本發(fā)明屬于集成電路設計，具體涉及一種高抑制高隔離變頻放大多功能芯片。

背景技術(shù)：

1、正交混頻器是單片微波集成電路中的一個關(guān)鍵性部件，頻繁地應用于射頻接收系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)中。隨著微波、毫米波技術(shù)的迅速發(fā)展，微波通信、導航、制導、衛(wèi)星通信以及軍事電子對抗戰(zhàn)和雷達等領(lǐng)域?qū)纹蓪拵д换祛l器的需求量也越來越大，對其性能和功能集成度要求也越來越高。將正交混頻器、濾波器、射頻和中頻放大器等通過設計在芯片內(nèi)部集成，就得到了典型的變頻多功能芯片。這種設計方案有利于通訊系統(tǒng)的小型化和集成化發(fā)展，因此有著良好且廣泛的應用前景，但同時也對變頻放大多功能芯片在低功耗、低噪聲、高變頻增益、高端口隔離度、高抑制度和高集成度等各方面性能提出了較高的設計需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的高抑制高隔離變頻放大多功能芯片具有功耗低、變頻增益高、信號隔離度和抑制度高、集成度高等優(yōu)點。

2、為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種高抑制高隔離變頻放大多功能芯片，包括射頻放大濾波網(wǎng)絡、高抑制度變頻網(wǎng)絡以及高隔離度中頻網(wǎng)絡；

3、所述射頻放大濾波網(wǎng)絡的輸入端作為所述高抑制高隔離變頻放大多功能芯片的射頻輸入端，所述射頻放大濾波網(wǎng)絡的輸出端與所述高抑制度變頻網(wǎng)絡的輸入端連接，所述高抑制度變頻網(wǎng)絡的第一輸出端與高隔離度中頻網(wǎng)絡的第一輸入端連接，所述高抑制度變頻網(wǎng)絡的第二輸出端與高隔離度中頻網(wǎng)絡的第二輸入端連接，所述高隔離度中頻網(wǎng)絡的第一輸出端和第二輸出端分別作為所述高抑制高隔離變頻放大多功能芯片的第一中頻輸出端和第二中頻輸出端；

4、所述高抑制度變頻網(wǎng)絡中還設置有本振輸入端。

5、本發(fā)明的有益效果為：

6、本發(fā)明的高抑制高隔離變頻放大多功能芯片，通過射頻放大濾波網(wǎng)絡采用兩級共源共柵自偏置放大單元和高抑制度濾波單元共同實現(xiàn)射頻信號的放大濾波功能；變頻網(wǎng)絡采用無源高抑制度正交變頻單元結(jié)合本振放大單元共同實現(xiàn)本振信號的放大和變頻功能，本振放大部分采用一級共源和一級共源共柵自偏置放大單元實現(xiàn)；高隔離度中頻網(wǎng)絡包含兩個濾波匹配單元。本發(fā)明具有功耗低、變頻增益高、信號隔離度和抑制度高、集成度高等優(yōu)點。

7、進一步地，所述射頻放大濾波網(wǎng)絡包括微帶線ml1；

8、所述微帶線ml1的一端作為所述射頻放大濾波網(wǎng)絡的輸入端，并與接地電感l(wèi)1連接，所述微帶線ml1的另一端通過電容c1與微帶線ml2的一端連接，所述微帶線ml2的另一端與場效應管m1的柵極連接，所述場效應管m1的源極與微帶線ml32的一端連接，所述微帶線ml32的另一端分別與接地電阻r1和接地電容c2連接；

9、所述場效應管m1的漏極與微帶線ml4的一端連接，所述微帶線ml4的另一端與場效應管m2的源極連接，所述場效應管m2的柵極與電阻r2的一端連接，所述電阻r2的另一端分別與接地電容c3和電阻r3的一端連接，所述電阻r3的另一端分別與接地電阻r4和電阻r5的一端連接，所述場效應管m2的漏極與微帶線ml5的一端連接，所述微帶線ml5的另一端分別與電感l(wèi)2的一端和微帶線ml6的一端連接，所述電感l(wèi)2的另一端分別與電阻r5的另一端、接地電容c4、電阻r6的一端和漏極電源電壓vd1連接，所述電阻r6的另一端與接地電容c5連接；

10、所述微帶線ml6的另一端與電容c6的一端連接，所述電容c6的另一端分別與接地電感l(wèi)3和微帶線ml7的一端連接，所述微帶線ml7的另一端與場效應管m3的柵極連接，所述場效應管m3的源極與微帶線ml8的一端連接，所述微帶線ml8的另一端分別與接地電容c7和接地電阻r7連接；

11、所述場效應管m3的漏極與微帶線ml9的一端連接，所述微帶線ml9的另一端與場效應管m4的源極連接，所述場效應管m4的柵極與電阻r8的一端連接，所述電阻r8的另一端分別與接地電容c8和電阻r9的一端連接，所述電阻r9的另一端分別與接地電阻r10和電阻r11的一端連接，所述場效應管m4的漏極與微帶線ml10的一端連接，所述微帶線ml10的另一端分別與電感l(wèi)4的一端和微帶線ml11的一端連接，所述電感l(wèi)4的另一端分別與電阻r11的另一端、接地電容c9、電阻r12的一端和漏極電源電壓vd1連接，所述電阻r12的另一端與接地電容c10連接；

12、所述微帶線ml11的另一端分別與接地電容c11和電容c12的一端連接，所述電容c12的另一端與微帶線ml12的一端連接，所述微帶線ml12的另一端分別與接地電感l(wèi)5、接地電容c13、電感l(wèi)6的一端、電感l(wèi)7的一端和電容c16的一端連接，所述電感l(wèi)6的另一端與電容c15的一端連接，所述電容c15的另一端分別與電感l(wèi)7的另一端、電容c16的另一端、接地電感l(wèi)8和接地電容c14連接，并作為所述射頻放大濾波網(wǎng)絡的輸出端。

13、上述進一步方案的有益效果為：

14、本發(fā)明輸入端采用射頻放大濾波網(wǎng)絡，實現(xiàn)射頻信號的低噪聲放大和信號帶外抑制功能。射頻放大濾波網(wǎng)絡包含一個放大單元和一個濾波單元，其中，放大單元采用兩級共源共柵放大結(jié)合了自偏置結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以有效地降低功耗的同時獲得低噪聲、高增益和中功率輸出的特性，vd1漏極電源濾波部分采用并聯(lián)c到地和串聯(lián)rc到地電路，主要實現(xiàn)對電源低頻和高頻自激不穩(wěn)定信號進行抑制。濾波單元采用三級橢圓函數(shù)帶通結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有插損小和帶外抑制高的特性，實現(xiàn)對中頻信號、本振信號和帶外雜波的抑制。射頻輸入端采用并聯(lián)電感到地的低通結(jié)構(gòu)，在阻抗匹配的同時可以有效提高端口的esd防護能力。

15、進一步地，所述高抑制度變頻網(wǎng)絡包括微帶線ml13；

16、所述微帶線ml13的一端與微帶線ml14的一端連接，并作為所述高抑制度變頻網(wǎng)絡的輸入端，所述微帶線ml13的另一端分別與接地電容c17和電容c18的一端連接，所述電容c18的另一端與電感l(wèi)9的一端連接，所述電感l(wèi)9的另一端與巴倫balun1的第一輸入端連接，所述巴倫balun1的第二輸入端與接地電容c19接地，所述巴倫balun1的第一不平衡端與接地電容c20連接，所述巴倫balun1的第二不平衡端作為所述高抑制度變頻網(wǎng)絡的第一輸出端，所述巴倫balun1的第一輸出端分別與二極管d2的正極和二極管d1的負極連接，所述巴倫balun1的第二輸出端分別與二極管d3的負極和二極管d4的正極連接，所述二極管d1的正極分別與二極管d4的負極和巴倫balun2的第一輸入端連接，所述二極管d2的負極分別與二極管d3的正極和巴倫balun2的第二輸入端連接，所述巴倫balun2的不平衡端與接地電容c22連接，所述巴倫balun2的第一輸出端與接地電容c22連接，所述巴倫balun2的第二輸出端與微帶線ml15的一端連接，所述微帶線ml15的另一端與90°耦合器的第一輸入端連接，所述90°耦合器的第一輸出端與接地電阻r13連接；

17、所述微帶線ml14的另一端分別與接地電容c23和電容c24的一端連接，所述電容c24的另一端與電感l(wèi)10的一端連接，所述電感l(wèi)10的另一端與巴倫balun3的第一輸入端連接，所述巴倫balun3的第二輸入端與接地電容c25連接，所述巴倫balun3的第一不平衡端與接地電容c26連接，所述巴倫balun3的第二不平衡端作為所述高抑制度變頻網(wǎng)絡的第二輸出端，所述巴倫balun3的第一輸出端分別與二極管d7的正極和二極管d8的負極連接，所述巴倫balun3的第二輸出端分別與二極管d6的負極和二極管d5的正極連接，所述二極管d7的負極分別與二極管d6的正極和巴倫balun4的第一輸入端連接，所述二極管d8的正極分別與二極管d5的負極和巴倫balun4的第二輸入端連接，所述巴倫balun4的不平衡端與接地電容c27連接，所述巴倫balun4的第一輸出端與接地電容c28連接，所述巴倫balun4的第二輸出端與微帶線ml16的一端連接，所述微帶線ml16的另一端與90°耦合器的第二輸入端連接，所述90°耦合器的第二輸出端與微帶線ml17的一端連接；

18、所述微帶線ml17的另一端與電容c39的一端連接，所述電容c39的另一端分別與接地電容c38和微帶線ml18的一端連接，所述微帶線ml18的另一端分別與電感l(wèi)14的一端和微帶線ml19的一端連接，所述電感l(wèi)14的另一端分別與電阻r18的一端、接地電容c36、電阻r19的一端和漏極電源電壓vd2連接，所述電阻r19的另一端與接地電容c37連接，所述電阻r18的另一端分別與接地電阻r20和電阻r21的一端連接，所述電阻r21的另一端分別與接地電容c35和電阻r17的一端連接，所述電阻r17的另一端與場效應管m7的柵極連接，所述場效應管m7的漏極與微帶線ml19的另一端連接，所述場效應管m7的源極與微帶線ml20的一端連接；

19、所述微帶線ml20的另一端與場效應管m6的漏極連接，所述場效應管m6的源極與微帶線ml21的一端連接，所述微帶線ml21的另一端分別與接地電阻r16和接地電容c34連接，所述場效應管m6的柵極與微帶線ml22的一端連接，所述微帶線ml22的另一端分別與接地電感l(wèi)13和電容c33的一端連接，所述電容c33的另一端分別與微帶線ml23的一端連接，所述微帶線ml23的另一端分別與電感l(wèi)12和微帶線ml24的一端連接，所述電感l(wèi)12的另一端分別與接地電容c31、電阻r15的一端和漏極電源電壓vd2連接，所述電阻r15的另一端與接地電容c32連接，所述微帶線ml24的另一端與場效應管m5的漏極連接，所述場效應管m5的源極與微帶線ml25的一端連接，所述微帶線ml25的另一端分別與接地電阻r14和接地電容c30連接，所述場效應管m5的柵極與微帶線ml26的一端連接，所述微帶線ml26的另一端與電容c29的一端連接，所述電容c29的另一端與接地電感l(wèi)11連接，并作為所述高抑制度變頻網(wǎng)絡的本振輸入端。

20、上述進一步方案的有益效果為：

21、本發(fā)明的高抑制變頻網(wǎng)絡中混頻部分采用無源正交混頻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含射頻端功分器、本振端90°耦合器、兩個平衡式混頻單元，輸出兩路幅度相同，相位正交的中頻信號，具有高鏡像抑制度、插損適中、端口隔離度和線性度良好的特性。本振放大部分采用共源+共源共柵結(jié)合自偏置結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號放大和阻抗匹配，該結(jié)構(gòu)具有較低功耗、較高增益和中等驅(qū)動功率的特性；vd2漏極電源濾波部分采用并聯(lián)c到地和串聯(lián)rc到地電路，主要實現(xiàn)對電源低頻和高頻自激不穩(wěn)定信號進行抑制。本振輸入端采用并聯(lián)電感到地的低通結(jié)構(gòu)，在阻抗匹配的同時可以有效提高端口的esd防護能力。

22、進一步地，所述高隔離度中頻濾波網(wǎng)絡包括微帶線ml27和微帶線ml30；

23、所述微帶線ml27的一端作為所述高隔離度中頻濾波網(wǎng)絡的第一輸入端，所述微帶線ml27的另一端分別與接地電感l(wèi)15、接地電容c44、電容c46的一端、電感l(wèi)17的一端和電感l(wèi)18的一端連接，所述電感l(wèi)18的另一端與電容c47的一端連接，所述電容c47的另一端分別與電感l(wèi)17的另一端、電容c46的另一端、接地電感l(wèi)16、接地電容c45和微帶線ml28的一端連接，所述微帶線ml28的另一端作為所述高隔離度中頻濾波網(wǎng)絡的第一輸出端；

24、所述微帶線ml30的一端作為所述高隔離度中頻濾波網(wǎng)絡的第二輸入端，所述微帶線ml30的另一端分別與接地電感l(wèi)19、接地電容c40、電容c42的一端、電感l(wèi)21的一端和電感l(wèi)22的一端連接，所述電感l(wèi)22的另一端與電容c43的一端連接，所述電容c43的另一端分別與電感l(wèi)21的另一端、電容c42的另一端、接地電感l(wèi)20、接地電容c41和微帶線ml31的一端連接，所述微帶線ml31的另一端作為所述高隔離度中頻濾波網(wǎng)絡的第二輸出端。

25、上述進一步方案的有益效果為：

26、本發(fā)明中高隔離度中頻網(wǎng)絡包含兩個相同的濾波匹配單元，濾波單元均采用三階橢圓函數(shù)帶通濾波結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)低插損、高帶外抑制的特性，從而提高中頻信號的帶外抑制度和中頻信號與射頻信號、本振信號之間的隔離度。而幅度相同、相位正交的兩路中頻信號if1/if2可通過外部90°電橋耦合器進行合成輸出，具有良好的鏡像抑制特性。濾波單元具有良好的阻抗匹配特性，同時中頻輸出端if1/if2均存在并聯(lián)電感到地通路，在阻抗匹配的同時可以有效提高端口的esd防護能力。