[发明专利]包含单输入双输出路径低噪声放大器的前端接收器及信号处理方法

说明书

本发明涉及一种单输入双输出路径低噪声放大器。本发明针对于一种双输出路径LNA，其可用于打破LNA的输出阻抗与线性度之间的折衷，而不会出现可编程输出阻抗LNA的问题。在实施例中，双输出路径架构包含LNA，所述LNA在低电压增益路径中驱动低阻抗水平，因此在存在大阻挡物的情况下实现高线性度，且在高电压增益路径中驱动高阻抗水平以增加所述LNA的电压增益并将因噪声源、即跟在所述LNA后面的低功率接收器前端链所致的性能降级最小化。本发明进一步针对于一种具有低功率且突波产生得以减少的本机振荡器LO偏移电路。

相关申请案交叉参考

本申请案主张2016年9月12日提出申请的第62/393,384号美国临时申请案的权益，所述美国临时申请案以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本申请案大体来说涉及包含低噪声放大器(LNA)及本机振荡器(LO)的收发器前端。

背景技术

接收器前端中的每一组件均会对整体系统引起噪声。组件的噪声可由所述组件的噪声因数(F)表征，噪声因数(F)由组件的输入处的信噪比(SNR)与组件的输出处的SNR之比给出：

F＝SNR_IN/SNR_OUT

接收器前端的噪声随着来自各连续组件的噪声相复合而从输入到输出增加。一般来说，接收器前端的整体噪声因数与每一组件的噪声因数除以前一组件的级联增益所得值之和成比例且由下式给出：

其中F_n及A_n分别表示接收器前端中第n组件的噪声因数及增益。以上方程式表明第一增益组件的噪声因数及增益(即，分别为F₁及A₁)可对接收器前端的整体噪声因数具有显性影响，因为由每一连续组件引起的噪声会被其后面的组件的级联增益减小。

因此，为提供充足灵敏度，重要的是使接收器前端中的第一增益组件保持低的噪声因数及高的增益。接收器前端的灵敏度决定了可被检测到的最低信号电平且受接收器前端的整体噪声因数限制。因此，在典型的接收器设计中，前端中的第一增益组件是低噪声放大器(LNA)，其可提供高增益同时对整体接收器前端引起低噪声。

无线接收器前端通常需求低的功率消耗，以例如在电池供电式装置中提供较长的电池寿命。但低功率会使得无线接收器前端中的组件成为噪声源。为克服与跟在LNA后面的低功率组件相关联的噪声的增加，LNA可提高其电压增益。可通过增加LNA的输出阻抗而在不使用更多电流的情况下(且因此在不消耗更多功率的情况下)来增加LNA 的电压增益。

然而，LNA电压增益的此种增加具有其自身的相关联缺点。具体来说，对于小输入信号，LNA提供相对线性的增益，但对于大输入信号，LNA可以增益压缩及噪声频带折叠的形式展现出非线性行为。在存在大阻挡物的情况下，所期望信号可因增益压缩而经历较小放大，并且此外，来自电源与偏压块的低频率噪声可因LNA非线性度及频带折叠而与高频率阻挡物混频，从而得到降级的信噪比。因此，通过增加LNA的输出阻抗来增加LNA的电压增益，LNA会因阻挡物而变得更易出现非线性行为。

发明内容

本发明的一方面涉及一种前端接收器，所述前端接收器包括：低噪声放大器(LNA)，其经配置以提供经放大信号；所述LNA的第一输出路径，其包括第一隔离电路及第一阻抗电路；所述LNA的第二输出路径，其包括第二隔离电路及第二阻抗电路；及电路组件，其耦合到所述LNA的所述第一输出路径及所述LNA的所述第二输出路径两者，且经配置以基于所述前端接收器的当前功率模式而经由所述LNA的所述第一输出路径及所述LNA的所述第二输出路径中的一者从所述LNA接收所述经放大信号。