【专利解密】地芯科技创新信号混频电路

【嘉勤点评】地芯科技的信号混频电路专利，通过第二混频器核心的双重平衡特性来消除第一混频器的本振信号输入端的噪声，同时无需连接芯片外巴伦，就可以明显缩小电路面积，降低了成本和功耗。

集微网消息，近日地芯科技近期与中山大学电子与信息工程学院高速数模混合集成电路技术研究课题组达成合作，双方将就CMOS工艺模拟集成电路版图设计自动化开展深入合作。

单端接收机将单端射频信号转换成差分中频信号目前有两种方式：第一种，传统的单平衡混频器能够直接将单端射频信号转换为差分中频信号，但是，单平衡混频器对本振信号输入端的噪声非常敏感，容易导致噪声系数较大。第二种，利用片内或片外巴伦将单端射频信号转换为差分射频信号，再由双平衡混频器采样得到差分中频信号，然而，在天线之后设置巴伦导致芯片面积增大、成本高、功耗大。

为此，地芯科技于2020年12月31日申请了一项名为“基于信号接收的信号混频电路装置以及接收机”的发明专利（申请号: 202011615778.5），申请人为杭州地芯科技有限公司。

图1 信号混频电路装置结构示意图

图1为信号混频电路装置的结构示意图，包括第一混频器10、第二混频器20以及与第一混频器串联连接的信号放大电路40。第一混频器包括：接收射频信号的射频信号输入端110、采样第一本振信号和第二本振信号的一组本振信号输入端、输出第一混频信号的第一混频输出端130以及输出第二混频信号的第二混频输出端140。第一混频输出端与第二混频输出端连接至信号放大电路。第二混频器包括：接电容30的输入端240、反相采样第一本振信号和第二本振信号的一组本振信号输入端、第一混频输出端210、以及第二混频输出端220；两个混频器的第一混频输出端互相连接，同样第二混频输出端也互相连接。

混频器是输出信号频率等于两输入信号频率之和、差或为两者其他组合的电路。第一混频器将第一混频信号和第二混频信号分别发送至第二混频器以及信号放大电路。由于第二混频器采用与第一混频器相位相反的采样方式，所以能够利用第二混频器消除掉第一混频器的本振信号输入端的端口噪声。电容还可以抵消天线的阻抗。

图2 另一种信号混频电路装置结构示意图

图2为另一种信号混频电路装置的结构示意图，其中的信号放大电路包括第一级放大器410和第一电阻器R1。第一级放大器又包括：与第一混频器的第一混频输出端连接以接收第一混频信号的第一输入端411、与第一混频器的第二混频输出端连接以接收第二混频信号的第二输入端412、第一输出端413以及第二输出端414；在第一输入端411与第一输出端413这两端，以及在第二输入端412与第二输出端414这两端均并联第一电阻器。

简而言之，地芯科技的信号混频电路专利，通过第二混频器核心的双重平衡特性来消除第一混频器的本振信号输入端的噪声，同时无需连接芯片外巴伦，就可以明显缩小电路面积，降低了成本和功耗。

地芯科技研发方向包括5G无线通信高端芯片、低功耗高性能的物联网芯片、高端工业电子模拟射频芯片以及无线通信模组等产品。地芯致力于成为全球领先的5G、物联网以及工业电子的高端模拟射频芯片的设计者。

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（校对/holly）