[發明專利]一種數字控制的寬帶高線性度可變增益放大器

有效

• 申請號: 202111180898.1
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN114024511B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 王勇;彭康;陳滿健;王振宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H03F1/48;H03F3/193;H03G3/30
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種數字控制的寬帶高線性度可變增益放大器，其特征在于，包括依次連接的第一開關、第一分布式放大器、增益可變負反饋放大器、級間匹配網絡級、第二開關、第二分布式放大器和衰減電路；其中，第一開關和第二開關均為單刀雙擲開關；

第一開關的輸入端為射頻輸入端，衰減電路的輸出端為射頻輸出端；第一開關的第一輸出端與第一分布式放大器的輸入端相連，第二輸出端與第二開關的第一輸入端相連；級間匹配網絡級的輸出端與第二開關的第二輸入端相連，第二開關的輸出端與第二分布式放大器的輸入端相連；

第一開關、第一分布式放大器、增益可變負反饋放大器、級間匹配網絡級、第二開關、第二分布式放大器和衰減電路構成增益可調的高增益高線性度模式的第一支路；第一開關、第二開關、第二分布式放大器和衰減電路構成低增益高線性度模式的第二支路；

所述第一分布式放大器為共源共柵分布式放大器，包括兩個共源級晶體管、兩個共柵級晶體管、三條漏極傳輸線、三條柵極傳輸線、一個輸入隔直電容、一個輸出隔直電容、一個柵極匹配電阻、一個漏極匹配電阻、一個電流源晶體管、兩個RC偏置網絡、柵極偏置電壓、電流源、電源；

隔直電容的一端與第一開關的第一輸出端相連，另一端與第一柵極傳輸線的一端相連，

第一柵極傳輸線的另一端連接第一共源級晶體管的柵極和第二條柵極傳輸線的一端；第二柵極傳輸線的另一端連接第二共源極晶體管的柵極和第三柵極傳輸線的一端；第三柵極傳輸線的另一端連接柵極匹配電阻的一端，柵極匹配電阻的另一端連接電流源晶體管的柵極；電流源晶體管的柵極連接電流源晶體管的漏極和電流源，電流源晶體管的源極接地；第一共源級晶體管的漏極與第一共柵極晶體管的源極相連，第一共源級晶體管的源極接地，第一共柵極晶體管的柵極與第一RC偏置網絡的一端相連，第一RC偏置網絡的另一端與柵極偏置電壓相連；第二共源級晶體管的漏極與第二共柵極晶體管的源極相連，第二共源級晶體管的源極接地，第二共柵極晶體管的柵極與第二RC偏置網絡的一端相連，第二RC偏置網絡的另一端與柵極偏置電壓相連；漏極匹配電阻的一端連接電源，另一端連接第一漏極傳輸線的一端，第一漏極傳輸線的另一端連接第一共柵級晶體管的漏極和第二漏極傳輸線的一端，第二漏極傳輸線的另一端連接第二共柵級晶體管的漏極和第三漏極傳輸線的一端，第三漏極傳輸線的另一端連接輸出隔直電容的一端；輸出隔直電容的另一端連接增益可變負反饋放大器級的輸入端；

所述增益可變負反饋放大器包括增益晶體管、柵極偏置電路、三個RC負反饋網絡、兩個網絡切換開關、電感和電源；

增益晶體管的柵極為增益可變負反饋放大器級的輸入端，同時增益晶體管的柵極連接柵極偏置電路的一端和三個RC負反饋網絡的公共端，柵極偏置電路的另一端連接柵極偏置電壓，第一個RC負反饋網絡的另一端連接第一個網絡切換開關的源極，第二個RC負反饋網絡的另一端連接第二個網絡切換開關的源極，增益晶體管的漏極連接第三個RC負反饋網絡的另一端、兩個網絡切換開關的漏極、電感的一端和級間匹配網絡級的輸入端，增益晶體管的柵極接地，電感的另一端連接電源，兩個網絡切換開關的柵極連接控制電壓；

所述級間匹配網絡級包括RC到地網絡、兩個串聯電容、一個四端口變壓器；

所述級間匹配網絡級的輸入端連接RC到地網絡和第一個串聯電容的一端，第一個串聯電容的另一端連接第二個串聯電容的一端和四端口變壓器的第一端，四端口變壓器的第二端連接第二個串聯電容的另一端和第二開關的第一支路輸入端，四端口變壓器的另外兩個端口接地；

所述第二分布式放大器為共源共柵放大器分布式放大器，其電路連接方式和第一分布式級的電路連接方式相同；

所述衰減電路級為依次連接的多級π型或T型衰減電路。

2.如權利要求1所述的可變增益放大器，其特征在于，第一分布式放大器用于提供10～20dB的增益并保證信號的噪聲系數小于6dB；增益可變負反饋放大器通過負反饋網路的切換實現增益可調；第二分布式放大器用于為信號提供良好的小于6dB噪聲系數和大于12dBm的輸出1dB壓縮點；衰減電路用于提供以1dB為步進、范圍為0～15dB的小增益步進衰減；第一開關和第二開關共同用于實現兩條支路的切換。