[發(fā)明專利]低噪聲放大器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911389432.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN113131883B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許俊;蔡新午;吳順方;馮珅;史明甫;董泰伯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瀾至電子科技（成都）有限公司
• 主分類號(hào): H03F3/45
• 分類號(hào): H03F3/45
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N低噪聲放大器。低噪聲放大器包括前級(jí)放大器、多個(gè)第一差分放大器、多個(gè)第二差分放大器、信號(hào)加法器以及負(fù)載電路。前級(jí)放大器接收輸入信號(hào)，放大所述輸入信號(hào)以產(chǎn)生第一信號(hào)，所述輸入信號(hào)與所述第一信號(hào)的相位相同。第一差分放大器接收第一輸入差分信號(hào)對(duì)，依據(jù)第一差分信號(hào)對(duì)以產(chǎn)生第一輸出差分信號(hào)對(duì)。第二差分放大器接收第二輸入差分信號(hào)對(duì)，依據(jù)第二差分信號(hào)對(duì)以產(chǎn)生第二輸出差分信號(hào)對(duì)。信號(hào)加法器使第一輸出差分信號(hào)對(duì)與第二輸出差分信號(hào)對(duì)相加。負(fù)載電路耦接信號(hào)加法器，依據(jù)加法結(jié)果以產(chǎn)生第三輸出差分信號(hào)。低噪聲放大器在信號(hào)相加和放大的過程中，消除了部分噪聲，有效降低了整個(gè)電路的噪聲系數(shù)，提升了信號(hào)質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種低噪聲放大器，尤其涉及一種寬頻帶的單端轉(zhuǎn)差分的低噪聲放大器。

背景技術(shù)

在習(xí)知技術(shù)領(lǐng)域中，單端轉(zhuǎn)差分的低噪聲放大器中常采用共源極放大器和巴倫來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)單端轉(zhuǎn)差分和低噪聲放大功能，其中共源極放大器用以處理單端信號(hào)。然而，共源極放大器所提供的噪聲消除阻抗匹配以及增益，對(duì)于芯片的打線狀況都非常敏感。而打線為習(xí)知技術(shù)的低噪聲放大器的反饋結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件。另外，習(xí)知技術(shù)的單端共源極放大器的共模抑制比(common mode rejection ratio,CMRR)以及電源抑制比(power supplyrejection ratio,PSRR)的表現(xiàn)都較差，容易受到電源端及接地端上的噪聲影響。另外，在習(xí)知技術(shù)領(lǐng)域中低噪聲放大器中常采用反饋結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。所述反饋結(jié)構(gòu)需要從輸出端到輸入端的反饋路徑，以達(dá)到寬頻帶下的輸入阻抗匹配，這要求低噪聲放大器必須提供穩(wěn)定的從輸入端到輸出端的增益。因此，在不同的工作頻率下提供固定的負(fù)載阻抗是很重要的。也因此，在習(xí)知技術(shù)的寬帶低噪聲放大器中，采用電感電容共振腔或無(wú)源混頻器作為反饋電路的一部分，是無(wú)法接受的。如果采用額外的增益級(jí)或者放大器插入在低噪聲放大器和阻抗隨頻率變化的負(fù)載中間，可能造成過度的功耗并且限制信號(hào)的線性度。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)是針對(duì)一種低噪聲放大器，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬帶匹配和單端轉(zhuǎn)差分功能的低噪聲放大器，其采用差分模式下的噪聲消除實(shí)現(xiàn)非常良好的噪聲性能，并且可以直接接載阻抗在工作頻帶內(nèi)隨頻率變化的負(fù)載，同時(shí)在較高的頻率范圍內(nèi)具有良好的線性度和電源抑制比(power supply rejection ratio,PSRR)性能。

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，低噪聲放大器包括前級(jí)放大器、多個(gè)第一差分放大器、多個(gè)第二差分放大器、信號(hào)加法器以及負(fù)載電路。前級(jí)放大器接收輸入信號(hào)，放大所述輸入信號(hào)以產(chǎn)生第一信號(hào)，所述輸入信號(hào)與所述第一信號(hào)的相位相同。第一差分放大器耦接前級(jí)放大器，共同接收第一信號(hào)以及第一參考信號(hào)以作為第一輸入差分信號(hào)對(duì)，依據(jù)第一差分信號(hào)對(duì)以產(chǎn)生第一輸出差分信號(hào)對(duì)。第二差分放大器共同接收輸入信號(hào)以及第二參考信號(hào)以作為第二輸入差分信號(hào)對(duì)，依據(jù)第二差分信號(hào)對(duì)以產(chǎn)生第二輸出差分信號(hào)對(duì)。信號(hào)加法器耦接所述第一差分放大器以及多個(gè)第二差分放大器，用以使第一輸出差分信號(hào)對(duì)與第二輸出差分信號(hào)相加以產(chǎn)生加法結(jié)果。負(fù)載電路耦接信號(hào)加法器，依據(jù)加法結(jié)果以產(chǎn)生第三輸出差分信號(hào)對(duì)。

在根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的低噪聲放大器中，第一差分放大器的每一包括差動(dòng)對(duì)以及電流源。差動(dòng)對(duì)具有第一輸入端接收第一信號(hào)，差動(dòng)對(duì)的第二輸入端接收第一參考信號(hào)。電流源耦接在差動(dòng)對(duì)的共同端以及參考電壓端間，在差動(dòng)對(duì)的共同端以及參考電壓端間提供參考電流。其中，差動(dòng)對(duì)具有第一輸出端用以產(chǎn)生第一輸出信號(hào)，差動(dòng)對(duì)具有第二輸出端用以產(chǎn)生第二輸出信號(hào)，第一輸出信號(hào)以及第二輸出信號(hào)形成第一輸出差分信號(hào)對(duì)。

在根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的低噪聲放大器中，第一差分放大器的每一還包括電容器。電容器耦接在差動(dòng)對(duì)的第二輸入端以及參考電壓端間，以實(shí)現(xiàn)工作頻率下的低阻特性。

在根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例的低噪聲放大器中還包括直流解耦合電容器。直流解耦合電容器耦接在前級(jí)放大器以及差動(dòng)對(duì)的第一輸入端間。