[发明专利]一种自适应干扰信号扩大装置

说明书

技术领域

本发明属于电子设备与信号接收技术领域，涉及一种信号扩大装置，尤其是一种应用在集成电路设计中的自适应干扰信号扩大装置。

背景技术

干扰信号扩大器是接收机系统中的第一个信号扩大器，它的主要功能就是放大接收到的信号并传输到下一级，并且自身增加的干扰应尽量小。因此要求干扰信号扩大器具有足够的增益，并且干扰系数要非常低。然而在进行干扰信号扩大器设计时，实现最小干扰系数和实现最大功率传输之间存在矛盾。在进行输入匹配设计时，将信号源与晶体管的输入阻抗之间进行共轭匹配，便可以获得最大功率传输，即获得最大增益；相应地为了获得最小的干扰系数，必须将信号源匹配到晶体管的干扰最优源阻抗，以使信号扩大器得到最佳的干扰性能。然而这两者通常是不相等的，设计者只能在两者之间进行权衡取舍，很难同时实现干扰匹配和功率增益匹配。

随着集成电路产业的飞速发展，单一芯片中集成的功能越来越多，晶体管数量也不断增加，随之而来的是芯片的功耗在不断增加。尽管不断降低芯片的工作电压、改进工艺，使用各种方法降低芯片的功耗，但功耗仍然是当今集成电路设计中最令工程师头痛的问题之一。在干扰信号扩大器中同样存在低功耗问题，如何实现低功耗设计是目前的研究热点，特别是在功耗约束条件下实现最小干扰系数和最大功率传输的自适应。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种自适应干扰信号扩大装置，该装置能够实现干扰匹配和功率增益匹配，不仅能够达到干扰信号扩大器的最小干扰系数，而且能够实现功率的最大传输。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种自适应干扰信号扩大装置，包括信号源、输入匹配网络、有源器件、直流偏置、输出匹配网络和负载；所述信号源的输出端连接输入匹配网络的输入端，输入匹配网络的输出端连接有源器件的输入端，有源器件的输出端连接输出匹配网络的输入端，输出匹配网络的输出端连接至负载的输入端；所述直流偏置的输出端连接至有源器件。

进一步的，该装置的电路包括第一MOS晶体管、第二MOS晶体管、第一电阻、第二电阻、负载电阻、限流电阻、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和隔直电容；其中第一MOS晶体管作为信号扩大器件按照共源结构连接，第二电感连接在第一MOS管的源极和地电位之间，其提供的串联负反馈效应使第一MOS管栅极的输入阻抗等于或近似等于干扰最优源阻抗的共轭，第一MOS管的漏极通过第二电容和负载电阻接地电位；第一电容和第一电感组成一个L型输入匹配网络，其中一端与第一MOS管栅极相连，另一端通过隔直电容与信号源连接；第二电容和第四电感组成一个L型输出匹配网络，其中一端与第一MOS管漏极相连，另一端与负载连接；限流电阻一端与电源V_dd相连，另一端与第四电感相连；第二MOS管、第一电阻和第二电阻组成电流镜电路，第二MOS管的栅极和漏极相连，源极接地电位，第一电阻的一端与电源V_dd相连，另一端与第二MOS管的漏极相连，第二电阻的一端与第二MOS管的栅极相连，另一端连接在隔直电容和第一电感的公共连接点上。

与现有技术相比较，本发明提出的自适应的干扰信号扩大装置，其优点与效果是：

(1)本发明提出的干扰信号扩大器在输入级同时实现了干扰匹配和功率增益匹配，不仅能够达到干扰信号扩大器的最小干扰系数，而且实现了功率的最大传输。

(2)本发明通过合理地选择晶体管，可以在功耗约束条件下实现干扰信号扩大器输入级的自适应。

(3)本发明提出的设计方法简单，能够被设计者很容易的掌握并应用在集成电路设计中。

附图说明

图1为本发明的设计原理图；

图2为本发明的自适应干扰信号扩大器实施例电路图。

其中：1为信号源；2为输入匹配网络；3为有源器件；4为直流偏置；5为输出匹配网络；6为负载。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明的自适应干扰信号扩大装置，包括信号源1、输入匹配网络2、有源器件3、直流偏置4、输出匹配网络5和负载6；所述信号源1的输出端连接输入匹配网络2的输入端，输入匹配网络2的输出端连接有源器件3的输入端，有源器件3的输出端连接输出匹配网络5的输入端，输出匹配网络5的输出端连接至负载6的输入端；直流偏置4的输出端连接至有源器件3。