本申请要求了 2011年 4月 2日提交的， 申请号为 201110083379.3 , 名称 为"混频电路和混频电路中抑制本振泄露的方� �，，的中国申请的优先权，其全部 内容通过引用结合在本申请中。 技术领域

本发明涉及混合输入信号与本地振荡信号， 尤其涉及一种混频电路和混 频电路中抑制本振泄露的方法。 背景技术

混频， 工程上也称变频， 是将信号的频率由一个数值变成另一个数值的 过程， 完成这种混频功能的电路称为混频电路或变频 电路， 亦称为混频器或 变频器。

混频电路已被广泛应用在通信工程和无线电技 术中， 一般来说， 每一无 线通信装置都具有发射机和接收机， 发射机用于将用户数据转换为射频信号 以进行数据传输， 接收机用于将所接收的射频信号转换为用户数 据以进行数 据接收。

无论在发射机中还是在接收机中， 混频电路在发射 /接收射频信号时均发 挥着重要的作用。 在发射机中， 混频电路将输入信号（基带信号或中频信号） 与本地振荡信号混合以产生将要发射的射频信 号。 在接收机中， 混频电路将 天线所接收的射频信号与本地振荡信号混合， 以产生基带信号或中频信号。

尤其在超外差接收机中， 混频电路应用比较多， 如 AM广播接收机将已调 幅信号 535KHZ— 1605KHZ 便成为 465KHZ 中频信号， 电视接收机将已调 48. 5M— 870M的图像信号要变成 38匪 Z的中频图像信号，移动通信中的一次中 频和二次中频等。

超外差结构是目前微波发射机的主要变频方式 ， 如图 1 所示， 它将信息 或中频调制信号 IF同频率较高的本振信号 Lo混频， 将调制信号载波提升至 射频 RF。

信号载波频率由 变换到 ^，其关系可以为 = LO + flF或者

Λ^ =Λ。- 。 由于混频电路的非线性， 输出信号的频率成份可表示为 f^nU m" 其中， "、 为整数。

如果取 ^ = fto + fir为混频电路输出信号， 通常混频电路 RF 输出端口除 该信号外， 还包含杂散信号 。， 即产生本振泄漏。

为了减小混频电路的本振泄露， 可以在混频电路中使用滤波器， 如图 2 所示， 利用滤波器的频率选择性使射频信号可以通过 ， 而本振频率受到抑制。

釆用上述方案减小混频电路的本振泄露， 滤波器需要具有较强的频率选 择性， 滤波器同系统的互联方式较复杂， 且滤波器性能受工艺能力影响较大， 可实现性差。 另外由于滤波器是具有频率选择性的元件， 频率选择特性与频 率宽范围覆盖是矛盾的， 所以这种方案无法满足混频电路宽带化应用的 需求。 发明内容

本发明的实施例提供一种混频电路和混频电路 中抑制本振泄露的方法， 釆用结构较简单、 较易实现的混频电路， 有效减小本振泄露。

为达到上述目的， 本发明的实施例釆用如下技术方案：

一种混频电路， 包括直流偏置电路， 所述直流偏置电路包括用于减小本 振电流的直流偏置电压源。

一种混频电路中抑制本振泄露的方法， 所述混频电路包括直流偏置电路， 包括以下步骤：

根 公式 ¹ L ， ^α ₂ ， · · ·， ^α ^。， ， ^ ) I = 0和 ^ ΐΛο , A, , | 0计 dV _b d ² V _b

算 的值， 其中， 为所述直流偏置电压源的电压值， _βι , _β2 ,..., 为非线性电 阻上电流与电压关系中电压值的系数， k 为非零自然数， 。为本振电压源的 电压值， 为中频电压源的电压值， / _£ 。( ¾7 , )为本振电流值； 将所述直流偏置电路的电压源的电压值设置为 v _b 。

本发明实施例提供的混频电路和混频电路中抑 制本振泄露的方法， 通过 在混频电路中设置一个比较简单、 比较容易实现的直流偏置电路， 在该直流 偏置电路的偏置电压源的电压值发生变化时， 本振电流值也随之发生相应变 化， 当该直流偏置电压源的电压值为某一特定值时 ， 能够使本振电流值减小， 于是， 有效的减小混频电路的本振泄露。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简 单地介绍， 显而易见地， 下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为现有技术中超外差结构示意图；

图 2为通过滤波器实现减小混频电路的本振泄露� �构示意图；

图 3为本发明实施例提供的一种混频电路的结构� �；

图 4为釆用场效应晶体管 FET实现混频的结构图；

图 5为釆用二极管实现混频的结构图；

图 6为图 3所示混频电路的原理图；

图 7为本发明实施例提供的另一种混频电路的结� �图；

图 8 为本发明实施例提供的一种混频电路中抑制本 振泄露的方法的流程 图；

图 9 为本发明实施例提供的另一种混频电路中抑制 本振泄露的方法的流 程图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而 不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 ， 都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种混频电路， 如图 3所示， 包括直流偏置电路 1 , 所述直流偏置电路 1包括用于减小本振电流的直流偏置电压源 2。

本实施例适用于图 4所示的釆用场效应晶体管 FET实现混频的方式， 和 图 5所示的釆用二极管实现混频的方式。

可以将场效应晶体管 FET等效为非线性电阻， 下面分析图 3所示混频电 路的原理。 首先。 可以根据已有方法将图 4、 图 5所示的结构等效为如图 6所 示的电路。

如图 6所示。 该混频电路包括本振电压源 3、 中频电压源 4、 直流偏置电 压源 5、 非线性电阻 6、 产生激励信号的源阻抗 Rs、 负载阻抗 Rl。

设非线性电阻 6上的电压和电流之间的关系满足以下关系：

I =∑a _n V"

"_-ι , k<7 ( 1 ) , 其中， /为非线性电阻 6上的电流， V为 非线性电阻 6上的电压， _α „为表示器件特性的系数。

环路总电压源 Va = 。 * cos WLot + VIF * cos wiFt + Vb ( 2 ) ,其中， Va 为环路总电压源的电压值， 包括直流电压和交流电压， 。为本振电压源 3的 电压值， 为中频电压源 4的电压值， 为直流偏置电压源 5的直流电压值。

将式（ 2 )带入式（ 1 ) , 可得到本振电压源 3、 中频电压源 4和直流偏置 电压源 5产生的直流电流值。

直流偏置电压源 5产生的直流电流值为： , 其 中， 为直流偏置电压源 5产生的直流电流值， _βι , ,..., 为式（ 1 )中非线性 电阻 6上的电压系数。

本振电压源 3产生的电流为： 。=f _L ' ^A 2,''',a _k ,V _L 。,V _IF ,V 。

为直流偏置电源 5设置多个不同的电压值 ^V & ,可以测得每个电压值 对应 的 ^V L。、 ^V IF , 通过数据拟合的方法， 可以获取到非线性电阻 6表达式中的 系数 ^β "。

将获取到的非线性电阻 6 的电压和电流之间的关系表达式中的系数 ""带 f _i0 ( _ai ,a ₂ ,..., _ak ,V _i0 ,V _IF ,V _b ) , 根据 公 式 d\f _Lo (a _l ,a ₂ ,...,a _k ,V _Lo ,V _IF ,V _b )\ _{= )} 和 > o计算出 ^的值， 计算得到的 V _b 使| 。|的值最小。

I I d V _b

Ι ^Λ 。Ι最小， 即本振电流最小， 设置外部直流偏置电压源的电压值为上述计算 得 的 , 便可实现混频电路中对本振泄露的抑制。 本实施例提供的混频电路， 设置一个比较简单、 比较容易实现的直流偏 置电路， 在该直流偏置电压源的电压值发生变化时， 本振电流值也随之发生 相应变化， 当该直流偏置电压源的电压值为某一特定值时 ， 能够使本振电流 值减小， 于是， 有效的减小混频电路的本振泄露。

作为本实施例的一种实施方式， 本实施例提供的混频电路也适用于将射 频信号和本振信号混合， 输出中频信号的情况。

作为本实施例的另一种实施方式， 该直流偏置电路 1 , 还可以设置在本振 信号侧， 或者射频信号侧。

作为本实施例的一种改进， 本发明实施例提供另一种混频电路， 如图 7 所示， 该混频电路可以包括用于输入中频 （ IF, Intermediate Frequency )信号的 中频输人端口 7、 用于输入本振（Lo， Local Osci llation)信号的本振输入端口 8、 用于输出射频 （RF, Radio Frequency )信号的射频输出端口 9。

在中频输入端口 7侧设置第一直流偏置电路 10、 第二直流偏置电路 11 , 所述第一直流偏置电路 10包括用于减小本振电流的直流偏置电压源 12 ,记为 Vbl ,所述第二直流偏置电路 11包括用于减小本振电流的直流偏置电压源 13 , 记为 Vb2。

由于设置了两个直流偏置电路， 因此能够更有效的解决混频电路的本振 泄露问题。

所述混频电路还包括： 90度电桥 14和正交混频器 15 , 所述正交混频器 15包括第一混频单元电路 16、 第二混频单元电路 17和一个合路器 18。

输入信号经所述 90度电桥 14 , 产生第一输入信号和第二输入信号， 所述 第一输入信号和所述第二输入信号分别传送至 正所述交混频器 15的第一混频 单元电路 16和第二混频单元电路 17 ,所述第一输入信号和所述第二输入信号 分别与本振信号混合后经合路器 18产生输出信号。

本实施例中的混频电路适用于如图 4所示釆用场效应晶体管 FET实现混 频的方式， 也适用于如图 5所示釆用二极管实现混频的方式。

可以将场效应晶体管 FET等效为非线性电阻， 下面分析图 3所示混频电 路的原理， 如图 6所示。

设非线性电阻上的电压和电流之间的关系满足 以下关系：

I =∑a„V ⁿ

, k< 7 ( 1 ) , 其中， /为非线性电阻上的电流， V为 非线性电阻上的电压， ^为表示器件特性的系数。 环路总电压源 Va = VLO * cos WLot + VIF * cos wwt + Vb ( 2 ) , 其中， Va 为环路总电压 源的电压值， L。*COSK 为本振电压源的电压值， *coswrf为中频电压源的 电压值， 为直流偏置电压源的电压值。

将式 （2 ) 带入式 （1 ) , 可得到本振电压源、 中频电压源和直流偏置电 压源产生的电流值。

直流偏置电压源产生的电流值为： , " ₂ , ·.·, , , , 其中， _Idc 为直流偏置电压源产生的电流值， _βι , _β2 ,..., 为式（1 ) 中非线性电阻上的电压 系数。

本振电压源产生的电流为： 。 =f _L ， ^A 2,''',a _k H V _b )。 为偏置电源设置多个电压值 可以测得每个电压值 ^对应的 结合 常量 。、 ^V IF , 通过数据拟合的方法， 可以获取到非线性电阻表达式中的系数 „。 将获取到非线性电阻表达式中的系数""带入 ⁽ "1，"2—，^^。，^，^)。

和 。 实 现对混频电路中本振泄露的抑制。

本实施例提供的混频电路， 设置一个比较简单、 比较容易实现的直流偏 置电路， 在该直流偏置电路的偏置电压源的电压值发生 变化时， 本振电流值 也随之发生相应变化， 当该直流偏置电压源的电压值为某一特定值时 ， 能够 使本振电流值减小， 于是， 有效的减小混频电路的本振泄露。

釆用上述实施方式实现的混频电路， 釆用正交相位对消技术实现镜像频 率的抑制， 可以实现单边带上变频。

作为本实施例的一种改进， 为了使所述混频电路的中频端口和本振端口 的输入功率为常量， 如图 7 所示， 还可以在所述混频电路的中频端口和本振 端口设有电平控制电路， 该电平控制电路的输出功率为常量。

上述方案能够使所述混频电路的中频端口和本 振端口的输入功率为常 量， 进而使 。值、 值为常量。

为了测量的方便， 作为本实施例的另一种改进， 如图 7 所示， 所述直流 偏置电路还可以包括用于测量所述直流偏置电 路偏置电流的电流计。

温度漂移会造成器件内部结电压发生变化， 等效于在 Vb上再叠加一个额 外的随温度漂移的电压源， 将该电压源设为 Voffset , 如果在高低温环境下维 持常温的补偿电压， 则实际等效的偏置电压就为 Vb + Voff set , 会影响在温度 漂移情况下本振泄露抑制效果。

由于直流偏置电流 I、 直流偏置电压 Vb、 本振电流 I lo之间的关系保持 不变， 而 Vb为变量， 在 I恒定的情况下， 则本振电流才会稳定， 本振泄露的 抑制效果才能保持不变。

如图 7 所示， 该混频电路包含两个上述实施例提供的直流偏 置电路， 记 为第一直流偏置电路和第二直流偏置电路， 第一直流偏置电路中的偏置电压 源记为 Vbl， 第二直流偏置电路中的偏置电压源记为 Vb2 , 记录标准温度下第 一直流偏置电路和第二直流偏置电路的直流偏 置电流值 ¹ "。™。'、

即发生高低温变化时， 调节直流偏置电压 Vbl ¹² 一 ,温度 偏离标准温度， 、 Vb2 , 将高低 温情况下实测电流与标准温度下的直流偏置电 流的差值 , 即 11 与 ⁿ "。 的差 值， 12与 ² "。™。'的差值， 分别负反馈驱动直流偏置电压 Vbl和 Vb2 , 减小由 于高低温的变化对本振泄露抑制效果的影响。

设调节间隔时间步长为"， u即系数更新步进， 可以根据需要预先设置， 直流偏置电流的误差为 er r , 则直流偏置电流的误差表达式可以为： error = I - I _normal ( 4 ) 直流偏置电压的反馈迭代公式为： » = _ l) + " * em^ ( 5 ) 即： ^(") = ^("-1) 其中， 为第 n时间段所述直流偏置 电压源的电压值， 为第 n-1时间段所述直流偏置电压源的电压值， u为 系数更新步进， /为第 η时间段内测得的偏置电流值， 为偏置电流参考值。 作为本实施例的一种优选的实施方式， 还可以在 90度电桥和第一混频单 元电路之间、 90度电桥和第二混频单元电路之间、 第一混频单元电路和合路 器之间、 第二混频单元电路和合路器之间各设有一个电 容器。

利用电容器能够阻隔直流电流的特性， 避免正交的第一混频单元电路和 第二混频单元电路之间的直流电流相互耦合。

为了更好的抑制混频电路本振泄露， 还可以将第一混频单元电路和第二 混频单元电路釆用具有相同电阻性的混频器。

本实施例中的混频电路也可以等效为如图 6 所示的电路， 因此， 能够使 本振电流值减小， 于是， 有效的减小混频电路的本振泄露。

本发明实施例提供的混频电路， 避免了在上变频器输出端使用微波滤波 器， 降低了实现难度， 使混频器可与其他器件单片集成。 且本发明实施例方 案中没有使用频率选择性强的器件， 进而提高了上变频器的频率扩展能力。 本发明实施例提供了一种混频电路中抑制本振 泄露的方法， 所述混频电 路包括直流偏置电路， 如图 8所示， 包括以下步骤：

801、 可以运用计算机程序， 根据公式^ ^^，^…，^，^，^，^ ^和

^ ² |Λ ，^。， ， | _{> 0} 计算 ^的值, 其中， 为所述直流偏置电压源的 电压值， ^ ,..., 为非线性电阻上电流与电压关系中电压值的系 数， k为非零 自然数， 。为本振电压源的电压值， ^为中频电压源的电压值， Λ。为本振电 流值。

802、 可以运用计算机程序， 将所述直流偏置电路的电压源的电压值设置 为^

本实施例提供的混频电路中抑制本振泄露的方 法， 通过在混频电路中设 置一个比较简单、 比较容易实现的直流偏置电路， 在该直流偏置电路的偏置 电压源的电压值发生变化时， 本振电流值也随之发生相应变化， 当该直流偏 置电压源的电压值为某一特定值时， 能够使本振电流值减小， 于是， 有效的 减小混频电路的本振泄露。 作为本实施例的一种改进， 本发明实施例提供另一种混频电路中抑制本 振泄露的方法， 所述混频电路包括直流偏置电路， 如图 9 所示， 包括以下步 骤：

本实施例中的混频电路适用于釆用场效应晶体 管 FET 实现混频的方式， 也适用于釆用二极管实现混频的方式。

可以将场效应晶体管 FET等效为非线性电阻。

901、 计算本振电流值的计算公式， 公式中只有直流偏置电压源的电压值 V _b 为变量。 即计算 。 ⁼ ΑΛαι,αι,-'Ά,υΐΡ, )。

设非线性电阻上的电压和电流之间的关系满足 以下关系：

I =∑a„V"

, k< 7 ( 1 ) , 其中， /为非线性电阻上的电流， V为 非线性电阻上的电压， ^为预设的系数。

环路总电压源 Va = 。 * cos WLot + VIF* cos wiFt + Vb ( 2 ) ,其中， a 为环路总电压源的电压值， L。* cos 为本振电压源的电压值， I¾^cos vrf为 中频电压源的电压值， Vb为直流偏置电压源的电压值。

将式 （2 ) 带入式 （1 ) , 可得到本振电压源、 中频电压源和直流偏置电 压源产生的电流值。

直流偏置电压源产生的电流值为： ^= ^{α α} ·'·， ^α ^。， ^ν , 其中， i _dc 为直流偏置电压源产生的电流值， _βι , _β2 ,..., 为式（1 ) 中非线性电阻上的电压 系数。

本振电压源产生的电流为： 。 =f _L ' ^A 2,'-',a _k ,V _L 。,V _IF ,V 。

为偏置电源设置多个电压值 可以测得每个电压值 ^对应的 ^V L。、 , 通过数据拟合的方法， 可以获取到非线性电阻表达式中的系数 。

将获取到非线性电阻表达式中的系数 ^β "带入 (^ ₂ ,...,a _k ,V _Lo , V _IF ,V _b ) ,便可 以得出本振电流值的计算公式 。二 。 ，" ² ，…，^^。，^，^)。公式中只有直流偏 置电压源的电压值 ^为变量。

902 、 根 据 公 式 和

^ ² |Λ ，^。， ， | _>0 计算 ^的值, 其中， 为所述直流偏置电压源的 电压值， ^ ,..., 为非线性电阻上电流与电压关系中电压值的系 数， k为非零 自然数， 。为本振电压源的电压值， ^为中频电压源的电压值， fLo {a\,a ₂ , ... , a _k , V _Lo , V _IF , )为本振电流值。

本步骤可以运用计算机程序、 手动方式、 单片机实现。

903、 记录所述直流偏置电路的电压源的电压值设置 为 v _b 时偏置电流值

I

904、 获取当前时间段所述直流偏置电路的偏置电流 值 /。

905、 计算 ^C O^ + M H ,) , 其中， ^ )为第 n时间段所述直流 偏置电压源的电压值， 为第 n-1时间段所述直流偏置电压源的电压值， _M 为系数更新步进， /为第 n时间段内测得的偏置电流值， 为偏置电流参 考值。

906、 将当前时间段所述直流偏置电路的偏置电压源 的电压值重新设置为

V _b (n) .

本实施例提供的混频电路中抑制本振泄露的方 法， 通过在混频电路中设 置一个比较简单、 比较容易实现的直流偏置电路， 在该直流偏置电路的偏置 电压源的电压值发生变化时， 本振电流值也随之发生相应变化， 当该直流偏 置电压源的电压值为某一特定值时， 能够使本振电流值减小， 于是， 有效的 减小混频电路的本振泄露。

通过以上的实施方式的描述， 所属领域的技术人员可以清楚地了解到本 发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实 现， 当然也可以通过硬件， 但 很多情况下前者是更佳的实施方式。 基于这样的理解， 本发明的技术方案本 质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以 软件产品的形式体现出来， 该 计算机软件产品存储在可读取的存储介质中， 如计算机的软盘， 硬盘或光盘 等， 包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以 是个人计算机， 服务器， 或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述 的方法。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内， 可轻易 想到变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护 范围应所述以权利要求的保护范围为准。