，其中 所述兩個(gè)偏移對(duì)中的每一個(gè)偏移對(duì)中增益較高的晶體管的輸出與所述兩個(gè)偏移對(duì)中的另 一個(gè)偏移對(duì)中增益較低的晶體管的輸出相連。
11.如前述任一權(quán)利要求所述的乘法器，其中，所述電流引導(dǎo)級(jí)包括電流切換級(jí)。
12.如權(quán)利要求11所述的乘法器，其中，所述電流切換級(jí)包括兩對(duì)交叉耦合的晶體管。
13.如前述任一權(quán)利要求所述的乘法器，其中，所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)中的至少 一個(gè)是射頻信號(hào)。
14.一種用于接收機(jī)的混頻器，包括如前述任一權(quán)利要求所述的乘法器。
15.一種接收機(jī)，包括如權(quán)利要求14所述的混頻器。
16.一種調(diào)制器，包括第一個(gè)如權(quán)利要求1 13中任一權(quán)利要求所述的乘法器。
17.如權(quán)利要求16所述的調(diào)制器，其中，所述第一信號(hào)是信息攜帶信號(hào)，所述第二信號(hào) 是載波。
18.如權(quán)利要求17所述的調(diào)制器，其中，所述第一信號(hào)是頻率和/或相位調(diào)制信號(hào)。
19.如權(quán)利要求16 18中任一權(quán)利要求所述的調(diào)制器，包括第二個(gè)如權(quán)利要求1 13中任一權(quán)利要求所述的乘法器，所述第二個(gè)乘法器與所述第一個(gè)乘法器協(xié)作，以形成單 邊帶抑制載波調(diào)制器。
20.一種發(fā)射機(jī)，包括如權(quán)利要求16 19中任一權(quán)利要求所述的調(diào)制器。
21.一種用于設(shè)計(jì)如權(quán)利要求1 13中任一權(quán)利要求所述的乘法器的方法，包括規(guī) 定恒定的振幅，針對(duì)多個(gè)相對(duì)增益值來模擬所述乘法器的操作以確定所述三次諧波失真， 以及選擇相對(duì)增益值，其中所述相對(duì)增益值對(duì)應(yīng)于在所述三次諧波失真的特性的最小值處 或其附近的三次諧波失真值。
22.一種制造乘法器的方法，包括執(zhí)行如權(quán)利要求21所述的方法來提供用于所述乘法器的設(shè)計(jì)，以及根據(jù)所述設(shè)計(jì)來制造所述乘法器
全文摘要
在這里提供了一種乘法器，其中舉例來說，該乘法器是作為射頻發(fā)射機(jī)的調(diào)制器中的混頻器使用的。該乘法器將恒定振幅的第一交流信號(hào)與第二信號(hào)相乘，其中舉例來說，所述第二信號(hào)采用的是來自本地振蕩器的載波的形式。該乘法器包括用于將第一信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分輸出電流的跨導(dǎo)級(jí)，以及根據(jù)第二信號(hào)來切換差分輸出電流的電流切換級(jí)。該跨導(dǎo)級(jí)包括多個(gè)晶體管偏移對(duì)(10～13)，其中該晶體管的輸入和輸出是并行連接的。切換級(jí)包括交叉耦合的晶體管對(duì)(16～19)，它們連同跨導(dǎo)級(jí)一起形成吉爾伯特單元。每一個(gè)偏移對(duì)的晶體管(10～13)的相對(duì)增益促使乘法器三次諧波失真特性的最小值基本出現(xiàn)在第一信號(hào)的振幅處。
文檔編號(hào)H03D7/14GK101849353SQ200880112918
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月3日
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