低噪声放大器制造技术

本公开提供一种低噪声放大器，包含输入端、输出端、逆变器、复数个开关电容单元及反馈电感。逆变器电连接于输入端与输出端之间。每一开关电容单元与逆变器并联连接，且包含相互串联连接的开关及电容。反馈电感与逆变器并联连接。

low noise amplifier

【技术实现步骤摘要】
低噪声放大器
本公开涉及一种低噪声放大器，特别涉及一种具自校正频偏功能的低噪声放大器。
技术介绍
传统接收器前端需要外部的表面声波(surfaceacousticwave,SAW)滤波器来滤除阻滞与干扰，然而，表面声波滤波器的片外元件(off-chipcomponent)通常体积较大并缺乏可调性，且较为昂贵。为减少成本及组成元件，以强化整合及系统表现，不具表面声波滤波器的接收器前端已被广泛研究与使用，但绝大多数不具表面声波滤波器的接收器前端是专注于频率低于3GHz的应用，而不适用于高频领域，例如802.11ac无线区域网络(wirelesslocalareanetwork,WLAN)。再者，无处不在的寄生效应(例如寄生电容)使得实际工作频率与预期有所不同，尤其在高频环境下，工作频率将大幅往低频偏移。因此，如何发展一种可改善上述现有技术的低噪声放大器，实为目前迫切的需求。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种低噪声放大器，于低噪声放大器中，反馈电感与逆变器及复数个开关电容单元并联连接，以利用反馈电感平衡寄生电容的影响，进而使低噪声放大器的工作频率维持与复数个开关电容单元的中心频率相同，借此实现自校正频偏功能，并使低噪声放大器可工作在高频。为达上述目的，本公开提供一种低噪声放大器，包含输入端、输出端、逆变器、复数个开关电容单元及反馈电感。逆变器电连接于输入端与输出端之间。每一开关电容单元与逆变器并联连接，且包含相互串联连接的开关及电容。反馈电感与逆变器并联连接。附图说明图1为本公开优选实施例的低噪声放大器的电路结构示意图。图2为显示图1所示的复数个开关的占空比的示意图。图3A及3B为图1所示的低噪声放大器的等效电路结构示意图。图4为显示图1所示的低噪声放大器与不具反馈电感的低噪声放大器的输入电压、输出电压及反射损失的示意图。图5为显示图1所示的低噪声放大器与不具反馈电感的低噪声放大器的噪声指数的示意图。附图标记说明：1：低噪声放大器11：输入端12：输出端13：逆变器14：开关电容单元L：反馈电感Vin：输入电压Vout：输出电压LO1、LO2、LO3、LO4、LOn：开关C1、C2、Cn：电容fo：中心频率R：电阻Rsw、Rp：等效电阻Lp：等效电感Cp：等效电容Z：等效阻抗Cp,in、Cp,out、Cp,f：寄生电容S11：反射损失NF：噪声指数具体实施方式体现本公开特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本公开。图1为本公开优选实施例的低噪声放大器的电路结构示意图，图2为显示图1所示的复数个开关的占空比的示意图。如图1所示，低噪声放大器1包含输入端11、输出端12、逆变器13、复数个开关电容单元14及反馈电感L，其中在输入端11及输出端12上分别具有输入电压Vin及输出电压Vout。逆变器13电连接于输入端11与输出端12之间。每一开关电容单元14均与逆变器13并联连接，且包含相互串联连接的开关(LO1、LO2…LOn)及电容(C1、C2…Cn)，其中n为大于2的整数。复数个开关电容单元14具有中心频率fo。反馈电感L与逆变器13并联连接。于一些实施例中，低噪声放大器1还包含与逆变器13并联连接的电阻R。如图2所示，复数个开关LO1、LO2…LOn分别于不同时间导通，并具有相同的占空比，且复数个开关LO1、LO2…LOn的占空比总和为100％。周期时间为1/fo。举例而言，若低噪声放大器1包含四个开关电容单元14，则每一开关(LO1、LO2、LO3及LO4)均以25％的占空比于不同时间导通，且四个开关LO1、LO2、LO3及LO4的占空比总和为100％。请参阅图3A及3B，图3A及3B为图1所示的低噪声放大器的等效电路结构示意图。在理想情况下，低噪声放大器1的工作频率等同于复数个开关电容单元14的中心频率fo。然而，实际上，低噪声放大器1无可避免地包含复数个寄生电容Cp,in、Cp,out及Cp,f。复数个开关电容单元14可等效为相互串联的电阻Rsw与Rp-Lp-Cp并联电路。复数个寄生电容Cp,in、Cp,out及Cp,f导致工作频率下降，尤其在低噪声放大器1工作于高频(例如大于5GHz的频率)时，工作频率的下降更为明显。因此，本公开的低噪声放大器1是对应利用反馈电感L来平衡寄生电容Cp,in、Cp,out及Cp,f的影响。由于反馈电感L与复数个开关电容单元14并联连接，使得反馈电感L与复数个开关电容单元14的中心频率高于频率fo。通过具有适当电感值的反馈电感L，可平衡寄生电容Cp,in、Cp,out及Cp,f的影响，进而使低噪声放大器1的工作频率与中心频率fo相同。借此，可消除频率偏移并提升低噪声放大器1的性能。同时，反馈电感L的高品质因数(qualityfactor)使其本身仅产生可忽略不计的噪声，其中反馈电感L的品质因数越高，则其等效电阻越大且所产生的噪声越小。此外，复数个开关电容单元14的中心频率fo可通过等式(1)进行计算，等效阻抗Z可通过等式(2)进行计算，其中s为复数频率。图4为显示图1所示的低噪声放大器与不具反馈电感的低噪声放大器的输入电压、输出电压及反射损失的示意图，图5为显示图1所示的低噪声放大器与不具反馈电感的低噪声放大器的噪声指数的示意图。图4及5示出了输入电压Vin、输出电压Vout、反射损失(returnloss)S11及噪声指数(noisefigure)NF的模拟结果，其中，具有反馈电感L的低噪声放大器1的模拟结果是以实线表示，并于图4中以不同实心符号区别各模拟结果，而不具有反馈电感L的低噪声放大器的模拟结果是以虚线表示，并于图4中以不同空心符号区别各模拟结果。于此实施例中，中心频率fo为5.5GHz，开关电容单元14的数量为四，并于表格(一)中示出各模拟结果的中心频率偏移及各模拟结果于中心频率fo(5.5GHz)的数值。如图4及表格(一)所示，在不具有反馈电感L的低噪声放大器中，输入电压Vin及输出电压Vout的中心频率均朝低频偏移约100MHz，反射损失S11的中心频率偏移甚至大于100MHz。反观具有反馈电感L的低噪声放大器1，其输入电压Vin、输出电压Vout及反射损失S11的中心频率均重新回到中心频率fo。换言之，低噪声放大器1的输入电压Vin、输出电压Vout、反射损失S11及噪声指数NF的中心频率均与复数个开关电容单元14的中心频率fo相同。此外，如图5及表格(一)所示，相较于不具有反馈电感L的低噪声放大器的噪声指数NF，具有反馈电感L的低噪声放大器1的噪声指数NF改善约0.2dB。因此，低噪声放大器1的增益及信号噪声比(sign本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低噪声放大器，包含：/n一输入端；/n一输出端；/n一逆变器，电连接于该输入端与该输出端之间；/n复数个开关电容单元，其中每一该开关电容单元与该逆变器并联连接，且包含相互串联连接的一开关及一电容；以及/n一反馈电感，与该逆变器并联连接。/n

【技术特征摘要】
20181022 US 16/167,0391.一种低噪声放大器，包含：
一输入端；
一输出端；
一逆变器，电连接于该输入端与该输出端之间；
复数个开关电容单元，其中每一该开关电容单元与该逆变器并联连接，且包含相互串联连接的一开关及一电容；以及
一反馈电感，与该逆变器并联连接。


2.如权利要求1所述的低噪声放大器，其中该复数个开关分别于不同时间导通。


3.如权利要求2所述的低噪声放大器，其中该复数个开关的复数个占空比均相等，且该复数个占空比之和为100％。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨开拓，文振财，德里希康納，纪洁生，
申请(专利权)人：台达电子国际新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG