[發明專利]包含單輸入雙輸出路徑低噪聲放大器的前端接收器及信號處理方法

有效

• 申請號: 201710817812.9
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107819475B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: V·D·托里;S·B·阿南德;H·齊;M·孔塔
• 申請（專利權）人: 安華高科技股份有限公司
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H03F1/56;H03F3/193;H03F3/21;H03F3/45
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本發明涉及一種單輸入雙輸出路徑低噪聲放大器。本發明針對于一種雙輸出路徑LNA，其可用于打破LNA的輸出阻抗與線性度之間的折衷，而不會出現可編程輸出阻抗LNA的問題。在實施例中，雙輸出路徑架構包含LNA，所述LNA在低電壓增益路徑中驅動低阻抗水平，因此在存在大阻擋物的情況下實現高線性度，且在高電壓增益路徑中驅動高阻抗水平以增加所述LNA的電壓增益并將因噪聲源、即跟在所述LNA后面的低功率接收器前端鏈所致的性能降級最小化。本發明進一步針對于一種具有低功率且突波產生得以減少的本機振蕩器LO偏移電路。

相關申請案交叉參考

本申請案主張2016年9月12日提出申請的第62/393,384號美國臨時申請案的權益，所述美國臨時申請案以全文引用的方式并入本文中。

技術領域

本申請案大體來說涉及包含低噪聲放大器(LNA)及本機振蕩器(LO)的收發器前端。

背景技術

接收器前端中的每一組件均會對整體系統引起噪聲。組件的噪聲可由所述組件的噪聲因數(F)表征，噪聲因數(F)由組件的輸入處的信噪比(SNR)與組件的輸出處的SNR之比給出：

F＝SNR_IN/SNR_OUT

接收器前端的噪聲隨著來自各連續組件的噪聲相復合而從輸入到輸出增加。一般來說，接收器前端的整體噪聲因數與每一組件的噪聲因數除以前一組件的級聯增益所得值之和成比例且由下式給出：

其中F_n及A_n分別表示接收器前端中第n組件的噪聲因數及增益。以上方程式表明第一增益組件的噪聲因數及增益(即，分別為F₁及A₁)可對接收器前端的整體噪聲因數具有顯性影響，因為由每一連續組件引起的噪聲會被其后面的組件的級聯增益減小。

因此，為提供充足靈敏度，重要的是使接收器前端中的第一增益組件保持低的噪聲因數及高的增益。接收器前端的靈敏度決定了可被檢測到的最低信號電平且受接收器前端的整體噪聲因數限制。因此，在典型的接收器設計中，前端中的第一增益組件是低噪聲放大器(LNA)，其可提供高增益同時對整體接收器前端引起低噪聲。

無線接收器前端通常需求低的功率消耗，以例如在電池供電式裝置中提供較長的電池壽命。但低功率會使得無線接收器前端中的組件成為噪聲源。為克服與跟在LNA后面的低功率組件相關聯的噪聲的增加，LNA可提高其電壓增益。可通過增加LNA的輸出阻抗而在不使用更多電流的情況下(且因此在不消耗更多功率的情況下)來增加LNA 的電壓增益。

然而，LNA電壓增益的此種增加具有其自身的相關聯缺點。具體來說，對于小輸入信號，LNA提供相對線性的增益，但對于大輸入信號，LNA可以增益壓縮及噪聲頻帶折疊的形式展現出非線性行為。在存在大阻擋物的情況下，所期望信號可因增益壓縮而經歷較小放大，并且此外，來自電源與偏壓塊的低頻率噪聲可因LNA非線性度及頻帶折疊而與高頻率阻擋物混頻，從而得到降級的信噪比。因此，通過增加LNA的輸出阻抗來增加LNA的電壓增益，LNA會因阻擋物而變得更易出現非線性行為。

發明內容

本發明的一方面涉及一種前端接收器，所述前端接收器包括：低噪聲放大器(LNA)，其經配置以提供經放大信號；所述LNA的第一輸出路徑，其包括第一隔離電路及第一阻抗電路；所述LNA的第二輸出路徑，其包括第二隔離電路及第二阻抗電路；及電路組件，其耦合到所述LNA的所述第一輸出路徑及所述LNA的所述第二輸出路徑兩者，且經配置以基于所述前端接收器的當前功率模式而經由所述LNA的所述第一輸出路徑及所述LNA的所述第二輸出路徑中的一者從所述LNA接收所述經放大信號。