[發(fā)明專利]前饋噪聲抵消電阻負(fù)反饋寬帶低噪聲放大器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010162479.0
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101807884A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王肖;閆娜;談熙;閔昊
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。具體地涉及一種無線通信系統(tǒng)接收機(jī)中的寬帶低噪聲放大器。

背景技術(shù)

在放大微弱信號的場合，放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴(yán)重，因此希望減小這種噪聲，以提高輸出的信噪比。對于幾乎所有的射頻接收機(jī)系統(tǒng)，都必不可少的一個模塊就是低噪聲放大器。低噪聲放大器的最主要用途在于：1、系統(tǒng)接收到的射頻信號幅度通常很弱，需要在接收前端先進(jìn)行放大才能正確處理；2、在接收機(jī)前端采用一個放大器能夠有效的緩解對后級模塊的噪聲性能要求，降低后級模塊設(shè)計(jì)難度。低噪聲放大器在不同的系統(tǒng)中有不同的設(shè)計(jì)要求，通常根據(jù)應(yīng)用頻率的不同，可以分為窄帶低噪聲放大器，多帶低噪聲放大器和寬帶低噪聲放大器三種類型。無論哪種類型的LNA，其主要性能指標(biāo)都包括阻抗匹配、噪聲系數(shù)(NF，Noise?Figure)、線性度(IIP3，IIP2，1dB壓縮點(diǎn))、功耗等。圖1說明了低噪聲放大器2在無線通信接收系統(tǒng)中的所起的作用，它是連接帶通濾波器1和下變頻混頻器3之間的橋梁，帶通濾波器1選擇合適的頻帶之后的信號經(jīng)過低噪聲放大器放大器放大之后，進(jìn)入混頻器下變頻至中頻。低噪聲放大器(2)可以降低后級電路的噪聲貢獻(xiàn)，降低接收機(jī)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，提高信噪比和靈敏度。

窄帶低噪聲放大器的噪聲性能和功耗優(yōu)于寬帶低噪聲放大器，但是只能針對特定頻帶的應(yīng)用，對于目前需求越來越大的多模接收機(jī)來說，需要多個窄帶低噪聲放大器，消耗的芯片面積大。而CMOS工藝的進(jìn)步使得寬帶低噪聲放大器的設(shè)計(jì)能夠滿足超寬帶范圍內(nèi)所有信號的接收，適合于多模收發(fā)機(jī)和軟件無線電的應(yīng)用，但是相比于窄帶低噪聲放大器，傳統(tǒng)寬帶低噪聲放大器的噪聲性能遠(yuǎn)不如窄帶低噪聲放大器。本發(fā)明結(jié)合噪聲抵消和電阻負(fù)反饋技術(shù)，提出了一種寬帶低噪聲放大器的電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了低功耗下低噪聲性能的低噪聲放大器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出了一種新型寬帶低噪聲放大器的電路結(jié)構(gòu)。它能降低寬帶低噪聲放大器的噪聲系數(shù)，提高增益和線性度性能。

本發(fā)明所提出的低噪聲放大器，包含了信號源(1)、信號源阻抗(3)、正向增益級G(2)、共源或者共射放大管M_N1(5)、共柵共源或者共基共集管M_N2(6)、負(fù)載電阻R_L(8)、反饋跟隨器(9)、反饋電阻R_F(4)、溝道熱噪聲源(7)。電路的連接關(guān)系如圖2所示。輸入信號接在共源或者共射放大管M_N1(5)的柵極或者基極，并接在正向增益級G(2)的輸入端，經(jīng)過正向增益級G(2)放大之后的信號輸出接在共柵共源或者共基共集管M_N2(6)的柵極，組成前饋噪聲抵消通路。共柵共源或者共基共集管M_N2(6)的源極或發(fā)射極與共源或者共射放大管M_N1(5)的漏極或集極相接，共柵共源或者共基共集管M_N2(6)的漏極或集極接負(fù)載電阻R_L(8)，負(fù)載電阻R_L(8)的另一極接電源電壓，輸出信號經(jīng)過反饋跟隨器(9)跟隨之后接反饋電阻R_F(4)，反饋電阻R_F(4)的另一極接輸入端口，組成負(fù)反饋環(huán)路。

本方明中，采用電阻并聯(lián)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，降低噪聲系數(shù)，構(gòu)成輸入阻抗匹配。

本方明中，采用前饋通路構(gòu)成的噪聲抵消技術(shù)，前饋通路中的增益級G可以由無源電路實(shí)現(xiàn)，也可以由有源電路實(shí)現(xiàn)。

本方明中，采用電阻作為負(fù)載和反饋?zhàn)杩梗梢允枪潭娮杞M成的，也可以是開關(guān)構(gòu)成的可變電阻陣列，也可以是MOS管構(gòu)成的壓控電阻。

本方明中，共源或者共射放大管M_N1(5)可以是NMOS管，也可以是PMOS管，也可以是兩者相結(jié)合一起使用的組合跨導(dǎo)管。

本發(fā)明將噪聲抵消技術(shù)和負(fù)反饋結(jié)合在一起，降低了寬帶低噪聲系數(shù)的噪聲系數(shù)。

附圖說明

圖1是一個介紹低噪聲放大器在無線通信接收機(jī)中應(yīng)用的示意圖。

圖2是本發(fā)明提出的利用前饋噪聲抵消的電阻負(fù)反饋寬帶低噪聲放大器原理圖。

圖3是本發(fā)明提出的利用前饋噪聲抵消的電阻負(fù)反饋寬帶低噪聲放大器的具體電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖3，詳細(xì)闡述實(shí)施本發(fā)明的一個具體實(shí)例。