[發明專利]消除寬帶CMOSLNA電路噪聲的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410321780.X
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104104337B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 王巍;梁耀;趙辰;蔡文琪;袁軍
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F3/189
• 代理公司: 重慶華科專利事務所50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及一種CMOS射頻電路噪聲消除技術，尤其是寬帶CMOS?LNA(CMOS低噪聲放大器)電路的噪聲消除技術。?

背景技術

在無線通信中，FM接收機所要求的LNA電路是寬帶的，它們通常工作在76MHz-108MHz。在CMOS射頻電路中，因為MOS器件導電溝道是電阻性的，所以其主要噪聲源為熱噪聲，包含小部分閃爍噪聲。噪聲會惡化電路環境從而影響其性能。目前，在CMOS?LNA電路設計中，一般通過增加反饋網絡技術方案來減少噪聲的干擾，如公開文獻Woo?S,Kim?W,Lee?C?H,et?al.A?wideband?low-power?CMOS?LNA?with?positive–negative?feedback?for?noise,gain,and?linearity?optimization[J].Microwave?Theory?and?Techniques,IEEE?Transactions?on,2012,60(10):3169-3178.但是，由于使用了更多了元器件，所以也會增加電路功耗，不是最有效的噪聲消除方案。?

發明內容

為了克服當前CMOS?LNA電路設計中噪聲消除技術的不足,本發明提供一種工作在FM接收機中的寬帶COMS?LNA電路的噪聲消除方法，該方案利用相位相反振幅相消原理，很好地抑制了器件噪聲對電路的惡化，從根本上消除噪聲。?

本發明解決CMOS?LNA電路噪聲消除技術問題所采用的技術方案是：設計一種寬帶CMOS?LNA電路噪聲消除裝置，工作在FM接收機中的COMS?LNA電路，帶寬為75MHz-108MHz，由一個輸入級電路與兩個放大器相連組成。輸入級電路中NMOS管M₁源極作為接收射頻信號的LNA輸入端，漏極接負載電阻R_l，負載電阻的另一端接正偏電壓；放大器包括第一放大器和第二放大器，第一放大器中PMOS管M₂和NMOS管M₃的柵極分別通過電容122和123連接到輸入級電路中NMOS管的源極，PMOS管源極接正偏電壓，NMOS管M₃的源極接地，PMOS管M₂和NMOS管M₃的漏極相互連接作為第一放大器的輸出端；第二放大器的NMOS管M₅源極連接第一放大器的輸出端，并通過電阻和R_d接地，NMOS管M₅的柵極通過電容133連接到輸入級電路NMOS管M₁的漏極，NMOS管M₅漏極連接LNA輸出端144，第一放大器跨導是第二放大器跨導的函數，在LNA輸出端，第?一放大器噪聲電流和第二放大器噪聲電流相加為零輸出。?

進一步優選方案，第二放大器輸出端連接正偏電壓。在第一放大器輸入端和第二放大器輸出端之間設置PMOS管M₄，PMOS管M₄的柵極通過電容122連接LNA輸入端，PMOS管M₄的源極連接正偏電壓，漏極連接LNA輸出端。輸入級電路中NMOS管的源極噪聲電壓與漏極噪聲電壓大小成比例，相位相反。所述第一放大器跨導是第二放大器跨導的函數具體包括，第一放大器跨導與第二放大器跨導滿足關系：其中，R_yg_mn1r_o＝R_l，為輸入級電路噪聲電流，輸入級電路中NMOS管M₁漏極與正偏電壓之間接負載電阻R_l，r_o為第一放大器MOS管的總輸出阻抗，R_y為LNA輸入端接地電阻。?

本發明還提出一種寬帶CMOS?LNA電路噪聲消除方法，第一放大器檢測到出現在LNA輸入端的噪聲電壓A，A的電位為第一放大器將噪聲電壓A轉化成噪聲電流輸出到第二個放大器的輸出端節點，第二放大器檢測到出現在輸入級電路NMOS管的漏極的噪聲電壓B，B的電位為第二放大器將其轉化成噪聲電流輸出到LNA的輸出端，選擇第一放大器跨導是第二放大器跨導的函數，使得第一放大器噪聲電流和第二放大器噪聲電流到達LNA輸出端時大小相等符號相反。?