[发明专利]具有多种增益模式、能自动调谐的射频接收前端

说明书

技术领域

本发明涉及射频接收前端技术领域，特别涉及一种具有多种增益 模式的、能自动调谐的射频接收前端。

背景技术

在射频接收机中，很多应用往往要求接收信号能有很大的动态范 围，即具备较小的接收灵敏度、较强的抗大信号饱和能力以及较高的 线性度。而射频接收机的接收前端的噪声系数直接决定接收机的接收 灵敏度，接收前端的增益和结构决定接收机的抗大信号饱和能力和线 性度。在CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺下， 电阻和电容会随着工艺、温度而偏差，这会严重影响接收机的性能， 特别是采用有源RC(Resistor-Capacitor)滤波器的接收机，电阻和电 容的偏差影响滤波器的性能，进而会影响整个接收机的性能。

关于接收前端的组合方式，一般都是采用低噪声放大器、混频器、 滤波器组成，例如采用电压模的低噪声放大器、吉尔波特混频器和有 源RC复数滤波器组成，但吉尔波特混频器线性度差，会影响整个接 收机的动态范围。

对于低噪声放大器的增益控制，其设计对接收机的噪声性能影响 很大，所以很多传统的接收机并没有在低噪声放大器上做增益控制， 而是在后级电路中做分档，这样设计的低噪声放大器动态范围很小， 进而导致接收机的动态范围小。还有的采用两个或两个以上的低噪声 放大器交替工作来适应不同的输入信号强度，例如，采用两个低噪声 放大器，对小的输入信号两个同时起用，对比较大的输入信号将第二 个旁路掉。再例如，采用两个低噪声放大器和一个切换开关，对应不 同的输入信号进行切换，这样做的缺点是面积大、功耗大。还有的对 共源共栅低噪声放大器的共栅管采用多个并联的结构进行增益控制， 例如，采用三路共栅管并联来实现增益控制，但缺点是动态范围很小， 抗大信号饱和能力差。还有的采用共栅输入的低噪声放大器，在输入 端做增益控制，例如，采用共栅输入的低噪声放大器，在输入端做增 益控制，在两个共栅放大管之间也做了增益控制，但增益低、噪声性 能差。

关于接收前端中的滤波器，很多采用有源RC滤波器，具有高的 动态范围和线性度。而针对有源RC滤波器中电阻和电容会随工艺和 温度而偏差的问题，有的提出了校正的方法，例如，有文献披露了一 种校正RC时间常数的电路，但并没给出对RC滤波器的具体校正方 法和电路的连接方式，也没有给出合理快速的校正算法。并且目前也 没有人给出电容阵列的有效实施方法，传统的方法是采用NMOS管、 PMOS管或CMOS传输门做开关，直接与电容串联，但当开关关断 时开关与电容的连接点处的直流电平不确定，这会造成开关在很多时 候不能有效的关断，致使电容阵列的总电容值不准确，严重影响滤波 器的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有多增益模式、而且能够自动调谐有 源RC滤波器时间常数的射频接收前端，包括多增益模式的低噪声放 大器与数控增益的复数滤波器相结合以实现高动态范围。

为达到上述目的，提供一种依照本发明实施方式的具有多种增益 模式、能自动调谐的射频接收前端，其包括：

低噪声放大器，采用电感源极负反馈、共源共栅放大的结构，分 别在输入共源放大管的栅极、输入共源放大管的漏极做添加增益控制 开关，其输入端连接输入信号，输出端采用数控电阻作为负载来校准 增益；

混频器，包括I路混频器和Q路混频器，其差分输入端均连接到 低噪声放大器的输出端，其差分输出端均连接到复数滤波器的差分输 入端；

复数滤波器，采用多级级联结构，各级的增益控制字输入端相连， 各级的电容阵列控制字输入端相连；

时间常数校正电路，其输出端连接复数滤波器的校正控制字输入 端，用于对复数滤波器的RC时间常数随工艺、温度产生的变化进行 校正。

优选地，所述低噪声放大器包括：

四个PMOS管，各个PMOS管的源极接在电源正电压上，各个 PMOS管的栅极连接到增益控制字，第一PMOS管和第二PMOS管 的栅极相连后连接到第一增益控制字，第三PMOS管和第四PMOS 管的栅极相连后连接到第二增益控制字；