具有增益调整和输入匹配的放大器电路制造技术

提供了一种具有增益调整和输入匹配的放大器电路。一种电子设备可以包括具有处理器电路、收发器电路、前端模块和天线的无线电路。该前端模块可以包括放大器电路，诸如用于放大所接收的射频信号的低噪声放大器电路。该放大器电路可以包括具有输入端和输出端的放大器、耦合到该输入端的可调负载部件以及跨该输入端和该输出端耦合的可调反馈部件。控制电路可以同时调整该负载部件和该反馈部件以调谐该放大器电路的增益，同时使输入电阻保持在期望目标水平处。该负载部件和该反馈部件可以是相同或不同类型的可调无源部件。或不同类型的可调无源部件。或不同类型的可调无源部件。

【技术实现步骤摘要】
具有增益调整和输入匹配的放大器电路
[0001]本专利申请要求2022年5月23日提交的美国专利申请第17/750,909号以及2021年9月13日提交的美国临时专利申请第63/243,613号的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。


[0002]本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。

技术介绍

[0003]电子设备常具备无线通信能力。具备无线通信能力的电子设备具有无线通信电路，该无线通信电路具有一个或多个天线。该无线通信电路中的无线接收器电路使用天线来接收射频信号。
[0004]由该天线接收的信号通过射频前端模块馈送，该射频前端模块通常包括用于放大所接收的射频信号的低噪声放大器。设计用于电子设备的令人满意的低噪声放大器电路可能是具有挑战性的。

技术实现思路

[0005]电子设备可包括无线通信电路，该无线通信电路被配置为从一个或多个基站接收射频信号。该无线通信电路可以包括天线；收发器电路，该收发器电路被配置为从该天线接收射频信号以及生成对应的基带信号；以及处理器，该处理器被配置为从该收发器电路接收该基带信号。该无线通信电路还可以包括放大器电路，该放大器电路设置在该天线和该收发器电路之间的射频传输线路径上。该放大器电路可包括低噪声放大器电路，该低噪声放大器电路被配置为放大从该天线接收的射频信号。
[0006]本公开的一个方面提供了放大器电路，该放大器电路包括：放大器，该放大器具有耦合到天线的输入端并且具有输出端；可调负载部件，该可调负载部件具有耦合到该放大器的该输出端的第一端子和具有耦合到接地电源线的第二端子；可调反馈部件，该可调反馈部件具有耦合到该放大器的该输出端的第一端子并且具有耦合到该放大器的该输入端的第二端子；以及增益和阻抗匹配控制电路，该增益和阻抗匹配控制电路具有耦合到该可调负载部件和该可调反馈部件的输出端。该可调负载部件和该可调反馈部件可以是相同类型或不同类型的电气部件。该可调负载部件可以是可调负载电容、可调负载电感或可调负载电阻。该可调反馈部件可以是可调反馈电容、可调反馈电感或可调反馈电阻。该增益和阻抗匹配控制电路可以被配置为：通过调整该可调负载部件来控制该放大器电路的增益，同时通过调整该可调反馈部件使该放大器电路的输入电阻保持在目标水平处。该增益和阻抗匹配控制电路可以被配置为：在其输出端处生成控制信号，以用于在不改变流过该放大器的电流的量的情况下调整该放大器电路的增益。该增益和阻抗匹配控制电路可以被配置为：将该可调负载部件的值与该可调反馈部件的值的比率(或乘积)设置为跨不同增益模式的预定常数。该放大器可以具有输出阻抗，该输出阻抗是该可调负载部件的阻抗的至少两
倍。该放大器可以是跨导放大器，该跨导放大器具有输出阻抗，该输出阻抗是该可调负载部件的阻抗的至少五倍。
[0007]本公开的一个方面提供了一种操作放大器电路的方法。该方法可以包括：在放大器的输入端处接收射频信号；在放大器的输出端处向混频器输出放大信号；以及调整耦合到放大器的输出端的可调负载部件以调谐放大器电路的增益，同时调整跨放大器的输出端和输入端耦合的可调反馈部件以设置放大器电路的输入电阻。该方法可以包括：在不改变放大器的跨导的情况下调谐放大器电路的增益。该方法可以包括：当放大器电路跨不同的增益模式(设置)操作时，将可调负载部件的值与可调反馈部件的值的比率设置为预定常数。可调负载部件和可调反馈部件可以是相同类型或不同类型的可调电气部件。
[0008]本公开的一个方面提供了电子设备，该电子设备可以包括：天线，该天线被配置为接收射频信号；收发器，该收发器被配置为基于该射频信号生成基带信号；处理器，该处理器被配置为接收该基带信号；以及放大器电路，该放大器电路被配置为从该天线接收该射频信号并向该收发器输出对应的放大信号。该放大器电路可以包括：放大器，该放大器具有输入端和带有输出阻抗的输出端；可调节负载电容，该可调负载电容具有耦合到该放大器的该输出的第一端子并且具有耦合到接地线的第二端子，该可调负载电容具有小于该放大器的该输出阻抗的负载阻抗；可调反馈电容，该可调反馈电容具有耦合到该放大器的该输出端的第一端子并且具有耦合到该放大器的该输入端的第二端子；以及增益和阻抗匹配控制电路，该增益和阻抗匹配控制电路耦合到该可调负载电容和该可调反馈电容。
附图说明
[0009]图1是根据一些实施方案的具有无线通信电路的例示性电子设备的图示。
[0010]图2是根据一些实施方案的具有耦合在天线和收发器电路之间的前端模块的例示性无线通信电路的图示。
[0011]图3是根据一些实施方案的具有用于增益控制和输入匹配的可调电容网络的例示性放大器电路的图示。
[0012]图4是示出根据一些实施方案的对应于不同放大器增益设置的例示性电容器值的表。
[0013]图5是根据一些实施方案的例示性可调电容器电路的图示。
[0014]图6是根据一些实施方案的具有用于增益控制和输入匹配的可调电阻网络的例示性放大器电路的图示。
[0015]图7是根据一些实施方案的具有用于增益控制和输入匹配的可调电感网络的例示性放大器电路的图示。
[0016]图8是根据一些实施方案的具有用于增益控制和输入匹配的可调负载网络的例示性放大器电路的图示。
[0017]图9是根据一些实施方案的操作图3、图6、图7和图8所示类型的放大器电路的例示性步骤的流程图。
具体实施方式
[0018]电子设备，诸如图1的电子设备10可具备无线电路。无线电路可以包括放大器，诸
如低噪声放大器电路，其被配置为在接收(下行链路)路径中放大射频信号。低噪声放大器(LNA)电路可以包括：放大器，该放大器具有耦合到天线的输入端和耦合到混频器的输出端；可调负载电容，该可调负载电容耦合到该LNA电路的该输出端；跨该LNA电路的该输入端和输出端耦合的可调反馈电容；以及用于调整该可调负载电容和该可调反馈电容的相关联的控制电路。控制电路可以被配置为：调整负载电容以调谐LNA电路的增益，同时调整反馈电容以保持针对LNA电路的输入阻抗匹配。不需要改变放大器中的操作电流或操作电压即可调谐LNA电路的增益。可调负载电容可以另选地实现为可调负载电感或可调负载电阻。可调反馈电容可以另选地实现为可调反馈电感或可调反馈电阻。以这种方式配置和操作，可以调整LNA电路的增益，同时保持输入电阻而不会负面影响LNA电路的总体噪声系数。
[0019]图1的电子设备10可以是：计算设备，诸如膝上型计算机、台式计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或者其他手持式或便携式电子设备；较小的设备，诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、嵌入在眼镜中的设备；或者佩戴在用户头部上的其他装备；或者其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备安装在信息亭或汽车中的系统)、连接无线互联网的语音控制的扬声器、家庭娱乐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放大器电路，包括：放大器，所述放大器具有耦合到天线的输入端并且具有输出端；可调负载部件，所述可调负载部件具有耦合到所述放大器的所述输出端的第一端子并且具有耦合到接地电源线的第二端子；可调反馈部件，所述可调反馈部件具有耦合到所述放大器的所述输出端的第一端子并且具有耦合到所述放大器的所述输入端的第二端子；和增益和阻抗匹配控制电路，所述增益和阻抗匹配控制电路具有耦合到所述可调负载部件和所述可调反馈部件的输出端。2.根据权利要求1所述的放大器电路，其中：所述可调负载部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述接地电源线之间的可调负载电容；并且所述可调反馈部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述输入端之间的可调反馈电容。3.根据权利要求1所述的放大器电路，其中：所述可调负载部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述接地电源线之间的可调负载电感；并且所述可调反馈部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述输入端之间的可调反馈电感。4.根据权利要求1所述的放大器电路，其中：所述可调负载部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述接地电源线之间的可调负载电阻；并且所述可调反馈部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述输入端之间的可调反馈电阻。5.根据权利要求1所述的放大器电路，其中：所述可调负载部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述接地电源线之间的可调负载电容；并且所述可调反馈部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述输入端之间的可调反馈电感。6.根据权利要求1所述的放大器电路，其中：所述可调负载部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述接地电源线之间的可调负载电感；并且所述可调反馈部件包括耦合在所述放大器的所述输出端与所述输入端之间的可调反馈电容。7.根据权利要求1所述的放大器电路，其中所述增益和阻抗匹配控制电路被配置为：通过调整所述可调负载部件来控制所述放大器电路的增益；以及通过调整所述可调反馈部件使所述放大器电路的输入电阻保持在目标水平处。8.根据权利要求1所述的放大器电路，其中所述增益和阻抗匹配控制电路被配置为：在所述增益和阻抗匹配控制电路的输出端处生成控制信号，以用于在不改变流过所述放大器的电流的量的情况下调整所述放大器电路的增益。
9.根据权利要求1所述的放大器电路，其中所述可调负载部件和所述可调反馈部件是相同类型的部件，并且其中所述增益和阻抗匹配控制电路被配置为：当所述放大器电路在第一增益模式下操作时，将所述可调负载部件的值与所述可调反馈部件的值的比率设置为预定常数；以及当所述放大器电路在不同于所述第一增益模式的第二增益模式下操作时，将所述比率设置为所述预定常数。10.根据权利要求1所述的放大器电路，其中所述可调负载部件和所述可调反馈部件是不同类型的部件，并且其中所述增益和阻抗匹配控制电路被配置为：当所述放大器电路在第一增益模式下操作时，将所述可调负载部件的值和所述可调反馈部件的值的乘积设置为预定常数；以及当所述放大器电路在不同于所述第一增益模式的第二增益模式下操作时，将所述乘积设置为所述预定常数。11.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔龙，S，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：