[发明专利]一种多频段低噪声放大器及放大方法

说明书

本发明实施例提供一种多频段低噪声放大器及放大方法，所述放大器包括：N个输入电路、开关电路、输出电路，其中，所述N个输入电路中的每一输入电路，用于对一个频段信号进行第一次放大，得到第一次放大信号，并将所述第一次放大信号传输到所述开关电路；所述开关电路，用于从所述N个输入电路选择一个频段信号对应的输入电路，将所述第一次放大信号输出到输出电路；所述输出电路包括放大电路和输出匹配电路，其中，所述放大电路，用于将所述第一次大信号进行第二次放大，得到第二次放大信号；所述输出匹配电路，用于实现对应频带的输出阻抗匹配。

技术领域

本发明涉及无线通信系统技术的集成电路设计领域，尤其涉及一种多频段低噪声放大器及放大方法。

背景技术

随着社会经济的发展，市场上对于能够兼容不同协议标准的多频带接收终端的需求也越来越大。对于多频接收机，多频带低噪声放大器的设计至关重要。对于一般的射频低噪声放大器来说，根据不同的通信协议的频率、带宽等要求，会采用不同的电路结构，以得到最低的噪声以及最佳的性能。然而对于多频带低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)来说，需要兼顾不同频带的增益与噪声，并考虑功率以及芯片面积的制约。

现有技术中对于多频带LNA的实现，目前可以分为两种通路结构方案：

第一种是独立通路型结构：令不同频带的工作信号通过多个独立偏置的低噪声放大器进行放大，多个独立低噪声放大器直接并联，为了降低功耗，也会有采用多个开关与不同放大通路串联，控制不同通路的通断实现不同频段的切换；

第二种是共用通路型结构：令不同频率的信号共用同一条通路，通过在输入、输出端采用宽带匹配网络直接覆盖不同的工作频带；或者是在匹配网络中加入由电容L和电感C组成的谐振元件(LC谐振元件)、可调谐电容、微带线或者是变压器等实现不同工作频率下的分别匹配。

第一种独立通路型结构分别通过不同的LNA对各个频带进行低噪声放大器，需要利用到多个LNA，占用的面积大，每一个LNA都需要消耗偏置电流。如果加入开关切换工作的LNA，能够改善多个LNA同时工作带来的功耗问题，但开关通常加在各个放大器的输入匹配前，插损将直接影响到放大器的噪声系数，降低增益性能。

第二种共用通路型结构只需要采用单个LNA，减少了多路LNA带来的功耗。宽频匹配放大的方法覆盖所有需要的工作频段，但非工作频段的信号也会被同时放大，造成信号阻塞，对后级的线性度有更高的要求。多频匹配放大的方法在匹配网络中加入了可调谐或是谐振元件，只对需要的频段进行匹配和放大，但实际设计中需要对不同频段的性能进行折衷，很难同时兼顾到多个频段的增益、噪声和匹配性能。引入谐振网络容易令放大器在谐振频率点上出现增益尖峰，谐振点范围内增益曲线陡峭，难以在较宽频带上得到良好的增益平坦度。在输入匹配中引入场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor，MOS)开关，导通时的导通电阻会对电路的噪声性能带来较大恶化。

鉴于人们对多频宽带低噪声放大器的需求，如何在一个放大电路中实现对多频段宽带进行低噪放大同时兼顾放大电路面积小和良好噪声与匹配性能，将是一个有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种多频段低噪声放大器及放大方法，实现了多频段信号低噪声放大的同时，对放大器的噪声性能、增益、系统功耗实现优化，并有效节省了放大器的面积，增大电路的利用率。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种多频段低噪声放大器，所述放大器包括：N个输入电路、开关电路、输出电路，其中：

所述N个输入电路中的每一输入电路，用于对一个频段信号进行第一次放大，得到第一次放大信号，并将所述第一次放大信号传输到所述开关电路；