一种导航系统接收机中具有自动校准功能的低噪声放大器，包含电路连接的LC谐振腔、共源共栅管、负阻管、分频器和频率控制器，还包含控制开关，由LC谐振腔和负阻管组成压控振荡器，LC谐振腔通过控制开关的切换复用交互工作，使其作为低噪声放大器的负载使用，或者作为压控振荡器的一部分使用。本发明专利技术使用LC谐振腔复用的方法来同时满足压控振荡器和低噪声放大器的设计要求，频率可自动校准，低噪声，高增益，参数稳定，可靠性高，电路结构简单。
【技术实现步骤摘要】
专利技术人涉及一种导航系统接收机中具有自动校准功能的低噪声放大器。
技术介绍
常用的导航系统接收机系统架构如图1所示。其中，低噪声放大器2 (LNA)是射频接收器的第一级增益级电路，它必须同时满足多个性能的要求，例如噪声系数(NF)，增益 (Gain)，线性度(IIP3)和功耗(ID。)。这使得低噪声放大器2 (LNA)的设计成为射频电路设计的一大难题。天线I(Anterma)接收到的射频信号一般非常微弱，通常在_100dBm(3. 2uv) 至-70dBm(0. Imv)之间，低噪声放大器2 (LNA)的后续级电路，如混频器5 (Mixer)不可能做到高增益和低噪声，因此低噪声放大器2 (LNA)必须满足一定的增益要求。为了提高信号解调的可靠性，接收到的信号需要有一定的信噪比(SNR)，这就要求低噪声放大器2 (LNA) 本身引入的噪声尽可能小。有时，天线I(Anterma)有可能接收到比有用信号强度大得多的噪声或干扰信号(一般统称为阻塞信号)，所以低噪声放大器必须有足够的线性，在出现阻塞信号时，也能够正常地放大有用信号。总之，低噪声放大器2 (LNA)设计要在噪声系数、增益、线性、和功耗等性能之间折衷考虑，其主要目的就是在一定的功耗限制下，同时得到最优的噪声性能和输入匹配，并满足一定的增益和线性要求。应用于导航接收系统中的低噪声放大器必须具有非常低的噪声和较高的增益，目前主流的导航射频芯片一般采用单端低噪声放大器2(LNA)，该结构主要采用片上电感元件与电容元件谐振腔22来进行频率选择的方法来实现，如图2所示。该方法缺点如下1.电感与电容谐振只能针对特定频带的应用，对于目前需求越来越大的多模导航接收机来说， 需要多个窄带低噪声放大器，会增加芯片面积，从而增加了成本。2.由于工艺的不可预知性，实际测试结果和设计结果会存在一定的偏差，且该偏差具有不一致性，给设计人员带来很大难度。3.由于工艺偏差和温度变化带来的误差会严重影响芯片的成品率，直接影响了设计周期和增加了成本。如图2所示，高灵敏度导航接收机(Receiver)—般采用传统低功耗和低成本的低中频接收机系统架构，该结构中的低噪声放大器2 (LNA)—般采用共源共栅23 (Cascode) 结构来实现，同时使用LC谐振腔22作为低噪声放大器2 (LNA)的负载。系统工作原理如下射频信号通过管脚LNA_IN连接到低噪声放大器2 (LNA)输入端，经过LC谐振腔22选择出需要的信号频率，然后通过声表滤波器3 (SAW)滤除其它干扰信号，后连接到片内第二级放大器4继续将信号放大，下一级送到混频器进行下变频处理。一般来讲，这样低成本和低功耗的射频前端接收机(Receiver)第一级必须是一个具有高增益和低噪声的放大器，它会直接对接收机的灵敏度和噪声造成影响。
技术实现思路
本专利技术提供的一种导航系统接收机中具有自动校准功能的低噪声放大器，频率可自动校准，低噪声，高增益，参数稳定，可靠性高，电路结构简单。为了达到上述目的，本专利技术提供一种导航系统接收机中具有自动校准功能的低噪声放大器，该放大器包含电路连接的LC谐振腔、共源共栅管、负阻管、分频器和频率控制器，还包含控制开关；由LC谐振腔和负阻管组成压控振荡器，LC谐振腔通过控制开关的切换复用交互工作， 使其作为低噪声放大器的负载使用，或者作为压控振荡器的一部分使用。所述的低噪声放大器和压控振荡器使用共同的LC谐振腔，低噪声放大器的输出调谐频率与压控振荡器的输出频率一样。所述的LC谐振腔包含电感和若干开关电容，开关电容的若干开关与频率控制器的控制信号输出端相连。本专利技术频率可自动校准，低噪声，高增益，参数稳定，可靠性高，电路结构简单。 附图说明图1是
技术介绍
中常用的导航系统接收机系统的电路结构图； 图2是
技术介绍
中高灵敏度导航接收机的电路结构图3是本专利技术提供的一种导航系统接收机中具有自动校准功能的低噪声放大器的电路结构图。具体实施例方式以下根据图3，具体说明本专利技术的较佳实施例如图3所示，本专利技术提出一种导航系统接收机中具有自动校准功能的低噪声放大器1， 该放大器1包含电路连接的LC谐振腔12、共源共栅管13、负阻管17、分频器14和频率控制器15，还包含控制开关16。由LC谐振腔12和负阻管17组成压控振荡器(VC0)，低噪声放大器1和压控振荡器使用共同的LC谐振腔12，因此，低噪声放大器1的输出调谐频率与振荡器VCO的输出频率一样。LC谐振腔12通过控制开关16的切换复用交互工作，使其即可作为低噪声放大器 1的负载使用，也可以作为压控振荡器的一部分使用。所述的LC谐振腔12包含电感L和开关电容(由C1, C2和Ci组成)，开关电容的开关(由K1, K2和Ki组成)与频率控制器15的控制信号输出端相连。该放大器的工作原理如下导航系统接收机正常工作之前，控制开关16指向19， 此时，LC谐振腔12被连接至负阻管17，压控振荡器VCO有自然频率振荡信号出来，振荡器 VCO的输出频率经过分频器14来降低频率，分频N倍整数后的频率被送到频率控制器15与固定频率fo进行比较，根据判断结果做出调整。LC谐振腔12有固定的电感值L，但是它的电容值是随着开关电容的状态而改变的。LC谐振腔12所连接的开关电容越多，其谐振的频率就越低；反之所连接的开关电容越少，其谐振的频率就越高。一般谐振的频率所需要调整的范围如果是100MHz，如果有三位数字控制开关电容阵列，那么就有八种电容组合。数字校准每调整一次的最小跨度就是12. 5MHz。校准完后的精度就可以到达6. 25MHz。如果调整的频率范围，精度和开关电容阵列数不是这样，可以用上述方法类推。在开始做校准时，当振荡器VCO的输出频率和固定频率&误差较大时，频率控制器15输出控制信号去控制LC谐振腔12中的开关电容(由Cl，C2和Ci组成)，随着上述关系重新调整振荡器VCO的输出频率，直到频率控制器15认为振荡器VCO的输出频率和固定频率&的频率差到达允许的误差范围，这个误差范围应该在6. 25MHz的N分之一内，此时，频率控制器15保持LC谐振腔12中的开关电容(由Cl，C2和Ci组成)的控制，同时，频率控制器15输出一个信号给控制开关16，使其指向18，LC谐振腔12被连接至共源共栅管13，低噪声放大器1正常工作， LC谐振腔12的谐振频率已经由振荡器VCO进行了校准，此时的谐振频率即为所需的工作频率。更进一步，所述的频率控制电路15可以采用二进制搜索法，逐步精确调整到相应的频率。分频器14的分频比N值可依据实际接收频率和固定频率&的大小来综合确定， 具体实现采用数字电路即可。本专利技术使用LC谐振腔复用的方法来同时满足压控振荡器(VCO)和低噪声放大器 (LNA)的设计要求。利用低噪声放大器(LNA)中的LC谐振腔引入一个简单振荡器VCO来与固定频率fo进行比较，达到校准的目的。该专利技术具有如下优点第一，这种新的低噪声放大器是单端输入单端输出的，噪声系数(NF)低，电流功耗低； 第二，因为LC谐振腔可以被精确校准，所以电感的Q值可以被设计得很高，这样这种新的低噪声放大器的噪声系数(NF)可以达到特别低(小于IdB)；第三，低噪声放大器的增益(Gain)在同样本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种导航系统接收机中具有自动校准功能的低噪声放大器（１），其特征在于，该放大器（１）包含电路连接的ＬＣ谐振腔（１２）、共源共栅管（１３）、负阻管（１７）、分频器（１４）和频率控制器（１５），还包含控制开关（１６）；由ＬＣ谐振腔（１２）和负阻管（１７）组成压控振荡器，ＬＣ谐振腔（１２）通过控制开关（１６）的切换复用交互工作，使其作为低噪声放大器（１）的负载使用，或者作为压控振荡器的一部分使用。
【技术特征摘要】
1.一种导航系统接收机中具有自动校准功能的低噪声放大器(1)，其特征在于，该放大器(1)包含电路连接的LC谐振腔(12)、共源共栅管(13)、负阻管(17)、分频器(14)和频率控制器(15)，还包含控制开关(16)；由LC谐振腔(12)和负阻管(17)组成压控振荡器，LC谐振腔(12)通过控制开关(16) 的切换复用交互工作，使其作为低噪声放大器(1)的负载使用，或者作为压控振荡器的一部分使用。2.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪文海，李进，徐文华，
申请(专利权)人：上海迦美信芯通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。