用于多模收发器的超低噪声高线性度ＬＮＡ制造技术

一种用于在低、中或高线性度模式中工作的放大器，所述放大器包括：耦合到第二低噪声放大器（ＬＮＡ）的第一低噪声放大器，用于提供放大；耦合到第一ＬＮＡ的第一退化电感（３４０），用于提供阻抗匹配；耦合到第二ＬＮＡ的输出的－ｇ３生成单元，用于消除三阶跨导失真；以及第一启用／停用元件（３５０），其耦合到第二ＬＮＡ的输出并与－ｇ３生成单元并联排列，用于在低、中或高线性度模式中的一个模式下操作第一和第二ＬＮＡ中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及放大器。更具体地，本公开涉及超低噪声高线性度LNA。
技术介绍
现有的多模多标准无线通信系统需要高性能无线电接收机(也称为接收机)。该多模接收机必须为微弱信号提供足够的信噪比(SNR)性能以获得最高的灵敏度性能。另外，多模接收机必须以最小的失真线性地处理在宽动态范围上的信号和干扰电平。也就是说，需要高线性度性能。失真是由例如互调和增益压缩引起的。更高的线性度导致降低的互调电平和增益压缩。因此，也需要低噪声、高增益性能。通常，同时提供高线性度和低噪声的接收机设计技术是难以实现的，并受限于设计折衷。另外，许多移动的无线通信设备依赖于作为它们的能量源的可充电电池，因此也需要低直流电消耗以延长电池寿命。高性能接收机的一个重要部件是低噪声放大器(LNA)。LNA是接收机的总体噪声性能的主要决定因素。换句话说，LNA的特性(例如高线性度和低噪声)会对总体的接收机性能产生决定性影响。通常，LNA布置在接收机的前端，靠近接收天线接口，以最小化天线和LNA之间的射频(RF)损耗。LNA被设计用于提供高增益，同时只产生超出LNA输入处出现的噪声的最少量的额外噪声。这个属性被称为低噪声系数。为了获得高线性度特性， LNA也应具有高的三阶输入截点(IIP3)。IIP3是当三阶互调产物电平等于外推线性期望输出电平时的输入电平。通常，高的IIP3值表明高线性度性能。一种在接收机中实现高线性度的方式是并入高性能LNA设计，其在包LNA输入处包括退化电感切换方案，以实现低线性度(LL)模式、中线性度(ML)模式或高线性度(HL) 模式。在一个方面，低线性度对应于低噪声。在LNA设计中加入退化电感改进了设备输入/ 输出阻抗匹配、噪声匹配、稳定性和线性度，但是降低了增益。然而，在高频尤其是2GHz及以上的频率范围内(包括国际移动电信(IMT)和更高频带)，具有切换退化电感方案的LNA 设计与在较低频率时的性能相比，具有降低的噪声性能(即，增加的噪声系数)。典型的接收机在LNA之后还包括下变频混频器，以将接收机射频(RF)频带转换到中频(IF)频带。执行下变频的原因是在IF频带更便于使用随后的信号处理，例如增益控制、带通滤波等。在一些接收机中，在下变频混频器之前包括带通滤波器，以从频率下变频消除不想要的产物(例如发送到接收噪声泄露)。在接收器设计中使用的带通滤波器的一个例子是表面声波(SAW)滤波器。然而，该带通滤波器向接收机设计增加了插入损耗和质量。因此，通过增加带通滤波器减轻了接收机对于不想要的产物(例如，发送到接收噪声泄露)的脆弱性，其代价是增加了插入损耗和质量，因此需要在LNA上有更好的噪声性能以补偿由额外的插入损耗而导致的更坏的SNR。
技术实现思路
公开了一种装置和方法，用于在接收机设计中实现超低噪声和高线性度，特别适用于高频QGHz及以上)范围。本领域的技术人员可以理解，与接收机设计相关联的特征可以在收发器的接收部件中实现，并不影响本公开的范围和精神。根据一个方面，一种用于在低、中或高线性度模式下工作的放大器包括耦合到第二低噪声放大器(LNA)的第一低噪声放大器，用于提供放大；耦合到第一 LNA的第一退化电感，用于提供阻抗匹配；耦合到第二 LNA的输出的- 生成单元，用于消除三阶跨导失真；以及耦合到第二 LNA的输出并与- 生成单元并联排列的第一启用/停用元件，用于在低、中或高线性度模式中的一个模式下操作第一和第二 LNA中的至少一个。根据另一个方面，一种用于在低线性度、中线性度或高线性度模式下工作的放大器包括RF输入端口 ；第一低噪声放大器(LNA)和第二低噪声放大器，上述两者均耦合到所述RF输入端口，用于提供放大；耦合到第一 LNA和第二 LNA的第一退化电感，用于提供阻抗匹配；耦合到第二 LNA的输出的- 生成单元，用于消除三阶跨导失真；耦合到第二 LNA的输出并与_g3生成单元并联排列的第一开关；以及第二开关，其与- 生成单元并联排列，同时在第一端耦合到第二 LNA并且在第二端耦合到地；其中a)关闭第一开关以在低线性度模式中操作第一和第二 LNA，或者b)打开第一开关并且关闭第二开关，以在高线性度模式中操作第一和第二 LNA。本公开的优点包括实现了超低噪声和高线性度性能，同时消除了在接收机设计中与关联于下变频器的带通滤波器(例如，SAW滤波器)相关的插入损耗和质量。本公开的 LNA设计允许对于低、中和高线性度模式使用双LNA，从而在所有三种模式中实现了最好的性能。可以理解，对于本领域的技术人员来说，根据下面的详细描述，其它方面将变得显而易见，其中，通过示例说明的方式示出和描述了各个方面。附图和详细描述实际上应被视为是说明性的，而非限制性的。附图说明图1说明了接收机100的一个示例性框图。图2说明了用于例如接收机中以实现高线性度特性的LNA设计的现有技术的构 )思ο图3说明了用于例如接收机中以同时实现低噪声和高线性度特性的单端双LNA结构的例子。图3a说明了图3中单端双LNA结构的三个实施例。图4说明了改进的单端双LNA结构的例子，其用于例如接收机中以实现低线性度、 中线性度或高线性度特性。图如和4b说明了图4中的改进的单端双LNA结构的各种实施例。图说明了图4中显示的改进的单端双LNA结构的各种差分结构变形。图9说明了图7a中所示的双LNA结构的示例性输入匹配性能数据。具体实施例方式下面阐明的详细说明连同附图旨在说明本公开的各个方面，并不旨在表示可以实施本公开的唯一方面。本公开中描述的每个方面仅仅作为本公开的例子或说明，不应必然被解释为比其它方面更优选或更有利。为了便于彻底理解本公开，详细说明中包括了具体的细节。然而，对本领域的技术人员来说，本公开可以在没有这些具体细节的情况下实施是显而易见的。在一些例子中，以框图的形式显示公知的结构和设备，以避免模糊本公开的构思。可以仅仅为了方便和清楚而使用首字母缩略词及其它描述性术语，并不旨在限制本公开的范围。尽管为了简化说明，将方法显示和描述为一系列的动作，但是应该理解和意识到， 方法不应限制于动作的顺序，因为根据一个或多个方面，一些动作可以按照与本文所示的顺序不同的顺序发生和/或与其它动作同时发生。例如，本领域的技术人员可以理解和意识到，一种方法可以替代性地被表示为一系列相关的状态或事件，例如以状态图表示。另外，并不需要所有说明的动作来实现根据一个或多个方面的方法。图1说明了接收机100的示例性框图。如图1所示，RF输入105被接收天线110 接收。本领域的技术人员能够理解，本领域的许多技术人员提及接收机时不包括接收天线， 而本领域的其他技术人员提及接收机时包括接收天线。提及接收机100时有或者没有接收天线Iio不影响本公开的范围和精神。框120中包括各种RF元件，例如隔离器、开关等等。 本领域的技术人员可以理解，可以基于期望的总体接收机性能来选择包括在接收机内的RF 元件。接下来，提供低噪声放大器(LNA) 130以便以高增益和低额外噪声来放大该RF输入。 LNA的RF输出被输入到下变频混频器140，其将该RF输出从RF频带变频到期望的IF频带。通过本地振荡器(LO) 150的频率设定来促使频率变换。在一个例子中，所述LO包括频率合成器(未示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于在低、中或高线性度模式下工作的放大器，所述放大器包括：耦合到第二低噪声放大器（ＬＮＡ）的第一低噪声放大器，用于提供放大；耦合到所述第一ＬＮＡ的第一退化电感，用于提供阻抗匹配；耦合到所述第二ＬＮＡ的输出的－ｇ３生成单元，用于消除三阶跨导失真；以及第一启用／停用元件，其耦合到所述第二ＬＮＡ的输出并与所述－ｇ３生成单元并联排列，用于在所述低、中或高线性度模式中的一个模式下操作所述第一和第二ＬＮＡ中的至少一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·杨，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US