一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大器，包括：单端输入端、单转差放大电路(100)、第一级缓冲电路(200)、第二级缓冲电路(300)、第一差分输出端和第二差分输出端。所述单端输入端用于输入单端输入信号；所述单转差放大电路(100)用于对所述单端输入信号进行差分放大；所述第一级缓冲电路(200)用于对所述单转差放大器(100)输出的差分信号进行滤波和放大；所述第二级缓冲电路(200)用于对所述第一级缓冲电路(200)输出的差分信号进行进一步的放大以及相位和幅度调整。所述第一和第二差分输出端用于可选择地输出所述低噪声放大器的差分输出信号。本发明专利技术可实现电路增益可调，具有输出信号平衡性和增益平坦性。

Low noise amplifier with adjustable gain for single ended input and dual output

The invention discloses a low noise amplifier, a single input dual output adjustable gain comprises a single input, single differential amplifier circuit (100), the first level buffer circuit (200), second level buffer circuit (300), the first differential output and second differential output. The single end input for input single ended input signal; the single differential amplifier circuit (100) for differential amplification of the single end input signal; the first buffer circuit (200) for the single differential amplifier (100) output differential signal filtering and amplification; the second stage buffer circuit (200) for the first level buffer circuit (200) outputs the differential signal for further amplification and phase and amplitude adjustment. The first and second differential output terminals are used to selectively output differential output signals of the low noise amplifier. The invention has the advantages that the circuit gain can be adjusted, and the output signal balance and the gain flatness can be realized.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低噪声放大器领域，涉及一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大器。
技术介绍
近些年来，无线通讯技术在不断的发展，以满足各行各业的不同需求。低噪声放大器常用于射频接收系统的前端，对接收系统的整体性能起着至关重要的作用，其需要有一定的增益能够放大天线接收到的微弱信号并抑制系统后级电路的噪声干扰，自身的噪声系数要低，线性度要高，从而处理较大的信号，同时需要将从天线接收到的单端信号转换为差分输出信号。低噪声放大器的设计难点就在于需要将以上这些指标进行折中。目前市场上的LNA(LowNoiseAmplifier低噪声放大器)主要分为两种，一种是在片外采用单端转差分变压器，将从天线接收到的信号转换为差分信号后进入到LNA中进行信号处理，此时LNA设计成差分输入差分输出结构，这种结构具有很好的对称性，但是宽带片外变压器增加了成本；另外一种是在片内做单端输入、差分输出网络，这种LNA不需要片外变压器，而且可以采用噪声消除、非线性抵消等技术来提高噪声系数和线性度，但是这种结构往往存在输出阻抗差分端不平衡的问题，导致在整个宽频段内很难做到平衡的差分输出。
技术实现思路
针对单端输入双端输出LNA在增益不足和输出信号不平衡的问题，本专利技术提供了一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大器。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下：一方面，一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大器，包括：单端输入端、单转差放大电路、第一级缓冲电路、第二级缓冲电路、第一差分输出端和第二差分输出端；所述单端输入端连接所述单转差放大电路的输入端，用于输入单端输入信号；所述单转差放大电路用于对所述单端输入信号进行差分放大，所述单转差放大电路的差分输出端连接所述第一级缓冲电路的差分输入端；所述第一级缓冲电路用于对所述单转差放大器输出的差分信号进行滤波和放大，所述第一级缓冲电路的差分输出端连接至所述第一差分输出端；所述第一级缓冲电路的差分输出端还连接至所述第二级缓冲电路的差分输入端；所述第二级缓冲电路用于对所述第一级缓冲电路输出的差分信号进行进一步的放大以及相位和幅度调整，所述第二级缓冲电路的差分输出端连接至所述第二差分输出端；所述第一和第二差分输出端作为所述低噪声放大器的两个输出端口，用于可选择地输出所述低噪声放大器的差分输出信号。优选地，所述的一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大器还包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关和所述第二开关连接在所述第一级缓冲电路的差分输出端和所述第一差分输出端之间，用于控制所述第一差分输出端信号的输出；所述第三开关和所述第四开关连接在所述第二级缓冲电路的差分输出端和所述第二差分输出端之间，用于控制所述第二差分输出端信号的输出。优选地，所述单转差放大电路包括：电源输入端、第一电阻、第二电阻、第一NMOS管、第二NMOS管、第一偏置电压输入端、第二偏置电压输入端、共栅放大管、共源放大管、第三电阻、第一电容、第二电容、第一电感；所述电源输入端分别连接至所述第一电阻和所述第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述第一NMOS管的漏极，所述第二电阻的另一端连接所述第二NMOS管的漏极；所述第一NMOS管的栅极与所述第二NMOS管的栅极相连，并由所述第一偏置电压输入端供电；所述第一NMOS管的源极连接所述共栅放大管的漏极；所述第二NMOS管的源极连接所述共源放大管的漏极；所述共栅放大管的栅极分别连接所述第三电阻的一端和所述第二偏置电压输入端，所述第三电阻的另一端连接所述共源放大管的栅极；所述共栅放大管的源极分别连接所述第一电容的一端、所述第二电容的一端和所述第一电感的一端，所述第一电容的另一端连接所述共源放大管的栅极，所述第二电容的另一端用于输入所述单端输入信号，所述第一电感的另一端接地；所述共源放大管的源极接地。优选地，所述共源放大管的尺寸是所述共栅放大管的N倍，N为自然数；所述第一电阻的阻值是所述第二电阻的N倍。优选地，所述第一级缓冲电路包括：高通滤波器和全差分放大器；所述高通滤波器的差分输出端连接所述全差分滤波器的差分输入端；所述全差分滤波器的差分输出端连接所述第一差分输出端。优选地，所述高通滤波器包括：第三电容、第四电容、第四电阻和第五电阻；所述第三电容和所述第四电容的一端用于输入所述单转差放大电路的差分输出信号，所述第三电容的另一端分别连接所述第三NMOS管的栅极和所述第四电阻的一端，所述第四电容的另一端分别连接所述第四NMOS管的栅极和所述第五电阻的一端，所述第四电阻和第五电阻另一端相连并通过第三偏置电压输入端供电。优选地，所述全差分放大器包括：电源输入端、第六电阻、第七电阻、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第四偏置电压输入端；所述电源输入端分别连接至所述第六电阻和所述第七电阻的一端，所述第六电阻和所述第七电阻的另一端分别连接所述第三NMOS管和所述第四NMOS管的漏极；所述第三NMOS管的源极连接所述第五NMOS管的漏极；所述第四NMOS管的源极连接所述第五NMOS管的漏极；所述第四偏置电压输入端连接所述第五NMOS管的栅极；所述第五NMOS管的源极接地。优选地，所述第二级缓冲电路的结构与所述第一级缓冲电路的结构相同。优选地，所述第二级缓冲电路的结构与所述第一级缓冲电路的结构相同，所述第一级缓冲电路的全差分放大器的电流小于所述第二级缓冲电路的全差分放大器的电流。优选地，所述第二级缓冲电路的结构与所述第一级缓冲电路的结构相同，流过所述第五NMOS管的电流为尾电流，所述第一级缓冲电路的尾电流小于所述第二级缓冲电路的尾电流。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术一方面通过在第一级电路的输出端增加了两级缓冲电路，保证了输出端差分信号的相位平衡和幅度平衡，提高了电路增益和增益平坦度；另一方面通过设置两个可选差分输出端，不同的输出端的增益不同，从而实现电路增益可调。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所属要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例提供的LAN结构示意图‘图2为本专利技术另一个实施例提供的LNA的结构示意图；图3为单转差放大级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大器，其特征在于，包括：单端输入端(In1)、单转差放大电路(100)、第一级缓冲电路(200)、第二级缓冲电路(300)、第一差分输出端(OUT3+、OUT3‑)和第二差分输出端(OUT5+、OUT5‑)；所述单端输入端(In1)连接所述单转差放大电路(100)的输入端，用于输入单端输入信号(SIn)；所述单转差放大电路(100)用于对所述单端输入信号(SIn)进行差分放大，所述单转差放大电路(100)的差分输出端(OUT1+、OUT1‑)连接所述第一级缓冲电路(200)的差分输入端；所述第一级缓冲电路(200)用于对所述单转差放大器(100)输出的差分信号进行滤波和放大，所述第一级缓冲电路(200)的差分输出端(OUT2+、OUT2‑)连接至所述第一差分输出端(OUT3+、OUT3‑)；所述第一级缓冲电路(200)的差分输出端(OUT2+、OUT2‑)还连接至所述第二级缓冲电路(200)的差分输入端；所述第二级缓冲电路(200)用于对所述第一级缓冲电路(200)输出的差分信号进行进一步的放大以及相位和幅度调整，所述第二级缓冲电路(300)的差分输出端(OUT4+、OUT4‑)连接至所述第二差分输出端(OUT5+、OUT5‑)；所述第一和第二差分输出端作为所述低噪声放大器的两个输出端口，用于可选择地输出所述低噪声放大器的差分输出信号。...

【技术特征摘要】
1.一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大器，其特征在于，包括：
单端输入端(In1)、单转差放大电路(100)、第一级缓冲电路(200)、第二级缓
冲电路(300)、第一差分输出端(OUT3+、OUT3-)和第二差分输出端(OUT5+、
OUT5-)；
所述单端输入端(In1)连接所述单转差放大电路(100)的输入端，用于输
入单端输入信号(SIn)；
所述单转差放大电路(100)用于对所述单端输入信号(SIn)进行差分放大，
所述单转差放大电路(100)的差分输出端(OUT1+、OUT1-)连接所述第一级缓
冲电路(200)的差分输入端；
所述第一级缓冲电路(200)用于对所述单转差放大器(100)输出的差分
信号进行滤波和放大，所述第一级缓冲电路(200)的差分输出端(OUT2+、OUT2-)
连接至所述第一差分输出端(OUT3+、OUT3-)；所述第一级缓冲电路(200)
的差分输出端(OUT2+、OUT2-)还连接至所述第二级缓冲电路(200)的差分输
入端；
所述第二级缓冲电路(200)用于对所述第一级缓冲电路(200)输出的差
分信号进行进一步的放大以及相位和幅度调整，所述第二级缓冲电路(300)的
差分输出端(OUT4+、OUT4-)连接至所述第二差分输出端(OUT5+、OUT5-)；
所述第一和第二差分输出端作为所述低噪声放大器的两个输出端口，用于
可选择地输出所述低噪声放大器的差分输出信号。
2.根据权利要求1所述的一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大
器，其特征在于，还包括第一开关(K1)、第二开关(K2)、第三开关(K3)和
第四开关(K4)；
所述第一开关(K1)和所述第二开关(K2)连接在所述第一级缓冲电路(200)
的差分输出端(OUT2+、OUT2-)和所述第一差分输出端(OUT3+、OUT3-)之间，
用于控制所述第一差分输出端(OUT3+、OUT3-)信号的输出；
所述第三开关(K3)和所述第四开关(K4)连接在所述第二级缓冲电路(300)
的差分输出端(OUT4+、OUT4-)和所述第二差分输出端(OUT5+、OUT5-)之间，

\t用于控制所述第二差分输出端(OUT3+、OUT3-)信号的输出。
3.根据权利要求1所述的一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大
器，其特征在于，所述单转差放大电路(100)包括：电源输入端(VDD)、第
一电阻(Rcg)、第二电阻(Rcs)、第一NMOS管(M1)、第二NMOS管(M2)、
第一偏置电压输入端(VB1)、第二偏置电压输入端(VB2)、共栅放大管(M3)、
共源放大管(M4)、第三电阻(R1)、第一电容(C1)、第二电容(Cin)、第一
电感(Lext)；
所述电源输入端(VDD)分别连接至所述第一电阻(Rcg)和所述第二电阻
(Rcs)的一端，所述第一电阻(Rcg)的另一端连接所述第一NMOS管(M1)
的漏极，所述第二电阻(Rcs)的另一端连接所述第二NMOS管(M2)的漏极；
所述第一NMOS管(M1)的栅极与所述第二NMOS管(M2)的栅极相连，并
由所述第一偏置电压输入端(VB1)供电；所述第一NMOS管(M1)的源极连
接所述共栅放大管(M3)的漏极；所述第二NMOS管(M2)的源极连接所述
共源放大管(M4)的漏极；所述共栅放大管(M3)的栅极分别连接所述第三电
阻(R1)的一端和所述第二偏置电压输入端(VB2)，所述第三电阻(R1)的另
一端连接所述共源放大管(M4)的栅极；所述共栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科峰，余杨，
申请(专利权)人：武汉芯泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42