一种宽带低噪声放大器和电子设备制造技术

本申请提出一种宽带低噪声放大器和电子设备，涉及射频前端技术领域。在传统宽带低噪声放大器的输出匹配网络之前引入频率监测单元，通过耦合器在不同频率下耦合度的不同，得到一个随信号频率变化的功率信号，然后经过频率监测单元转换为电压信号。电压信号放大单元将电压信号放大后，得到一个用于驱动宽带噪声优化单元的电压信号。二极管D

【技术实现步骤摘要】
一种宽带低噪声放大器和电子设备


[0001]本申请涉及射频前端
，尤其涉及一种宽带低噪声放大器和电子设备。

技术介绍

[0002]低噪声放大器可以设置于接收机前端，直接与天线相连，其主要功能是将来自天线的微小信号进行放大，从而获得可供系统处理的有用信息。
[0003]一方面，低噪声放大器必须具有足够低的噪声，从而避免淹没输入端口微弱的射频信号。另一方面，低噪声放大器必须有足够高的增益来放大由天线直接接收到的微弱射频信号，同时减小后级电路噪声对整个接收机的影响。低噪声放大器的噪声系数直接关系着整个接收机的接收灵敏度，是接收机中不可缺少的核心元器件。
[0004]传统的宽带低噪声放大器一般采用共源共栅结构（如图1所示），它综合了共源级电路和共栅级电路的优势，不仅可以提高放大器增益、减小芯片功耗，还由于共源共栅结构中的共栅晶体管M
1a
和共源晶体管M
2a
级联，减小了晶体管密勒效应，更有利于扩展工作带宽、并且输入输出端具有很高的隔离度，有利于提高系统的稳定性。
[0005]共源共栅放大器通过合适的偏置电路设计、器件尺寸选择和反馈回路设计，可以实现高性能指标的宽带低噪声放大器。
[0006]宽带低噪声放大器在设计时，不仅需要优化宽带下的噪声系数，还需在宽带条件下具备良好的阻抗匹配特性，以便与天线连接。
[0007]随着工作频率的不同，晶体管最小噪声系数点在不同频率下的阻抗值是变化的；同时，晶体管在不同频率下最小噪声系数点的阻抗值与晶体管输入端阻抗值也是不一致的，若采用宽带匹配方式，引入多级匹配网络虽然可以在宽带内得到良好的输入回波损耗特性，但由其导致的噪声系数恶化将随着匹配网络级数的增加而迅速增加。
[0008]所以在晶体管输入端一般只选择最简单的阻抗匹配网络结构，通过晶体管尺寸优化，源级负反馈等方式实现宽频带内的阻抗匹配。
[0009]图1所示的电感L
1a
为金属键合丝，电容C
1b
与电感L
1a
形成LC谐振后，与共源晶体管的M
2ab
进行匹配。由于采用的单节LC，所以只能在窄带内得到最佳噪声匹配特性，离最佳匹配频率越远，噪声匹配特性越差，从而制约了低噪声放大器在宽带内的噪声系数继续优化。
[0010]因此，如何使低噪声放大器在宽带内的噪声系数进一步降低，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0011]本申请的目的在于提供一种宽带低噪声放大器和电子设备，以解决现有技术中如何使低噪声放大器在宽带内的噪声系数进一步降低的技术问题。
[0012]为实现上述目的，本申请实施例采取了如下技术方案。
[0013]第一方面，本申请实施例提供一种宽带低噪声放大器，包括射频放大单元、直流偏置单元、频率监测单元、电压信号放大单元和宽带噪声优化单元；
所述射频放大单元分别与所述直流偏置单元、所述频率监测单元、所述电压信号放大单元和所述宽带噪声优化单元电连接；所述电压信号放大单元分别与所述宽带噪声优化单元、所述频率监测单元电连接；所述频率监测单元包括耦合器Coupler
1b
、二极管D
1b
和二极管D
2b
；二极管D
1b
正极与电源VCC
4b
连接，二极管D
1b
负极、耦合器Coupler
1b
耦合端、二极管D
2b
正极连接在一起，耦合器Coupler
1b
输入端与所述射频放大单元的输出端连接，耦合器Coupler
1b
直通端用于与信号输出端OUT
1b
连接，二极管D
2b
负极与所述电压信号放大单元的输入端连接；所述宽带噪声优化单元包括宽带噪声优化单元包括电阻R
5b
、电容C
2b
和二极管D
4b
，二极管D
4b
负极与所述电压信号放大单元的输出端连接，二极管D
4b
负极还用于与信号输入端IN
1b
连接，二极管D
4b
正极与电阻R
5b
第一端、电容C
2b
第一端连接在一起，电容C
2b
第二端与所述射频放大单元和所述直流偏置单元连接在一起；所述频率监测单元用于通过耦合器Coupler
1b
得到一个随信号频率变化的功率信号，并将该功率信号转换为第一电压信号；所述电压信号放大单元用于将第一电压信号放大，得到驱动所述宽带噪声优化单元的第二电压信号；所述宽带噪声优化单元用于通过第二电压信号使二极管D
4b
反偏，得到一个随电压变化的二极管D
4b
的电容值，以改变输入所述射频放大单元的中心频率。
[0014]可选地，所述频率监测单元还包括电阻R
8b
、电阻R
9b
、电阻R
10b
和电阻R
11b
，电阻R
8b
第一端与电源VCC
4b
连接，电阻R
8b
第二端、电阻R
9b
第一端与电阻R
10b
第一端连接在一起，电阻R
9b
第二端与地连接；二极管D
1b
正极与电阻R
10b
第二端连接，二极管D
1b
正极通过电阻R
10b
与电源VCC
4b
连接；二极管D
2b
负极与电阻R
12b
第一端连接，电阻R
12b
第二端与地连接。
[0015]可选地，所述频率监测单元还包括电容C
5b
、电容C
6b
，电容C
5b
第一端与二极管D
1b
正极连接，电容C
5b
第一端与地连接，电容C
6b
第一端与二极管D
2b
负极连接，电容C
5b
第二端与地连接。
[0016]可选地，所述电压信号放大单元包括电阻R
12b
、电阻R
13b
、电阻R
14b
、电阻R
15b
、电阻R
16b
、电阻R
17b
、HBT晶体管Q
1b
、HBT晶体管Q
2b
、HBT晶体管Q
3b
和二极管D
3b
；电阻R
12b
第二端作为所述电压信号放大单元的输入端；电阻R
12b
第二端与二极管D
3b
正极、HBT晶体管Q
1b
基极连接在一起，二极管D
3b
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带低噪声放大器，其特征在于，包括射频放大单元、直流偏置单元、频率监测单元、电压信号放大单元和宽带噪声优化单元；所述射频放大单元分别与所述直流偏置单元、所述频率监测单元、所述电压信号放大单元和所述宽带噪声优化单元电连接；所述电压信号放大单元分别与所述宽带噪声优化单元、所述频率监测单元电连接；所述频率监测单元包括耦合器Coupler
1b
、二极管D
1b
和二极管D
2b
；二极管D
1b
正极与电源VCC
4b
连接，二极管D
1b
负极、耦合器Coupler
1b
耦合端、二极管D
2b
正极连接在一起，耦合器Coupler
1b
输入端与所述射频放大单元的输出端连接，耦合器Coupler
1b
直通端用于与信号输出端OUT
1b
连接，二极管D
2b
负极与所述电压信号放大单元的输入端连接；所述宽带噪声优化单元包括宽带噪声优化单元包括电阻R
5b
、电容C
2b
和二极管D
4b
，二极管D
4b
负极与所述电压信号放大单元的输出端连接，二极管D
4b
负极还用于与信号输入端IN
1b
连接，二极管D
4b
正极与电阻R
5b
第一端、电容C
2b
第一端连接在一起，电容C
2b
第二端与所述射频放大单元和所述直流偏置单元连接在一起；所述频率监测单元用于通过耦合器Coupler
1b
得到一个随信号频率变化的功率信号，并将该功率信号转换为第一电压信号；所述电压信号放大单元用于将第一电压信号放大，得到驱动所述宽带噪声优化单元的第二电压信号；所述宽带噪声优化单元用于通过第二电压信号使二极管D
4b
反偏，得到一个随电压变化的二极管D
4b
的电容值，以改变输入所述射频放大单元的中心频率。2.如权利要求1所述的宽带低噪声放大器，其特征在于，所述频率监测单元还包括电阻R
8b
、电阻R
9b
、电阻R
10b
和电阻R
11b
，电阻R
8b
第一端与电源VCC
4b
连接，电阻R
8b
第二端、电阻R
9b
第一端与电阻R
10b
第一端连接在一起，电阻R
9b
第二端与地连接；二极管D
1b
正极与电阻R
10b
第二端连接，二极管D
1b
正极通过电阻R
10b
与电源VCC
4b
连接；二极管D
2b
负极与电阻R
12b
第一端连接，电阻R
12b
第二端与地连接。3.如权利要求2所述的宽带低噪声放大器，其特征在于，所述频率监测单元还包括电容C
5b
、电容C
6b
，电容C
5b
第一端与二极管D
1b
正极连接，电容C
5b
第一端与地连接，电容C
6b
第一端与二极管D
2b
负极连接，电容C
5b
第二端与地连接。4.如权利要求1所述的宽带低噪声放大器，其特征在于，所述电压信号放大单元包括电阻R
12b
、电阻R
13b
、电阻R
14b
、电阻R
15b
、电阻R
16b
、电阻R
17b
、HBT晶体管Q
1b
、HBT晶体管Q
2b
、HBT晶体管Q
3b
和二极管D
3b
；电阻R
12b
第二端作为所述电压信号放大单元的输入端；电阻R
12b
第二端与二极管D
3b
正极、HBT晶体管Q
1b
基极连接在一起，二极管D
...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏黎明，陈阳平，龚海波，
申请(专利权)人：成都明夷电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：