[發明專利]一種雙模式低噪聲放大器

有效

• 申請號: 201410035310.7
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103746661B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 張長春;高申俊;王德波;張鵬;郭宇鋒
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明屬于射頻集成電路設計領域，具體涉及一種雙模式低噪聲放大器。

背景技術

近年來，無線通信技術得到迅猛的發展，在社會生活中扮演著越來越重要的角色。無線通信的發展對收發機前端電路提出了更高的要求。

接收機的射頻模擬前端電路存在元器件數目多、成本高、功耗大、體積大等問題，然而對于收發機，無論是發射還是接收數據，天線會持續發射很大的載波信號，載波信號通過環行器或定向耦合器泄漏進入接收機前端，能量可以達到0dBm以上，遠遠大于接收信號的能量。又由于大部分通信系統中接收和發送信號為同一載波頻率，無法在接收機前端通過射頻帶通濾波器將泄漏的載波信號濾除，使得接收機前端產生減敏和阻塞，嚴重影響了接收鏈路的動態范圍。如何在保證一定靈敏度的情況下,抑制載波泄漏對接收機造成的影響，是提高接收機性能的關鍵。

而解決這個難點的關鍵在于接收機前端電路的線性度與增益及噪聲性能之間的折中，一種常見的折中策略為射頻前端電路工作在兩個模式，即：閱讀模式與監聽模式，閱讀模式保證前端線性度、監聽模式保證噪聲系數。為應對此策略，前端電路必須工作在兩個模式。此外，射頻前端電路對工藝-電壓-溫度（PVT,Process-Voltage-Temperature）變化十分敏感，PVT的變化常常較大地影響了電路性能。

目前，通信系統中載波泄漏問題在射頻識別（RadioFrequencyIdentification）技術中尤為突出，且研究發現，更適合未來，特別是商業供應鏈中應用的是超高頻頻段系統，因此，本發明的仿真頻率設定為超高頻頻段。

發明內容

技術問題：本發明針對射頻前端電路解決載波泄漏問題所提出的策略，為了提供閱讀模式與工作模式，提出了一種雙模式低噪聲放大器，同時該電路能有效地抑制PVT變化對電路性能的影響。

技術方案：所述放大器包含全差分放大電路和雙模式偏置電路；所述全差分放大電路的負載偏置、跨導管偏置、以及尾電流源偏置均由雙模式偏置電路提供。該偏置電路采用復制型偏置電路，偏置電路復制差分放大電路。該偏置電路為低噪聲放大器提供了兩種工作模式：高增益模式與高線性度模式。當開關S閉合到a時，該低噪聲放大器的工作模式為高增益模式，高增益模式時該偏置電路提供給放大電路跨導管低的偏置電壓，保證跨導管工作在飽和區，此時放大電路具有較高的增益以及較好的噪聲性能；當開關S閉合到b時，該低噪聲放大器的工作模式為高線性度模式，高線性度時該偏置電路提供給放大電路跨導管高的偏置電壓，使其工作在線性區，此時放大電路具有較高的線性度。此外，該偏置電路采用的復制型偏置電路結構，使其電流與放大電路的電流保持一樣，且由一個基帶電流控制，從而抑制了PVT變化對電路的影響。

本發明為解決上述技術問題，采用如下技術方案：

本發明的雙模式低噪聲放大器包含低噪聲放大器LNA核心電路和雙模式開關可控的復制型偏置電路，且開關可控的復制型偏置電路為核心電路提供所需的所有偏置；通過控制開關可控的復制型偏置電路的開關S來使LNA核心電路工作于不同的兩種狀態，即高增益模式和高線性度模式；其中，當開關S的不動端c連接開關S的動端a時，LNA工作于高線性度模式；當開關S的不動端c連接開關S的觸點動端b時，LNA工作于高增益模式。