一种变频电路的制作方法

本技术涉及芯片设计领域，尤其涉及一种变频电路。

背景技术：

1、在通信系统中，为了易于信号发射以及实现信道复用，传输的信号频率很高，因而信号的频率变换是通信系统研究的重要内容。变频电路广泛用于各种电子设备中。变频电路将两个不同信号（其中一个为本地振荡信号）输入非线性元器件进行频率组合后，取出差频或和频信号，即将已调波的载波频率变换成另一个载波频率。

2、现有的变频电路工作频率较低，且电路中的混频器易产生频率失真和非线性失真以及本振频率产生的各种混频现象，会导致变频电路中的信号之间有大量交叉，信号干扰和衰减较大，进而降低了变频电路的稳定性。

3、为解决上述问题，本实用新型提供了一种变频电路。

技术实现思路

1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

2、为了克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种变频电路，通过设置多路混频电路并在混频电路中采用差分电路实现混频，实现了i/q两路差分混频，且整体变频电路的工作频率高，动态范围大，非线性失真小，噪声系数低，电路稳定性高。

3、根据本实用新型的一方面，提供了一种变频电路，包括本振单元、射频单元、中频单元以及混频单元，本振单元包括本振端、倍频放大电路以及90°定向耦合器，本振端连接倍频放大电路的输入端，倍频放大电路的输出端连接90°定向耦合器的输入端，90°定向耦合器的隔离端接地，射频单元包括射频端和功分电路，射频端连接功分电路的合路端。

4、混频单元包括相同的第一路混频电路和第二路混频电路，第一路混频电路呈差分对称结构，第一路混频电路包括第一场效应管、第二场效应管和第一巴伦，第一巴伦的第一线圈的输入端连接90°定向耦合器的直通端，第一巴伦的第二线圈的两端分别连接第一场效应管的栅极和第二场效应管的栅极，第一巴伦的第二线圈的中点接地，第一场效应管的源极和第二场效应管的源极分别接地，第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极分别通过隔离电容连接功分电路的第一路支路。

5、第二路混频电路呈差分对称结构，第二路混频电路包括对称设置的第三场效应管、第四场效应管和第二巴伦，第二巴伦的第一线圈的输入端连接90°定向耦合器的耦合端，第二巴伦的第二线圈的两端分别连接第三场效应管的栅极和第四场效应管的栅极，第二巴伦的第二线圈的中点接地，第三场效应管的源极和第四场效应管的源极分别接地，第三场效应管的漏极和第四场效应管的漏极分别通过隔离电容连接功分电路的第二路支路。

6、中频单元包括i路差分端和q路差分端，第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极分别与i路差分端的正极和负极连接，第三场效应管的漏极和第四场效应管的漏极分别与q路差分端的正极和负极连接。

7、在一实施例中，第一场效应管的栅极与第一巴伦的第二线圈的一端之间、第二场效应管的栅极与第一巴伦的第二线圈的另一端之间、第三场效应管的栅极与第二巴伦的第二线圈的一端之间以及第四场效应管的栅极与第二巴伦的第二线圈的另一端之间设置有相同的带通滤波电路。

8、在一实施例中，射频单元与混频单元之间包括相同的第一滤波电路和第二滤波电路，第一路混频电路包括第一隔离电容和第二隔离电容，第一隔离电容的一端和第二隔离电容的一端分别连接第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极，第一隔离电容的另一端和第二隔离电容的另一端均连接第一滤波电路的一端，第一滤波电路的另一端连接功分电路的第一支路。

9、第二路混频电路包括第三隔离电容和第四隔离电容，第三隔离电容的一端和第四隔离电容的一端分别连接第三场效应管的漏极和第四场效应管的漏极，第三隔离电容的另一端和第四隔离电容的另一端均连接第二滤波电路的一端，第二滤波电路的另一端连接功分电路的第二支路。第一滤波电路和第二滤波电路相同以使得第一路混频电路和第二路混频电路相同。

10、在一实施例中，功分电路的第一支路至少包括第一电感，第二支路至少包括与第一电感对应的第二电感，第一滤波电路至少包括第三电感，第二滤波电路至少包括与第三电感对应的第四电感，第一电感和第三电感耦合，第二电感与第四电感耦合，第一电感和第三电感的耦合系数以及第二电感与第四电感的耦合系数与i路和q路的平衡性有关。

11、在一实施例中，功分电路包括第一电感、第二电感以及第一电阻，第一电感的第一端与第二电感的第一端连接以形成功分电路的合路端，第一电阻跨接于第一电感的第二端和第二电感的第二端之间，第一电感形成功分电路的第一支路，第二电感形成功分电路的第二支路。

12、第一滤波电路包括第三电感、第五电感、第一电容和第二电容，第三电感、第一电容和第五电感依次串联于第一支路与第一路混频电路之间，第二电容的一端连接于第一电容和第二电感的连接点，第二电容的另一端接地，第二滤波电路包括第四电感、第六电感、第三电容和第四电容，第四电感、第三电容和第六电感依次串联于第二支路与第二路混频电路之间，第四电容的一端连接于第三电容和第四电感的连接点，第四电容的另一端接地。

13、在一实施例中，变频电路为上变频电路，中频单元的i路差分端和q路差分端为上变频电路的i路信号输入端和q路信号输入端，本振端为上变频电路的本振信号输入端，射频端为上变频电路的射频信号输出端，第一滤波电路和第二滤波电路为带通滤波器。

14、在一实施例中，变频电路为下变频电路，射频端和本振端为下变频电路的输入端，中频单元的i路差分端和q路差分端为下变频电路的i路信号输出端和q路信号输出端，第一场效应管的漏极与i路差分端的正极之间、第二场效应管的漏极与i路差分端的负极之间、第三场效应管的漏极与q路差分端的正极之间以及第四场效应管的漏极与q路差分端的负极之间还设置有相同的低通滤波电路。

15、在一实施例中，倍频放大电路包括多级级联的放大管，其中，至少一级放大管的输出端与其后一级放大管的输入端之间通过自谐振耦合单元连接，自谐振耦合单元包括相互耦合的第一传输线和第二传输线，第一传输线的一端与放大管的输出端连接，第二传输线的一端与后一级放大管的输入端连接。

16、在一实施例中，第一传输线和第二传输线的耦合区域呈交趾耦合结构。

17、在一实施例中，放大管的输出端为漏极，第一传输线的另一端连接放大管的漏极偏置电路。

18、在一实施例中，后一级放大管的输入端为栅极，第二传输线的第二端连接后一级放大管的栅极偏置电路。

19、本实用新型提供的变频电路设置多路混频电路，并在混频电路中采用差分电路实现混频，实现了i/q两路差分混频，且整体变频电路的工作频率高，动态范围大，非线性失真小，噪声系数低，电路稳定性高。

技术特征：

1.一种变频电路，其特征在于，包括本振单元、射频单元、中频单元以及混频单元，

2.如权利要求1所述的变频电路，其特征在于，所述第一场效应管的栅极与第一巴伦的第二线圈的一端之间、所述第二场效应管的栅极与所述第一巴伦的第二线圈的另一端之间、所述第三场效应管的栅极与第二巴伦的第二线圈的一端之间以及所述第四场效应管的栅极与所述第二巴伦的第二线圈的另一端之间设置有相同的带通滤波电路。

3.如权利要求1所述的变频电路，其特征在于，所述射频单元与混频单元之间包括相同的第一滤波电路和第二滤波电路，

4.如权利要求3所述的变频电路，其特征在于，所述功分电路的第一支路至少包括第一电感，第二支路至少包括与所述第一电感对应的第二电感，所述第一滤波电路至少包括第三电感，所述第二滤波电路至少包括与所述第三电感对应的第四电感，所述第一电感和所述第三电感耦合，所述第二电感与所述第四电感耦合，所述第一电感和所述第三电感的耦合系数以及所述第二电感与所述第四电感的耦合系数与i路和q路的平衡性有关。

5.如权利要求4所述的变频电路，其特征在于，所述功分电路包括所述第一电感、所述第二电感以及第一电阻，所述第一电感的第一端与所述第二电感的第一端连接以形成所述功分电路的所述合路端，所述第一电阻跨接于所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端之间，所述第一电感形成所述功分电路的所述第一支路，所述第二电感形成所述功分电路的第二支路，

6.如权利要求3所述的变频电路，其特征在于，所述变频电路为上变频电路，所述中频单元的i路差分端和q路差分端为所述上变频电路的i路信号输入端和q路信号输入端，所述本振端为所述上变频电路的本振信号输入端，所述射频端为所述上变频电路的射频信号输出端，所述第一滤波电路和所述第二滤波电路为带通滤波器。

7.如权利要求3所述的变频电路，其特征在于，所述变频电路为下变频电路，所述射频端和所述本振端为所述下变频电路的输入端，所述中频单元的i路差分端和q路差分端为所述下变频电路的i路信号输出端和q路信号输出端，所述第一场效应管的漏极与所述i路差分端的正极之间、所述第二场效应管的漏极与所述i路差分端的负极之间、所述第三场效应管的漏极与所述q路差分端的正极之间以及所述第四场效应管的漏极与所述q路差分端的负极之间还设置有相同的低通滤波电路。

8.如权利要求1~7中任一项所述的变频电路，其特征在于，所述倍频放大电路包括多级级联的放大管，其中，至少一级放大管的输出端与其后一级放大管的输入端之间通过自谐振耦合单元连接，所述自谐振耦合单元包括相互耦合的第一传输线和第二传输线，所述第一传输线的一端与所述放大管的输出端连接，所述第二传输线的一端与后一级放大管的输入端连接。

9.如权利要求8所述的变频电路，其特征在于，所述第一传输线和所述第二传输线的耦合区域呈交趾耦合结构。

10.如权利要求8所述的变频电路，其特征在于，所述放大管的输出端为漏极，所述第一传输线的另一端连接所述放大管的漏极偏置电路。

11.如权利要求8所述的变频电路，其特征在于，所述后一级放大管的输入端为栅极，所述第二传输线的第二端连接所述后一级放大管的栅极偏置电路。

技术总结本技术提供了一种变频电路，包括本振单元、射频单元、中频单元以及混频单元，本振单元包括本振端、倍频放大电路以及90°定向耦合器，本振端连接倍频放大电路的输入端，倍频放大电路的输出端连接90°定向耦合器的输入端，90°定向耦合器的隔离端接地。本技术通过设置多路混频电路，并在混频电路中采用差分电路实现混频，实现了I/Q两路差分混频，且整体变频电路的工作频率高，动态范围大，非线性失真小，噪声系数低，电路稳定性高。技术研发人员：姜鑫,冯程受保护的技术使用者：南京米乐为微电子科技股份有限公司技术研发日：20231027技术公布日：2024/8/5