[发明专利]低噪声放大器

说明书

技术领域

本发明涉及低噪声放大器，本发明尤其涉及用于硅调谐器和要

求低噪声系数的传输链中的低噪声放大器。

背景技术

低噪声放大器(LNA)包括电子放大器，它通常用于对天线所接收到的弱信号进行放大。LNA通常但不限于位于天线处，并且被放置在接收器系统的射频(RF)部分的前端。已知的是，接收器前端的整个噪声系数是由接收器的前几级支配的。噪声系数是器件的输出噪声功率与其中由于标准噪声温度(通常为290K)下的输入终端的热噪声而产生的噪声部分之间的比值。在系统中，例如在这些包含分立元件的系统中，附加至系统的每个元件都会引入噪声，这会导致热噪声或约翰逊(Johnson)噪声、散粒噪声或闪烁噪声。此外，输入信号中所包含的噪声信号也会增加噪声。但是，噪声系数通常是由于LNA的输入端的Rc热噪声而被引入的，它可被描述为4kTB/Rc，它与Rc成反比。

利用LNA，接收器的后面的级的噪声可由LNA的增益引入，并且LNA的噪声被直接注入所接收的信号。因此，LNA必须提高所希望的信号功率并同时加入尽量少的噪声和失真，以便能在系统后面的级中重获该信号。

LNA通常被设计成在对接收到的信号进行放大的同时将最少量的热噪声引入接收到的信号。

LNA可被用于系统级封装(SiP)装置。SiP使多个元件集成至单个封装中。通常，这种装置使得诸如CPU、逻辑功能、模拟功能和存储器功能进行混合，从而降低了整个系统尺寸。利用SiP能够降低系统板空间，而这终将导致降低的器件尺寸。

但是，已知的LNA，尤其是利用SiP装置实现的LNA会呈现有限的噪声降低系数。到目前为止，通常，用于TV调谐器的传统LNA所实现的最佳噪声系数大约为4dB。

本发明旨在提供低噪声放大器，其具有好于已知的这种放大器的优势。

发明内容

根据本发明，提供了一种低噪声放大器，其包括变压器、第一放大器和电阻性元件，变压器包括初级和次级，其中次级与第一放大器的输入端连接，并且通过反馈连接的方式利用电阻性元件将第一放大器的输出端连接至所述变压器的初级。

于是，在保持恒定的增益因子的同时，相比较于现有技术装置而言，根据本发明的低噪声放大器提供了降低的噪声系数。噪声系数的降低使得极小或极弱的输入信号能够被检测到，否则这些信号将淹没在噪声之中。

优选地，低噪声放大器进一步包括第二放大器，该第二放大器与变压器的次级以及第一放大器串联连接。变压器的次级的中点接地。随后，低噪声放大器的输出端可被布置在所述第一和第二放大器的输出端之间。

此外，低噪声放大器可在系统级封装上实现。所以，本发明的低噪声放大器可在降低的系统板空间上实现，这终将导致降低的装置大小。

附图说明

参考附图，下文将仅以示例的方式对本发明进行进一步描述，

其中：

图1示出了用于根据现有技术的低噪声放大器的电路图；

图2示出了用于图1的低噪声放大器的噪声系数计算的等效电路图；

图3图示说明了根据本发明第一实施例的对称低噪声放大器的电路图；

图4a和4b图示说明了用于图3的根据本发明实施例的低噪声放大器的输入阻抗计算的等效电路图；

图5a、5b和5c进一步图示说明了用于图3的根据本发明实施例的低噪声放大器的噪声系数计算的等效电路图；以及

图6图示说明了图3的根据本发明实施例的对称低噪声放大器的实施的电路图；以及

图7示出了根据本发明其它实施例的非对称LNA装置。

具体实施方式

图1中示出了一种已知的装置，其包括具有变压器组合101的LNA，并且例如可进一步包括被布置成电压跟随器的晶体管102。变压器包括圈数比为1∶n的初级和次级绕组，其中n对应于次级绕组数，并且n大于1。

假设变压器作为理想变压器，那么它提供电压增益而不提供任何功率增益。功率P由下式给出：

P＝V.I            等式1

已知功率恒定

P_in＝P_out               等式2

使用等式1，那么：

V_in.I_inV_out.I_out               等式3

或者以阻抗表示：