一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器，包括：單端輸入端、單轉差放大電路(100)、第一級緩沖電路(200)、第二級緩沖電路(300)、第一差分輸出端和第二差分輸出端。所述單端輸入端用于輸入單端輸入信號；所述單轉差放大電路(100)用于對所述單端輸入信號進行差分放大；所述第一級緩沖電路(200)用于對所述單轉差放大電路(100)輸出的差分信號進行濾波和放大；所述第二級緩沖電路(300)用于對所述第一級緩沖電路(200)輸出的差分信號進行進一步的放大以及相位和幅度調整。所述第一和第二差分輸出端用于可選擇地輸出所述低噪聲放大器的差分輸出信號。本實用新型專利技術可實現電路增益可調，具有輸出信號平衡性和增益平坦性。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于低噪聲放大器領域，涉及一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器。
技術介紹
近些年來，無線通訊技術在不斷的發展，以滿足各行各業的不同需求。低噪聲放大器常用于射頻接收系統的前端，對接收系統的整體性能起著至關重要的作用，其需要有一定的增益能夠放大天線接收到的微弱信號并抑制系統后級電路的噪聲干擾，自身的噪聲系數要低，線性度要高，從而處理較大的信號，同時需要將從天線接收到的單端信號轉換為差分輸出信號。低噪聲放大器的設計難點就在于需要將以上這些指標進行折中。目前市場上的LNA(Low Noise Amplifier低噪聲放大器)主要分為兩種，一種是在片外采用單端轉差分變壓器，將從天線接收到的信號轉換為差分信號后進入到LNA中進行信號處理，此時LNA設計成差分輸入差分輸出結構，這種結構具有很好的對稱性，但是寬帶片外變壓器增加了成本；另外一種是在片內做單端輸入、差分輸出網絡，這種LNA不需要片外變壓器，而且可以采用噪聲消除、非線性抵消等技術來提高噪聲系數和線性度，但是這種結構往往存在輸出阻抗差分端不平衡的問題，導致在整個寬頻段內很難做到平衡的差分輸出。
技術實現思路
針對單端輸入雙端輸出LNA在增益不足和輸出信號不平衡的問題，本技術提供了一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器。本技術就上述技術問題而提出的技術方案如下：一方面，一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器，包括：單端輸入端、單轉差放大電路、第一級緩沖電路、第二級緩沖電路、第一差分輸出端和第二差分輸出端；所述單端輸入端連接所述單轉差放大電路的輸入端，用于輸入單端輸入信號；所述單轉差放大電路用于對所述單端輸入信號進行差分放大，所述單轉差放大電路的差分輸出端連接所述第一級緩沖電路的差分輸入端；所述第一級緩沖電路用于對所述單轉差放大電路輸出的差分信號進行濾波和放大，所述第一級緩沖電路的差分輸出端連接至所述第一差分輸出端；所述第一級緩沖電路的差分輸出端還連接至所述第二級緩沖電路的差分輸入端；所述第二級緩沖電路用于對所述第一級緩沖電路輸出的差分信號進行進一步的放大以及相位和幅度調整，所述第二級緩沖電路的差分輸出端連接至所述第二差分輸出端；所述第一和第二差分輸出端作為所述低噪聲放大器的兩個輸出端口，用于可選擇地輸出所述低噪聲放大器的差分輸出信號。優選地，所述的一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器還包括第一開關、第二開關、第三開關和第四開關；所述第一開關和所述第二開關連接在所述第一級緩沖電路的差分輸出端和所述第一差分輸出端之間，用于控制所述第一差分輸出端信號的輸出；所述第三開關和所述第四開關連接在所述第二級緩沖電路的差分輸出端和所述第二差分輸出端之間，用于控制所述第二差分輸出端信號的輸出。優選地，所述單轉差放大電路包括：電源輸入端、第一電阻、第二電阻、第一NMOS管、第二NMOS管、第一偏置電壓輸入端、第二偏置電壓輸入端、共柵放大管、共源放大管、第三電阻、第一電容、第二電容、第一電感；所述電源輸入端分別連接至所述第一電阻和所述第二電阻的一端，所述第一電阻的另一端連接所述第一NMOS管的漏極，所述第二電阻的另一端連接所述第二NMOS管的漏極；所述第一NMOS管的柵極與所述第二NMOS管的柵極相連，并由所述第一偏置電壓輸入端供電；所述第一NMOS管的源極連接所述共柵放大管的漏極；所述第二NMOS管的源極連接所述共源放大管的漏極；所述共柵放大管的柵極分別連接所述第三電阻的一端和所述第二偏置電壓輸入端，所述第三電阻的另一端連接所述共源放大管的柵極；所述共柵放大管的源 極分別連接所述第一電容的一端、所述第二電容的一端和所述第一電感的一端，所述第一電容的另一端連接所述共源放大管的柵極，所述第二電容的另一端用于輸入所述單端輸入信號，所述第一電感的另一端接地；所述共源放大管的源極接地。優選地，所述共源放大管的尺寸是所述共柵放大管的N倍，N為自然數；所述第一電阻的阻值是所述第二電阻的N倍。優選地，所述第一級緩沖電路包括：高通濾波器和全差分放大器；所述高通濾波器的差分輸出端連接所述全差分放大器的差分輸入端；所述全差分放大器的差分輸出端連接所述第一差分輸出端。優選地，所述全差分放大器包括：電源輸入端、第六電阻、第七電阻、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第四偏置電壓輸入端；所述電源輸入端分別連接至所述第六電阻和所述第七電阻的一端，所述第六電阻和所述第七電阻的另一端分別連接所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的漏極；所述第三NMOS管的源極連接所述第五NMOS管的漏極；所述第四NMOS管的源極連接所述第五NMOS管的漏極；所述第四偏置電壓輸入端連接所述第五NMOS管的柵極；所述第五NMOS管的源極接地。優選地，所述高通濾波器包括：第三電容、第四電容、第四電阻和第五電阻；所述第三電容和所述第四電容的一端用于輸入所述單轉差放大電路的差分輸出信號，所述第三電容的另一端分別連接所述第三NMOS管的柵極和所述第四電阻的一端，所述第四電容的另一端分別連接所述第四NMOS管的柵極和所述第五電阻的一端，所述第四電阻和第五電阻另一端相連并通過第三偏置電壓輸入端供電。優選地，所述第二級緩沖電路的結構與所述第一級緩沖電路的結構相同。優選地，所述第二級緩沖電路的結構與所述第一級緩沖電路的結構相同，所述第一級緩沖電路的全差分放大器的電流小于所述第二級緩沖電路的全差分放大器的電流。優選地，所述第二級緩沖電路的結構與所述第一級緩沖電路的結構相同，流過所述第五NMOS管的電流為尾電流，所述第一級緩沖電路的尾電流小于所述第二級緩沖電路的尾電流。實施本技術實施例，具有如下有益效果：本技術一方面通過在第 一級電路的輸出端增加了兩級緩沖電路，保證了輸出端差分信號的相位平衡和幅度平衡，提高了電路增益和增益平坦度；另一方面通過設置兩個可選差分輸出端，不同的輸出端的增益不同，從而實現電路增益可調。附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所屬要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本技術一個實施例提供的LAN結構示意圖‘圖2為本技術另一個實施例提供的LNA的結構示意圖；圖3為單轉差放大級電路圖；圖4為第一級緩沖級電路圖；圖5為第二級緩沖電路圖。具體實施方式下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例只是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。本實施例提供了一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器，參照圖1，該低噪聲放大器，包括：單端輸入端In1、單轉差放大電路100、第一級緩沖電路200、第二級緩沖電路300、第一差分輸出端OUT3±以及第二差分輸出端OUT5±。單端輸入端In1連接單轉差放大電路100的輸入端，用于輸入單端輸入信號 SIn。單轉差放大電路100用于對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器，其特征在于，包括：單端輸入端(In1)、單轉差放大電路(100)、第一級緩沖電路(200)、第二級緩沖電路(300)、第一差分輸出端(OUT3+、OUT3?)和第二差分輸出端(OUT5+、OUT5?)；所述單端輸入端(In1)連接所述單轉差放大電路(100)的輸入端，用于輸入單端輸入信號(SIn)；所述單轉差放大電路(100)用于對所述單端輸入信號(SIn)進行差分放大，所述單轉差放大電路(100)的差分輸出端(OUT1+、OUT1?)連接所述第一級緩沖電路(200)的差分輸入端；所述第一級緩沖電路(200)用于對所述單轉差放大電路(100)輸出的差分信號進行濾波和放大，所述第一級緩沖電路(200)的差分輸出端(OUT2+、OUT2?)連接至所述第一差分輸出端(OUT3+、OUT3?)；所述第一級緩沖電路(200)的差分輸出端(OUT2+、OUT2?)還連接至所述第二級緩沖電路(300)的差分輸入端；所述第二級緩沖電路(300)用于對所述第一級緩沖電路(200)輸出的差分信號進行進一步的放大以及相位和幅度調整，所述第二級緩沖電路(300)的差分輸出端(OUT4+、OUT4?)連接至所述第二差分輸出端(OUT5+、OUT5?)；所述第一和第二差分輸出端作為所述低噪聲放大器的兩個輸出端口，用于可選擇地輸出所述低噪聲放大器的差分輸出信號。...

【技術特征摘要】
1.一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器，其特征在于，包括：單端輸入端(In1)、單轉差放大電路(100)、第一級緩沖電路(200)、第二級緩沖電路(300)、第一差分輸出端(OUT3+、OUT3-)和第二差分輸出端(OUT5+、OUT5-)；所述單端輸入端(In1)連接所述單轉差放大電路(100)的輸入端，用于輸入單端輸入信號(SIn)；所述單轉差放大電路(100)用于對所述單端輸入信號(SIn)進行差分放大，所述單轉差放大電路(100)的差分輸出端(OUT1+、OUT1-)連接所述第一級緩沖電路(200)的差分輸入端；所述第一級緩沖電路(200)用于對所述單轉差放大電路(100)輸出的差分信號進行濾波和放大，所述第一級緩沖電路(200)的差分輸出端(OUT2+、OUT2-)連接至所述第一差分輸出端(OUT3+、OUT3-)；所述第一級緩沖電路(200)的差分輸出端(OUT2+、OUT2-)還連接至所述第二級緩沖電路(300)的差分輸入端；所述第二級緩沖電路(300)用于對所述第一級緩沖電路(200)輸出的差分信號進行進一步的放大以及相位和幅度調整，所述第二級緩沖電路(300)的差分輸出端(OUT4+、OUT4-)連接至所述第二差分輸出端(OUT5+、OUT5-)；所述第一和第二差分輸出端作為所述低噪聲放大器的兩個輸出端口，用于可選擇地輸出所述低噪聲放大器的差分輸出信號。2.根據權利要求1所述的一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器，其特征在于，還包括第一開關(K1)、第二開關(K2)、第三開關(K3)和第四開關(K4)；所述第一開關(K1)和所述第二開關(K2)連接在所述第一級緩沖電路(200)的差分輸出端(OUT2+、OUT2-)和所述第一差分輸出端(OUT3+、OUT3-)之間，用于控制所述第一差分輸出端(OUT3+、OUT3-)信號的輸出；所述第三開關(K3)和所述第四開關(K4)連接在所述第二級緩沖電路(300)的差分輸出端(OUT4+、OUT4-)和所述第二差分輸出端(OUT5+、OUT5-)之間，用于控制所述第二差分輸出端(OUT3+、OUT3-)信號的輸出。3.根據權利要求1所述的一種單端輸入雙端輸出的增益可調的低噪聲放大器，其特征在于，所述單轉差放大電路(100)包括：電源輸入端(VDD)、第一電阻(Rcg)、第二電阻(Rcs)、第一NMOS管(M1)、第二NMOS管(M2)、第一偏置電壓輸入端(VB1)、第二偏置電壓輸入端(VB2)、共柵放大管(M3)、共源放大管(M4)、第三電阻(R1)、第一電容(C1)、第二電容(Cin)、第一電感(Lext)；所述電源輸入端(VDD)分別連接至所述第一電阻(Rcg)和所述第二電阻(Rcs)的一端，所述第一電阻(Rcg)的另一端連接所述第一NMOS管(M1)的漏極，所述第二電阻(Rcs)的另一端連接所述第二NMOS管(M2)的漏極；所述第一NMOS管(M1)的柵極與所述第二NMOS管(M2)的柵極相連，并由所述第一偏置電壓輸入端(VB1)供電；所述第一NMOS管(M1)的源極連接所述共柵放大管(M3)的漏極；所述第二NMOS管(M2)的源極連接所述共源放大管(M4)的漏極；所述共柵放大管(M3)的柵極分別連接所述第三電阻(R1)的一端和所述第二偏置電壓輸入端(VB2)，所述第三電阻(R1)的另一端連接所述共源放大管(M4)的柵極；所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張科峰，余楊，
申請(專利權)人：武漢芯泰科技有限公司，
類型：新型
國別省市：湖北;42