[發(fā)明專利]一種提高射頻接收系統(tǒng)低噪聲放大器增益的調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610919793.6
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN107968636A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張存才
• 申請（專利權(quán)）人: 國民技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H03G3/30
• 分類號: H03G3/30
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低噪聲放大器增益調(diào)節(jié)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

信號的衰減和反射現(xiàn)象的存在造成了接收器前端信號功率的變化，接收機(jī)的輸入信號變化范圍可以達(dá)到90dB以上，如從幾個(gè)微伏的小信號到幾百毫伏的大信號。低噪聲放大器LNA作為射頻接收系統(tǒng)的第一級電路，是射頻接收機(jī)前端的主要部分。為了抑制后面各級噪聲對系統(tǒng)的影響，低噪聲放大器需要有一定的增益，但是過大的增益會使低噪聲放大器后面的混頻器發(fā)生過載，產(chǎn)生非線性失真。因此低噪聲放大器應(yīng)具備接受處理大動態(tài)范圍射頻信號的能力。增益可控既能有效地避免接收機(jī)元件的飽和，同時(shí)也可以使射頻收發(fā)機(jī)工作在低增益、低功耗的模式下。

增益控制技術(shù)主要有以下幾種：1返回電流法。信號可以從有源器件旁的另一條通路通過，并返回到射頻輸入的另一端。此方法可以一定程度上降低LNA的增益，但是增益擴(kuò)大范圍有限。2開關(guān)負(fù)載法。主要優(yōu)點(diǎn)是增益調(diào)節(jié)不會嚴(yán)重影響電路噪聲系數(shù)，但是，增益調(diào)節(jié)步長對于負(fù)載鏈上的寄生阻抗變化十分敏感，同時(shí)可能影響電壓偏置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于提高射頻接收系統(tǒng)低噪聲放大器增益的調(diào)節(jié)電路及其調(diào)節(jié)方法，目的在于解決現(xiàn)有低噪聲放大器增益調(diào)節(jié)范圍寬度小、電路設(shè)計(jì)過于復(fù)雜的問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種提高射頻接收系統(tǒng)低噪聲放大器增益的調(diào)節(jié)方法，所述調(diào)節(jié)方法包括：

S1、檢測輸入的低噪聲信號的幅值；

S2、將外部電路輸入的低噪聲信號的幅值與閾值進(jìn)行比較；

S3、根據(jù)比較結(jié)果對低噪聲信號進(jìn)行高增益處理或低增益處理。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所提出的低噪聲放大器增益的調(diào)節(jié)方法能夠根據(jù)外部電路輸入的低噪聲信號的幅值大小進(jìn)行有針對性的增益處理增益效果更為顯著，在不影響輸入噪聲的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)更大的增益變化，增益變化范圍可達(dá)到-20dB至30dB。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述S3中當(dāng)外部電路輸入的低噪聲信號的幅值小于第一閾值時(shí)，對低噪聲信號進(jìn)行高增益處理并經(jīng)過cascode MOS管進(jìn)行進(jìn)一步的放大處理；當(dāng)外部電路輸入的低噪聲信號的幅值大于第一閾值且小于第二閾值時(shí)，對低噪聲信號僅進(jìn)行高增益處理；當(dāng)外部電路輸入的低噪聲信號的幅值大于第二閾值時(shí)，對低噪聲信號進(jìn)行低增益處理。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：當(dāng)輸入信號幅度較小時(shí)，cascode MOS管與高增益處理模塊相互配合實(shí)現(xiàn)雙層增益效果，使低噪聲放大器獲得較大的增益，增益范圍能夠達(dá)到30dB以上。

進(jìn)一步，所述外部電路輸入的低噪聲信號的幅值的第一閾值為-20dBm，第二閾值為-5dBm。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提出一種提高射頻接收系統(tǒng)低噪聲放大器增益的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：

幅值檢測模塊，用于檢測外部電路輸入的低噪聲信號的幅值；

處理模塊，用于將外部電路輸入的低噪聲信號的幅值與閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制高增益處理模塊、cascode MOS管和低增益處理模塊工作；

高增益處理模塊，用于對低噪聲信號進(jìn)行高增益處理；

低增益處理模塊，用于對低噪聲信號進(jìn)行低增益處理。

上述方案的有益效果是：所述低噪聲放大器增益的調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能夠根據(jù)外部電路輸入的低噪聲信號的幅值大小進(jìn)行有針對性的增益處理增益效果更為顯著。

進(jìn)一步，所述高增益處理模塊包括高增益通路模塊、cascode MOS管和第一開關(guān)S1，所述第一開關(guān)S1串聯(lián)在高增益處理模塊與負(fù)載之間且與cascode MOS管并聯(lián)，處理模塊通過控制第一開關(guān)S1的工作狀態(tài)進(jìn)而控制高增益處理模塊和cascode MOS管的工作狀態(tài)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過第一開關(guān)S1能夠?qū)Ω咴鲆嫱纺K和cascode MOS管的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對不同情況下的低噪聲信號增益處理。

進(jìn)一步，當(dāng)外部電路輸入的低噪聲信號的幅值小于第一閾值時(shí)，處理模塊控制高增益處理模塊為導(dǎo)通的工作狀態(tài)，并經(jīng)過cascode MOS管進(jìn)行進(jìn)一步的放大處理；當(dāng)外部電路輸入的低噪聲信號的幅值大于第一閾值且小于第二閾值時(shí)，處理模塊控制高增益處理模塊為導(dǎo)通的工作狀態(tài)，并將第一開關(guān)S1設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)外部電路輸入的低噪聲信號的幅值大于第二閾值時(shí)處理模塊控制低增益處理模塊為導(dǎo)通的工作狀態(tài)。