[發明專利]可調整增益的低噪聲放大器

有效

• 申請號: 201210512834.1
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103391049A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 李強;周思寧
• 申請（專利權）人: 晨星軟件研發（深圳）有限公司;晨星半導體股份有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳亮

技術領域

本發明是有關于一種低噪聲放大器(low-noise?amplifiers，簡稱為LNA)，且特別是有關于一種具有可調整增益的低噪聲放大器。

背景技術

接收器的動態信號接收范圍，亦即接收器所能檢測的最大信號與最小信號的比值，評估接收器效能的關鍵因素。

接收器的線性特性取決于能夠施加于接收器的最大信號強度。若施加于接收器的信號強度大于接收器所能接收的最大信號強度時，接收器內的一級甚至多級電路將進入飽和區間，進而使信號產生失真。另一方面，接收器的靈敏度取決于施加于其上的最小信號強度而該施加于接收器的最小信號強度則是由接收器的噪聲指數(noise?figure，簡稱為NF)所決定。

為了使接收器能適應不同的輸入信號而操作，在設計接收器時，必須考慮使接收器在較大的動態范圍中均能使用。因此，除了必須具有較高線性特性的考量外，接收器也需要具有較低的噪聲指數。

在接收器或傳送器中，低噪聲放大器是緊鄰于天線的第一個主動電路，因而具有關鍵地位。為了提升接收器的靈敏度，或是降低接收器的噪聲指數，必須選用具有高功率增益的低噪聲放大器，其可釋放接收器內其他下游元件的噪聲分布。然而，具有高功率增益的放大器不僅會放大頻段內的信號，也會一并放大與目標信號的主要頻率(tone?frequency)相鄰的頻段外干擾噪聲。當目標信號或是頻段外的干擾噪聲較強時，可能導致低噪聲放大器本身或其后端的混頻器飽和，連帶地使接收器的線性特性惡化。根據前述分析可以得知，在考量接收器的噪聲指數時，具有較大功率增益的低噪聲放大器表現較佳。反之，就接收器的線性特性而言，具有較低功率增益的低噪聲放大器表現較佳。

常用技術的一種折衷方法是，提供一個具有中度功率增益的低噪聲放大器，進而在線性化特性與噪聲指數兩者的考量間取得平衡。另外一種較佳的方法則是使該低噪聲放大器的功率增益能夠適應頻段內信號、頻段外干擾信號的強度而改變或被切換。

請參見圖1，其是常用技術的可調式功率增益低噪聲放大器的示意圖。低噪聲放大器100是一個具有共源極放大器配置(common-source?amplifierconfiguration)的差動放大器。透過控制電壓V_CTRL控制晶體管MSL與MSR，進而驅動晶體管MAL與MAR自輸出節點OUT_N與OUT_P導通走的電流。當控制電壓V_CTRL越大，流經晶體管MSL與MSR的電流也越大，且低噪聲放大器100的互導也越小。因此，低噪聲放大器的功率增益可以透過控制電壓V_CTRL調整。

發明內容

本發明的一方面為一種具有可調整增益的低噪聲放大器，包含：多個放大器模塊，具有多個輸入節點透過電容耦接，其接收一射頻信號并產生多個輸出電流；以及一電流驅動模塊，耦接于這些放大器模塊，其根據多個控制信號而選擇性地引導這些輸出電流，其中，該低噪聲放大器的一功率增益為與各該放大器模塊相對應的各功率增益所形成的一線性組合。

本發明的另一方面為一種低噪聲放大器，包含：多個主要放大器模塊與輔助放大器模塊，具有多個輸入節點透過電容耦接以接收一射頻信號并對頻段內的該射頻信號分別具有一主要互導與一輔助互導；以及一增益控制模塊，耦接于這些主要放大器模塊與輔助放大器模塊，其自這些主要放大器模塊與輔助放大器模塊接收一輸出電流；其中，該增益控制模塊的配置使得該低噪聲放大器運作于一高增益模式時，該低噪聲放大器具有一第一互導，該第一互導實質相等于該主要互導與一第一部份的該輔助互導的總和；以及使該低噪聲放大器運作于一中度增益模式時，該低噪聲放大器具有一第二互導，該第二互導實質相等于該主要互導。

本發明的再一方面為一種射頻信號的處理方法，包含以下步驟：提供具有多個主要與輔助放大器模塊的一低噪聲放大器；當一選擇指出該低噪聲放大器運作于一高增益模式時，以并聯方式耦接這些主要與輔助放大器模塊，該低噪聲放大器具有的一互導與這些放大器模塊的多互導的總和成比例；以及當該選擇指出該低噪聲放大器運作于一低增益模式時，以交互方式耦接這些主要與這些輔助放大器模塊，該低噪聲放大器具有另一互導與這些放大器模塊的一互導的差值成比例。

為了對本發明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1是常用技術的可調式功率增益低噪聲放大器的示意圖。

圖2是根據本發明構想的較佳實施例，而舉出的零差(homodyne)無線接收器的方塊圖。