[发明专利]一种宽带低噪声放大器

说明书

技术领域

本发明属于射频无线收发机领域，具体为一种单路转双路的宽带低噪声放大器。

背景技术

低噪声放大器是射频收发机中的重要模块之一，主要用于通讯系统中将接收自天线的信号放大，以便于后级的接收机电路处理。

由于来自天线的信号一般都非常微弱，低噪声放大器一般情况下均位于非常靠近天线的部位以减小信号损耗。正是由于低噪声放大器位于整个接收机紧邻天线的最先一级，它的特性直接影响着整个接收机接收信号的质量。为了确保天线接收的信号能够在接收机的最后一级被正确的恢复，一个好的低噪声放大器需要在放大信号的同时产生尽可能低的噪音以及失真。

随着现代移动通讯的发展，低噪声放大器要求能够适用于各种频率和协议的应用，因此对LNA的电感提出了更高的要求，尤其是要求LNA的电感可变，满足各种频率和协议应用的需要，从而使整个接收机成为一个宽带的接收机。输入端的阻抗匹配和噪声匹配是实现高增益和低噪声的关键，对输入端的阻抗匹配和噪声匹配影响最关键的是LNA的电感。

低噪声放大器的输出为混频器，通常来说，差分混频器比单端混频器具有更加好的噪声系数以及增益能力，因此在射频接收机中，广泛采用差分混频器。但是由于通常低噪声放大器为单端输出，差分混频器为双端输入，因此通常需要一个单端转双端的额外电路来实现单路转双路的功能，这一单端转双端的额外电路增加了电路的开销。

因此，有必要提出一种自带单端转双端功能的低噪声放大器，能够实现宽带信号接受特性，同时也可直接将单路信号转换为差分信号传递给后级混频器。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于克服现有射频接收机中单端转双端的额外电路开销问题，提供一种结构简单的单路转双路的宽带低噪声放大器。

本发明采用如下技术方案：一种宽带低噪声放大器，包括放大级、差分级、负载级和反馈级。其中，放大级用于将输入信号放大；差分级与所述放大级的输出端相连，用于将该放大级输出的信号从单路信号转为相位差为180°的一对差分信号，该差分级的两个输出端为所述低噪声放大器的输出端；负载级连接于所述差分级的输出端与所述放大级之间，用于将所述差分信号转换为单路反馈信号，并将该单路反馈信号反馈至所述放大级的输入端。其中，该反馈级包括第一共源晶体管和第二共源晶体管，其栅极分别耦接至所述差分级的两个输出端，源极分别耦接至电源和地，漏极相连并共同耦接至所述放大级的输入端。

优选地，所述差分级包括第一差分晶体管，第二差分晶体管，第一电容和第二电容；所述第二差分晶体管的源极经所述第一电容耦接至所述第一差分晶体管的栅极，所述第一差分晶体管的源极经所述第二电容耦接至所述第二差分晶体管的栅极，所述第一差分晶体管和第二差分晶体管的漏极为所述差分级的输出端。

优选地，所述差分级包括第一差分晶体管，第二差分晶体管，第一电容和第二电容；所述放大级的输出端经所述第一电容耦接至所述第一差分晶体管的栅极，同时经所述第二电容耦接至所述第二差分晶体管的栅极；所述第一差分晶体管和第二差分晶体管的源极均与所述放大级的输出端耦接。

优选地，所述放大级包括第三共源晶体管和第四共源晶体管，所述第三共源晶体管的栅极为所述放大级的输入端，源极接地，漏极与所述第一差分晶体管的源极相连；所述第四共源晶体管的栅极经第三电容耦接至所述第三共源晶体管的漏极，源极接地，漏极与所述第二差分晶体管的源极相连。

优选地，所述负载级包括连接于电源与所述第一差分晶体管的漏极之间的第一负载和连接于电源与所述第二差分晶体管的漏极之间的第二负载。

优选地，所述第三共源晶体管、第一差分晶体管和第一负载组成第一差分放大支路；所述第三共源晶体管、第四共源晶体管、第二差分晶体管和第二负载组成第二差分放大支路；所述第一差分放大支路和第二差分放大支路的增益相等。

优选地，所述差分级的两个输出端分别经第四电容和第五电容连接所述第一共源晶体管和第二共源晶体管的栅极；所述第一共源晶体管和第二共源晶体管的漏极相连并经第六电容耦接至所述放大级的输入端。

优选地，所述第一负载和第二负载均为无源电阻。

与现有技术相比，本发明提出的自带单端转双端功能的宽带低噪声放大器，不仅能够实现宽带信号接受特性，而且还能够直接将单路信号转换为差分信号传递给后级混频器，有效地避免了射频接收机中单端转双端的额外电路开销。此外，本发明通过对低噪声放大器反馈级的设计，实现了差分信号的双路转单路的反馈功能，从而提高了低噪声放大器回路的稳定性和增益。

附图说明