[發(fā)明專利]應(yīng)用于無(wú)線接收器的放大器與相關(guān)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210562682.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103199812A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白洪全;陳壽芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 晨星軟件研發(fā)（深圳）有限公司;晨星半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H03G3/20
• 分類號(hào): H03G3/20;H03F1/32
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于一種應(yīng)用于一無(wú)線接收器的放大器與相關(guān)方法，且特別有關(guān)于一種將一驅(qū)動(dòng)晶體管維持于三極模式（亦稱三極區(qū)或線性區(qū)）運(yùn)作以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫增益控制并提升線性度（linearity）的放大器與相關(guān)方法。

背景技術(shù)

無(wú)線科技已被廣泛運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、移動(dòng)互聯(lián)系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)。其中，用以接收無(wú)線信號(hào)的無(wú)線接收器則是無(wú)線科技最重要的環(huán)節(jié)之一。在現(xiàn)代的無(wú)線科技中，無(wú)線接收器以一天線接收無(wú)線信號(hào)、將接收的信號(hào)放大、將放大的信號(hào)與本地振蕩信號(hào)混波、對(duì)混波后的信號(hào)進(jìn)行濾波（例如低通或帶通濾波），并進(jìn)行數(shù)字模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換而將濾波后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以使無(wú)線信號(hào)中攜載的資訊、資料、聲音/影像串流、封包及/或訊息能以數(shù)字信號(hào)處理。

在將接收的信號(hào)放大時(shí)，需考慮的重要因素包括噪聲、頻寬、控制增益的能力以及線性度。放大技術(shù)要求的是低噪聲、高線性度與高頻寬，以提供良好的噪聲指數(shù)（noise?figure）、低信號(hào)失真（distortion），并支援現(xiàn)代的各種調(diào)變方案，例如展頻及/或頻率多工。再者，為了充分運(yùn)用模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的動(dòng)態(tài)范圍，亦需要精細(xì)的放大增益控制。對(duì)接收的信號(hào)而言，其信號(hào)強(qiáng)度（magnitude）會(huì)因種種因素而劇烈變化，例如無(wú)線傳播環(huán)境/通道的改變，以及/或者無(wú)線訊源與接收器間距離的改變。強(qiáng)度不同的信號(hào)需以不同的增益放大，以使放大后的信號(hào)強(qiáng)度可以符合模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的完整動(dòng)態(tài)范圍。

一種常見(jiàn)的已知放大技術(shù)是以兩級(jí)放大器實(shí)現(xiàn)增益控制；經(jīng)無(wú)線接收的信號(hào)會(huì)先經(jīng)由一低噪聲放大器（low-noise?amplifier，LNA）放大，再經(jīng)由一可變?cè)鲆娣糯笃鳎╲ariable-gain?amplifier，VGA）放大。在此先前技術(shù)中，低噪聲放大器通常是以步階式增益控制（step?gain?control）實(shí)現(xiàn)增益粗調(diào)，可變?cè)鲆娣糯笃鲃t實(shí)現(xiàn)增益細(xì)調(diào)。在低噪聲放大器的步階式增益控制中，低噪聲放大器的增益只能由有限的數(shù)種增益等級(jí)中擇一，無(wú)法細(xì)調(diào)至兩相鄰增益等級(jí)間的任意值。因此，已知技術(shù)需使用額外增設(shè)的可變?cè)鲆娣糯笃鳎员阌幂^為精細(xì)的增益控制填補(bǔ)在低噪聲放大器增益等級(jí)間的間隙。然而，此種兩級(jí)放大器架構(gòu)會(huì)占用較大的實(shí)體布局面積，消耗較多的電流與功率，噪聲也會(huì)較嚴(yán)重，因?yàn)橐酶嗟闹鲃?dòng)及/或被動(dòng)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)放大器架構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服已知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種具備無(wú)縫增益控制的放大器，例如一低噪聲放大器，其可應(yīng)用于無(wú)線接收器所需的放大功能。在無(wú)縫增益控制下，放大器的增益可以被無(wú)縫地細(xì)調(diào)為一增益范圍中任意值。因此，放大技術(shù)的需求可用單一一級(jí)放大器滿足，且此放大器還可增進(jìn)線性度，其占用的布局面積也較小、消耗的功率較低，引發(fā)噪聲也較低。

本發(fā)明的目的之一是提供一種可應(yīng)用于無(wú)線接收器的放大器，其包括一輸入端、一輸出端、一第一區(qū)塊、一第二區(qū)塊與一反饋電路。輸入端用以接收一輸入信號(hào)，放大器即響應(yīng)此輸入信號(hào)而向輸出端提供一輸出信號(hào)。第一區(qū)塊包括一第一端、一第二端與一增益控制端，分別耦接輸入端、輸出端與一增益控制信號(hào)，并包括一第一晶體管，運(yùn)作于三極區(qū)。第二區(qū)塊包括一第三端與一第四端，分別耦接輸入端與輸出端，并響應(yīng)輸入信號(hào)而于輸出端導(dǎo)通一電流。反饋電路耦接于輸入端與輸出端間，用以在輸入端與輸出端間提供一反饋?zhàn)杩埂?!-- SIPO -->

依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，第一區(qū)塊包括一第一晶體管與一第二晶體管。第一晶體管具有一第一柵極、一第一源極與一第一漏極；第一柵極與第一源極分別耦接第一端與一第一供應(yīng)電壓。第二晶體管具有一第二柵極、一第二漏極與一第二源極，分別耦接增益控制端、第二端與第一漏極。第二晶體管依據(jù)增益控制信號(hào)而調(diào)整第一漏極的電壓。

依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，第二區(qū)塊包括一第三晶體管與一第四晶體管。第三晶體管具有一第三柵極、一第三源極與一第三漏極；第三柵極與第三源極分別耦接第三端與一第二供應(yīng)電壓。第四晶體管具有一第四柵極、一第四源極與一第四漏極，分別耦接一偏壓電壓、第三漏極與第四端。

依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，放大器可依據(jù)增益控制信號(hào)調(diào)整輸出信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)的增益，使增益控制信號(hào)的任意兩相異值可以調(diào)整出相異的增益。

本發(fā)明的目的之一是提供一種控制一放大器的方法，放大器包括有一輸入端、一輸出端、一增益控制端與一第一晶體管，耦接輸出端。此方法包括：由輸入端接收一輸入信號(hào)，以放大器向輸出端提供一輸出信號(hào)，并向增益控制端提供一增益控制信號(hào)，使第一晶體管可維持運(yùn)作于三極區(qū)。