无滤波镜像抑制结构混频集成电路的设计

无滤波镜像抑制结构混频集成电路的设计

2010年4月

第10卷第2期

廊坊师范学院学报(自然科学版)

JournalofLangfangTeachersCollege(NaturnalScienceEdition)

Apr.2010Vol.10No.2

无滤波镜像抑制结构混频集成电路的设计

汪光华

(福建警官职业学院,福建福州350014)

【摘　要】　常见镜像抑制滤波器的实现大多以多混频结构实现,而且都用低通滤波器来实现滤波功能,由于滤波器中的电容在芯片中的占用面积较大,会加大芯片的集成成本。采用无滤波器的镜像抑制结构设计高集成度的混频集成电路,可大大提高电路的集成度及解决相关衍生的问题。【关键词】　混频器;移相;滤波器;镜像抑制

TheDesignOfIntergratedof

FilerlessSturcture【Abstract】　Theisostlyrealizedwithmixers,andsomeLPFs(lowpassfilter)areincluded.

Thecapacitanceinintergratedcircuittakesagreatareaofthechip,thuswillincreasethecostofthechip.Whilewiththefilterlessstructureofimagerejectioncanimprovetheintensityoftheintergratedcircuit,itcangreatlyimprovetheintegrationofcircuitandsolvetherelevantproblems.

【Keywords】　mixer;phaseshifter;filterless;imagereject

〔中图分类号〕TN710　　　　〔文献标识码〕A　　　　〔文章编号〕1674-3229(2010)02-0061-02

0　引言

通常在混频集成电路设计过程中,镜像抑制结构基本都含有一些镜像滤波电路,或者为了实现下变频而加上了一些低通滤波器电路结构。常采用的镜像抑制结构如Hartley镜像抑制结构

[2]

[1]

抑制是设计过程中要考虑的一个问题,消除这个镜

像干扰是本设计的重点。假设两个输入信号分别是Asin(ω1t)和Bsin(ω2t),则两个输入信号相乘,会得到等式:Asin(ω1t)3Bsin(ω2t)=A3B3[cos(ω1-ω2)t-cos(ω21+ω2)t]Π

(1.1)

、Weaver

镜像抑制结构,虽然没有添加一些镜像滤波器,但这两种结构有两个频率,要根据实际要求选用下变频或者上变频。

为了解决以上问题,同时提高镜像抑制结构接收机的集成化程度,少用或不使用电容器以节省芯片面积,本文设计了一种无滤波镜像抑制结构,以实现单一的频率,在实现镜像抑制功能的同时,不需设计滤波器。

由公式1.1可知,调频出来后的结果有两个值,作为上变频或者下变频,只取用其中一个,即(ω1-ω2)和(ω1+ω2)这两个频率中的一个。本设计针对下变频接收机的设计,舍去(ω1+ω2)频率成份而取用含有(ω1-ω2)频率成份的信号,这样就可以用低通滤波器实现之。

在信号经过混频后,下变频只取其中一个频率成分fIF,而在理想混频时得到的中频是(fRF-fLO)或者(fLO-fIMG)两种频率之一,它们的结果都是fIF。其中,fRF、fLO分别是射频信号频率与本振信号频率,fIMG是镜像频率。因此,镜像抑制是必不可少的

[3]

1　镜像信号

以接收机为例,在混频器集成电路设计中,镜像

[收稿日期]　2010-02-28

[作者简介]　汪光华(1973-),男,福建警官职业学院讲师,主要从事电子技术应用、嵌入式技术应用、监狱科技监管应

用研究。

61

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一个环节。其中(fLO-fIMG)这个信号里面没有所需要的有用信号,同时该信号也是输出结果中不需要

的。

实现下变频率以及镜像抑制的功能,但这种结构还必须借助于两个对称的低通滤波器才能实现有镜像抑制功能的下变频结构。

2　Hartley镜像抑制结构

Hartley镜像抑制结构要求有两个相互正交的本振信号与来自于LNA(低噪声放大器)的射频信号

[4]

3　无滤波镜像抑制结构的实现

根据Hartley镜像抑制结构和Weaver镜像抑制结构的研究与应用,这两种镜像抑制结构都能实现镜像抑制,前者是利用到正交性并移相的原理来实现,而后者则是用两个不同频率的本振来实现的。本文因篇幅的原因,在此不对后者的原理进行阐述。这两种结构都要用到滤波器,用于滤除高频成份或。,实现[6,电容的误差大、占用的芯。为实现不用滤波器就能实现镜像抑制结构电路,以下设计了一种新型的镜像抑制结构,它具有对称性高以及不含滤波器的特点,即无滤波器的镜像抑制结构设计。图2所示为无滤波镜像抑制结构设计的电路结构图

。

混频,再将其中一路移相90°,然后叠加,就可以得到抑制镜像频率后的中频信号。Hartley镜像抑制结构如图1所示

:

[5]

其工作原理如下:

ωIMGt,这里假设ωRFnin=ARFcosωRFt+AIMGcos>ωIMG,于是有:

ωRF-ω　　LO=ωIF=ωLO-ωIMG

Awanted

(2.1)

经过混频滤波后,A,B两点的输出分别是:

nA(t)=

2+

22+

2

sin(ωLO-ωRF)tsin(ωLO-ωIMG)t

(2.2)

AIMG

nB(t)=

cos(ωRF-ωLO)tcos(ωLO-ωIMG)t

(2.3)

AIMG

而A信号经过90度移相后,就变成下面C点的

输出:

nC(t)=

A就上面的结构,对电路结构进行证明与推论,证实这种结构的理论正确性。

假设输入信号为有用的RF信号有镜像IM信号的一个叠加:

Vin=RFcos(ωRFt+φ1)+IMcos(ωIMt+φ2)

输入的正交本振信号分别为LOcos(ωLOt+φ3)与-LOsin(ωLOt+φ3)

在公式2.1的结果为:

　Vout1=RF3LOcos[(ωRF-ωLO)t+θ1]

　+IM3LOcos[(ωIM-ωLO)t+θ2]θ其中:θ1=φ1-φ3,2=φ2-φ3

在公式2.2的结果为:　Vout2=RF3LOsin[(ωLF-ωRF)t+θ3]

　+IM3LOsin[(ωLO-ωIM)t+θ4]

(3.2)

(下转65页)

2-2

cos(ωRF-ωLO)tcos(ωLO-ωIMG)t

(2.4)

AIMG

从而B,C两点信号相加则就是所要得到的最终

输出:

nout=vC(t)+vB(t)=

A2

cos(ωRF-ωLO)t

--

AIMG

2

Acos(ωLO-ωIMG)+cos(ωLO-ωIMG)

Awanted

(3.1)

2

cos(ωRF-ωLO)t

(2.5)(2.6)

2

　　　nout=Awantedcos(ωLO-ωRF)t 62

从上面的研究可知,Hartley镜像抑制结构可以

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表1　电路技术指标

输入电压

PFTHDEfficiency

165V0.9968.5%93.5%

220V0.9939.1%95.1%

崔佳民等:150W有源功率因数校正器设计2010年4月

3　结论

264V0.9848.9%95.3

%

基于FAN7529临界导通模式的功率因数校正控制器,专为镇流器、电脑适配器、LCDTV、LCD显示器及LED照明驱动器等待机功耗低、高功率因数、低谐波规范要求的产品设计,应用后效果较好。

[参考文献]

[1]FAN7529DataSheet[Z].FAIRCHILDSEMICONDUCTOR,

2002.

[2]周志敏,周纪海,纪爱华.开关电源功率因数校正电路设

计与应用[M].北京:,2004.

[3,[M].北京:电子

[M].北京:机械工业

出版社,2006.

(上接62页)

　　经过移相后公式2.3的输出信号为:　Vout3=-RF3LOsin[(ωIF)t+θ3]

　+IM3LOsin[(ωIF)t+θ4]　=-RF3LOcos[(ωIF)t+θ′3]

　+IM3LOcos[(ωIF)t+θ4]

其中:ωIF=(ωRF-ωLO)=(ωLO-ωIM)θθ另外:θ′3=φ3-φ1,4=φ3-φ2,3=-θ3→θθ′1=θ3,2= …… 此处隐藏：3082字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……