詳細的電路圖如圖2.14所示。接下來分別來看其中的一些小電路。
VCC2
TOTALQ
VCC2
TOTALI
VCC
VCC
VCC
VCC VCC
VCC
RF (180o) RF (0o)
I+ Q+ I-
Q-LO1 (0o) LO1 (180o)
VCC VCC VCC VCC
I+ Q+ I-
Q-LO2 (0o) LO2 (180o)
0.5LO2
Divider
Doubler
2.5LO2=LO1
2LO2 LO2
S1 S2
圖2.14 雙頻帶威福-哈特利降頻器電路
(1) 第一級混頻器(First Stage Mixer)
VCC
RF + RF −
1
LO + LO1− IF +
IF −
圖2.15 雙平衡吉伯特混頻器
第一級混頻器採用雙平衡吉伯特混頻器(Double Balance Gilbert Mixer)。與被動混頻器(Passive Mixer)比較，吉伯特混頻器的轉換增益 比較大，LO 級所需的功率(pumping power)比較小，而且埠對埠的隔 離度(port-to-port isolation)比較好。
為了使LO 級比較容易做完全的切換，所以電晶體的尺寸(width) 設計的稍大一點。為了增加吉伯特混頻器的線性度(IP1dB、IIP3)，所 以在輸入級(input stage)電晶體的射極(emitter)端加上負回授電阻。在 IF 埠利用共集極(common collector)做緩衝器(Buffer)以防止負載效應 (Loading Effect)的影響。
(2) 第二級混頻器(Second Stage Mixer) 動作由電流的相加減(current mode summation/subtraction)來完成。因
此II-QQ 是將 II 和 QQ 的輸出電流反接在一起，如圖2.18(a)﹔而 IQ+QI 是將IQ 和 QI 的輸出電流正接在一起，如圖2.18(b)。
(3) RC-CR 多相位濾波器(Polyphase Filter)
一個一級的RC-CR 多相位濾波器如圖2.17所示，當輸入的訊號順
圖2.18 不同級數 RC-CR 多相位濾波器鏡像抑制比率
在本電路中規劃中頻為20~40MHz 的頻帶。因此我們必須串聯多 級的RC-CR 多相位濾波器以達到足夠的頻寬與鏡像抑制功能。在此 電路設計中，中頻為 20~40 MHz， fmax/fmin 的比值為 2。因此若我們 所需的正負頻率訊號抑制比率在60dB 以上，則需至少四級的 RC-CR 多相位濾波器，如圖 2.19 所示。依幾何級數的排列，得到四個極點 依序為20MHz、25.198MHz、31.748MHz、40MHz。為了減少負載效 應的影響，所以RC-CR 多相位濾波器從第一級到第四級的電阻值逐 漸加大。
電阻值的選擇對 RC-CR 多相位濾波器的表現很重要，根據
0 1/ RC
ω = ，電阻值可大可小。電阻值大，上一級電路驅動 RC-CR多 相位濾波器的能力將會變強，但卻使得雜訊指數變大；電阻值小得 到的結果剛好相反。因此必須根據電路的整體情況和需要來衡量電 阻值的大小。
_
我們利用兩級的RC-CR多相位濾波器來產生正交訊號，如圖2.21 所示，如此一來可拉大RC-CR多相位濾波器的頻寬，因此即使R、C 有誤差只要在頻寬內都可產生出一組漂亮的I、Q 訊號。
LO 2 +
LO 2 −
2 LO I + LO Q+ 2
2 LO I − LO Q− 2
圖2.21 兩級的正交訊號產生器
(5) LO1正交訊號產生器及極性切換器(Switch)
第一本地震盪器也需要 I、Q 的訊號，所以必須設計出一個正交 訊號產生器，而且2.4 /5.7GHz雙頻帶系統在選擇頻帶的時候必須改變 LO1Q 的極性，所以在正交訊號產生器後加一組切換器(Switch)，如 圖2.22所示。
B
B
B
B
1 LO +
1 LO −
1 + LO I
1 + LO Q
1 − LO I
1 − LO Q 1
S S 2
圖2.22 LO1正交訊號產生器及極性切換器
當在5.7GHz 應用時(S1：high，S2：low)，LO1訊號輸出訊號的 順序為 I+、Q+、I-、Q-，所以此時 LO1訊號的複數型態可表示成
1
j LOt
e− ω 。
當在2.4GHz 應用時(S1：low，S2：high)，LO1訊號輸出訊號的 順序為 I+、Q-、I-、Q+，所以此時 LO1訊號的複數型態可表示成
1
j LOt
e ω 。
為了增加此電路驅動混頻器LO級的能力，所以特別接上了緩衝 器(Buffer)，此緩衝器是用一個簡單的共集極(common collector)放大 器完成之。
(6) 輸出緩衝級
VCC
+
In In − Out +
Out −
圖2.23 輸出緩衝級
IF埠的 RC-CR多相位濾波器造成很大的轉換增益損失，因此在
其後面接一個輸出緩衝級增加整個電路的轉換增益。輸出緩衝級由簡 單的差動放大器來完成之，並且在輸出端接共集極(common collector) 電路增加驅動能力。
(7) LO1 Signal Generator
LO1訊號產生器如圖2.24所示。
0.5 LO 2
Divider
Doubler
2.5 LO 2 = LO 1
2 LO 2 2
LO
圖2.24 LO1訊號產生器
(a) 除2除法器(Divider)
CLK-CLK+ CLK+
CLK-Input Out+
+
− I I + Q
−
Q Q− Q+
+ I
− I 1
out out2
VCC
圖2.26 頻率倍頻器 (c) Single Sideband Up Converter。
Single Sideband Up Converter如圖2.27所示，將除2除法器、頻率 倍頻器的輸出混成2.5LO2的頻率以供 LO1使用。