[發(fā)明專利]一種自適應干擾信號擴大裝置

有效

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• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102983815A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 王斯剛;屈學民;文峻;尚永兵;李維娜;張敏
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H04B1/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發(fā)明屬于電子設備與信號接收技術領域，涉及一種信號擴大裝置，尤其是一種應用在集成電路設計中的自適應干擾信號擴大裝置。

背景技術

干擾信號擴大器是接收機系統(tǒng)中的第一個信號擴大器，它的主要功能就是放大接收到的信號并傳輸?shù)较乱患墸⑶易陨碓黾拥母蓴_應盡量小。因此要求干擾信號擴大器具有足夠的增益，并且干擾系數(shù)要非常低。然而在進行干擾信號擴大器設計時，實現(xiàn)最小干擾系數(shù)和實現(xiàn)最大功率傳輸之間存在矛盾。在進行輸入匹配設計時，將信號源與晶體管的輸入阻抗之間進行共軛匹配，便可以獲得最大功率傳輸，即獲得最大增益；相應地為了獲得最小的干擾系數(shù)，必須將信號源匹配到晶體管的干擾最優(yōu)源阻抗，以使信號擴大器得到最佳的干擾性能。然而這兩者通常是不相等的，設計者只能在兩者之間進行權衡取舍，很難同時實現(xiàn)干擾匹配和功率增益匹配。

隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，單一芯片中集成的功能越來越多，晶體管數(shù)量也不斷增加，隨之而來的是芯片的功耗在不斷增加。盡管不斷降低芯片的工作電壓、改進工藝，使用各種方法降低芯片的功耗，但功耗仍然是當今集成電路設計中最令工程師頭痛的問題之一。在干擾信號擴大器中同樣存在低功耗問題，如何實現(xiàn)低功耗設計是目前的研究熱點，特別是在功耗約束條件下實現(xiàn)最小干擾系數(shù)和最大功率傳輸?shù)淖赃m應。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種自適應干擾信號擴大裝置，該裝置能夠實現(xiàn)干擾匹配和功率增益匹配，不僅能夠達到干擾信號擴大器的最小干擾系數(shù)，而且能夠實現(xiàn)功率的最大傳輸。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來解決的：

這種自適應干擾信號擴大裝置，包括信號源、輸入匹配網(wǎng)絡、有源器件、直流偏置、輸出匹配網(wǎng)絡和負載；所述信號源的輸出端連接輸入匹配網(wǎng)絡的輸入端，輸入匹配網(wǎng)絡的輸出端連接有源器件的輸入端，有源器件的輸出端連接輸出匹配網(wǎng)絡的輸入端，輸出匹配網(wǎng)絡的輸出端連接至負載的輸入端；所述直流偏置的輸出端連接至有源器件。

進一步的，該裝置的電路包括第一MOS晶體管、第二MOS晶體管、第一電阻、第二電阻、負載電阻、限流電阻、第一電感、第二電感、第一電容、第二電容和隔直電容；其中第一MOS晶體管作為信號擴大器件按照共源結構連接，第二電感連接在第一MOS管的源極和地電位之間，其提供的串聯(lián)負反饋效應使第一MOS管柵極的輸入阻抗等于或近似等于干擾最優(yōu)源阻抗的共軛，第一MOS管的漏極通過第二電容和負載電阻接地電位；第一電容和第一電感組成一個L型輸入匹配網(wǎng)絡，其中一端與第一MOS管柵極相連，另一端通過隔直電容與信號源連接；第二電容和第四電感組成一個L型輸出匹配網(wǎng)絡，其中一端與第一MOS管漏極相連，另一端與負載連接；限流電阻一端與電源V_dd相連，另一端與第四電感相連；第二MOS管、第一電阻和第二電阻組成電流鏡電路，第二MOS管的柵極和漏極相連，源極接地電位，第一電阻的一端與電源V_dd相連，另一端與第二MOS管的漏極相連，第二電阻的一端與第二MOS管的柵極相連，另一端連接在隔直電容和第一電感的公共連接點上。

與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明提出的自適應的干擾信號擴大裝置，其優(yōu)點與效果是：

(1)本發(fā)明提出的干擾信號擴大器在輸入級同時實現(xiàn)了干擾匹配和功率增益匹配，不僅能夠達到干擾信號擴大器的最小干擾系數(shù)，而且實現(xiàn)了功率的最大傳輸。

(2)本發(fā)明通過合理地選擇晶體管，可以在功耗約束條件下實現(xiàn)干擾信號擴大器輸入級的自適應。

(3)本發(fā)明提出的設計方法簡單，能夠被設計者很容易的掌握并應用在集成電路設計中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的設計原理圖；

圖2為本發(fā)明的自適應干擾信號擴大器實施例電路圖。

其中：1為信號源；2為輸入匹配網(wǎng)絡；3為有源器件；4為直流偏置；5為輸出匹配網(wǎng)絡；6為負載。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述：

參見圖1，本發(fā)明的自適應干擾信號擴大裝置，包括信號源1、輸入匹配網(wǎng)絡2、有源器件3、直流偏置4、輸出匹配網(wǎng)絡5和負載6；所述信號源1的輸出端連接輸入匹配網(wǎng)絡2的輸入端，輸入匹配網(wǎng)絡2的輸出端連接有源器件3的輸入端，有源器件3的輸出端連接輸出匹配網(wǎng)絡5的輸入端，輸出匹配網(wǎng)絡5的輸出端連接至負載6的輸入端；直流偏置4的輸出端連接至有源器件3。