一种低功耗的高增益低噪声放大器及运行方法技术

本发明专利技术涉及一种低功耗的高增益低噪声放大器及运行方法，所述放大器包括偏置电路、输入匹配电路、信号放大电路和输出匹配电路，输入匹配电路输入射频信号，对射频信号进行一次阻抗匹配；信号放大电路对阻抗匹配后的射频信号进行信号放大；输出匹配电路对放大后的信号进行二次阻抗匹配，输出二次阻抗匹配后的射频信号；偏置电路向输入匹配电路提供偏置电压，并对放大后的信号进行增益。相对现有技术，本发明专利技术节约了偏置电路的电流，能够使电路在不增加功耗的情况下增加电路的增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频集成电路
，尤其涉及一种低功耗的高增益低噪声放大器及运行方法。
技术介绍
低噪声放大器位于接收机前端，是接收机中的第一级有源电路，需要把来自天线的信号进行放大，抑制各种噪声干扰，提高系统灵敏度。评价一个低噪声放大器的性能好坏，主要看它是否有足够低的噪声系数(NF)、良好的匹配性能和稳定性等。然而，现有技术的低噪声放大器还存在不足，比如不能实现足够低的功耗去维持电池的使用时间、合理的增益等。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种低功耗的高增益低噪声放大器及运行方法，所要解决的技术问题是：如何在不影响噪声、功耗以及匹配性能的情况下提高超宽带低噪声放大器的增益性能。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种低功耗的高增益低噪声放大器，包括偏置电路、输入匹配电路、信号放大电路和输出匹配电路，所述输入匹配电路与射频输入端连接，输入射频信号，对射频信号进行一次阻抗匹配；所述信号放大电路与所述输入匹配电路连接，对阻抗匹配后的射频信号进行信号放大；所述输出匹配电路与所述信号放大电路连接，对放大后的信号进行二次阻抗匹配，向所述射频输出端输出二次阻抗匹配后的射频信号；所述偏置电路分别与所述输入匹配电路和输出匹配电路连接，所述偏置电路向所述输入匹配电路提供偏置电压，并对放大后的信号进行增益。本专利技术的有益效果是：偏置电路既能提供偏置电压，同时还能对放大后的信号进行增益，节约了偏置电路的电流，能够使电路在不增加功耗的情况下增加电路的增益；噪声性能好，抑制各种噪声干扰，提高灵敏度；实现在不影响噪声、功耗以及匹配性能的情况下提高超宽带低噪声放大器的增益性能。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述偏置电路包括MOS管M3、MOS管M4和电阻R1，所述MOS管M4的漏极与输出匹配电路连接，所述MOS管M4的栅极与所述信号放大电路连接，所述MOS管M4的源极分别与所述MOS管M3的漏极和栅极连接，所述MOS管M3的栅极经电阻R1与输入匹配电路连接，所述MOS管M3的源极接地。进一步方案的有益效果是：偏置电路既能提供偏置电压，同时还能对放大后的信号进行增益，节约了偏置电路的电流，能够使电路在不增加功耗的情况下增加电路的增益。进一步，所述输入匹配电路包括电容C1、电感L1～L2和MOS管M1，所述电容C1的一端与射频输入端与连接，接入射频信号，另一端经电感L1与MOS管M1的栅极连接，MOS管M1的源极经电感L2接地，MOS管M1的漏极经电感L3与信号放大电路连接。进一步方案的有益效果是：对射频信号进行一次阻抗匹配，提升匹配稳定性。进一步，所述信号放大电路包括MOS管M2和电感L4，所述MOS管M2的源极与电感L3连接，还经电容C3接地；所述MOS管M2的栅极与MOS管M4的栅极连接，还经电容C2与MOS管M1的漏极连接，还经电阻R2接入电源电压VDD；所述MOS管M2的漏极与MOS管M4的漏极连接，还经电感L4与电阻R2连接，接入电源电压VDD，还与输出匹配电路连接。进一步方案的有益效果是：对阻抗匹配后的射频信号进行信号放大，实现放大功能。进一步，所述输出匹配电路包括电容C4，所述电容C4的一端与MOS管M2的漏极连接，另一端与与射频输出端。进一步方案的有益效果是：偏置电路、输入匹配电路、信号放大电路和输出匹配电路构成窄带低噪声放大器，能够实现在特定频率处达到性能最佳，不影响噪声、功耗以及匹配性能的情况下提高窄带低噪声放大器的增益性能。进一步，所述输入匹配电路还包括电阻R3、电阻R4、电容C5和电容C6，所述电阻R3的一端分别与所述电容C1和电阻R1连接，另一端经电容C5与MOS管M1的漏极连接；所述电阻R4的一端分别与所述电容C1和电阻R1连接，另一端经电容C6与MOS管M1的源极连接。进一步，所述信号放大电路还包括电感L5，所述电感L5的一端与MOS管M2的栅极连接，另一端分别电阻R2、电容C2和MOS管M4的栅极连接。进一步，所述信号放大电路还包括电阻R5，所述电阻R5的一端与电感L4连接，另一端与电阻R2连接，并接入电源电压VDD。进一步方案的有益效果是：偏置电路、输入匹配电路、信号放大电路和输出匹配电路构成超宽带带低噪声放大器，能够实现在特定频率段达到性能最佳。进一步，所述MOS管M1～M4均为NMOS管。进一步方案的有益效果是：NMOS管能降低本装置的的噪声。本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种低功耗的高增益低噪声放大器的运行方法，包括以下步骤：步骤S1.输入匹配电路输入射频信号，对射频信号进行一次阻抗匹配；偏置电路向输入匹配电路提供偏置电压；步骤S2.信号放大电路对阻抗匹配后的射频信号进行信号放大；偏置电路对放大后的信号进行增益；步骤S3.输出匹配电路对放大后的信号进行二次阻抗匹配，向所述射频输出端输出二次阻抗匹配后的射频信号。本技术方案的有益效果：通过偏置电路来提供增益，这样能够使电路在不增加功耗的前提下提高增益，节约了偏置电路所产生的电流，实现在不影响噪声、功耗以及匹配性能的情况下提高超宽带低噪声放大器的增益性能。附图说明图1为本专利技术一种低功耗的高增益低噪声放大器的模块框图；图2为本专利技术一种低功耗的高增益低噪声放大器关于实施例1的电路原理图；图3为本专利技术一种低功耗的高增益低噪声放大器关于实施例1的S参数仿真图；图4为本专利技术一种低功耗的高增益低噪声放大器关于实施例2的电路原理图；图5为本专利技术一种低功耗的高增益低噪声放大器关于实施例2的S参数仿真图；图6为本专利技术一种低功耗的高增益低噪声放大器的运行方法的流程图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、偏置电路，2、输入匹配电路，3、信号放大电路，4、输出匹配电路，5、射频输入端，6、射频输出端。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1：如图1和图2所示，一种低功耗的高增益低噪声放大器，包括偏置电路1、输入匹配电路2、信号放大电路3和输出匹配电路4，所述输入匹配电路2与射频输入端5连接，输入射频信号，对射频信号进行一次阻抗匹配；所述信号放大电路3与所述输入匹配电路2连接，对阻抗匹配后的射频信号进行信号放大；所述输出匹配电路4与所述信号放大电路3连接，对放大后的信号进行二次阻抗匹配，向所述射频输出端6输出二次阻抗匹配后的射频信号；所述偏置电路1分别与所述输入匹配电路2和输出匹配电路4连接，所述偏置电路1向所述输入匹配电路2提供偏置电压，并对放大后的信号进行增益；通过偏置电路1来提供增益，这样能够使电路在不增加功耗的前提下提高增益，节约了偏置电路1所产生的电流；偏置电路1既能提供偏置电压，同时还能对放大后的信号进行增益，节约了偏置电路1的电流，能够使电路在不增加功耗的情况下增加电路的增益；噪声性能好，抑制各种噪声干扰，提高灵敏度；实现在不影响噪声、功耗以及匹配性能的情况下提高超宽带低噪声放大器的增益性能。上述实施例中，所述偏置电路1包括MOS管M3、MOS管M4和电阻R1，所述MOS管M4的漏极与输出匹配电路4连接，所述MOS管M4的栅极与所述信号放大电路3连接，所述MOS管M4的源极分别与所述MOS管M3的漏极和栅极连接，所述MOS管M3的栅极经电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗的高增益低噪声放大器，其特征在于：包括偏置电路(1)、输入匹配电路(2)、信号放大电路(3)和输出匹配电路(4)，所述输入匹配电路(2)与射频输入端(5)连接，输入射频信号，对射频信号进行一次阻抗匹配；所述信号放大电路(3)与所述输入匹配电路(2)连接，对阻抗匹配后的射频信号进行信号放大；所述输出匹配电路(4)与所述信号放大电路(3)连接，对放大后的信号进行二次阻抗匹配，向所述射频输出端(6)输出二次阻抗匹配后的射频信号；所述偏置电路(1)分别与所述输入匹配电路(2)和输出匹配电路(4)连接，所述偏置电路(1)向所述输入匹配电路(2)提供偏置电压，并对放大后的信号进行增益。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗的高增益低噪声放大器，其特征在于：包括偏置电路(1)、输入匹配电路(2)、信号放大电路(3)和输出匹配电路(4)，所述输入匹配电路(2)与射频输入端(5)连接，输入射频信号，对射频信号进行一次阻抗匹配；所述信号放大电路(3)与所述输入匹配电路(2)连接，对阻抗匹配后的射频信号进行信号放大；所述输出匹配电路(4)与所述信号放大电路(3)连接，对放大后的信号进行二次阻抗匹配，向所述射频输出端(6)输出二次阻抗匹配后的射频信号；所述偏置电路(1)分别与所述输入匹配电路(2)和输出匹配电路(4)连接，所述偏置电路(1)向所述输入匹配电路(2)提供偏置电压，并对放大后的信号进行增益。2.根据权利要求1所述一种低功耗的高增益低噪声放大器，其特征在于：所述偏置电路(1)包括MOS管M3、MOS管M4和电阻R1，所述MOS管M4的漏极与输出匹配电路(4)连接，所述MOS管M4的栅极与所述信号放大电路(3)连接，所述MOS管M4的源极分别与所述MOS管M3的漏极和栅极连接，所述MOS管M3的栅极经电阻R1与输入匹配电路(2)连接，所述MOS管M3的源极接地。3.根据权利要求2所述一种低功耗的高增益低噪声放大器，其特征在于：所述输入匹配电路(2)包括电容C1、电感L1、电感L2和MOS管M1，所述电容C1的一端与射频输入端(5)连接，接入射频信号，另一端经电感L1与MOS管M1的栅极连接，MOS管M1的源极经电感L2接地，MOS管M1的漏极经电感L3与信号放大电路(3)连接。4.根据权利要求3所述一种低功耗的高增益低噪声放大器，其特征在于：所述信号放大电路(3)包括MOS管M2和电感L4，所述MOS管M2的源极与电感L3连接，还经电容C3接地；所述MOS管M2的栅极与MOS管M4的栅极连接，还经电容C2与MOS管M1的漏极连接，还经...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋树祥，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：广西;45