低噪声放大器和混合器制造技术

提供了一种低噪声放大器(LNA)系统，具有相对于功耗可控的线性度和噪声指数。所述系统包括用于调谐的两个控制输入。一个输入控制有效晶体管宽度，另一个输入控制偏置电流。有效晶体管宽度的变化改变施加于信号的增益，偏置电流的变化改变系统的功耗。对于更严格的信号规格，提供LNA的阻抗匹配的电感负反馈变型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低噪声放大器和混合器相关申请的交叉引用本申请依35U. S.C. $119(d)的规定要求2009年5月27日在印度递交的申请号为 1225/CHE/2009的对应专利申请的优先权，其全部内容被并入此处作为参考。
技术介绍
无线电通信已变为现代社会日常生活不可或缺的一部分，存在广泛的可能应用。 无论具体应用如何，都期望无线电发射机和无线电接收机之间清楚地通信。无线电通信的清楚程度可能取决于多种因素，包括信号强度、设备噪声和干扰功率。无线电接收机通常被设计为满足接收信号强度、设备噪声和干扰功率的最差情形。因此，接收机组件的过度设计是很常见的，当信道条件更加良好时，会导致功率的浪费。这显示出能够改进功率优化的空间。在无线电接收机电路设计中，还可能期望高放大器增益线性度和最小限度的噪声指数。噪声是电子设备和组件的非期望产物。噪声指数的一种度量是噪声因数，噪声因数是对在放大过程期间引入放大信号的噪声大小的测量。噪声因数可以是输入信号的信噪比 (SNR)与放大的输入信号的SNR之比。具有高线性度的无线电接收机放大器指示了控制所施加增益的能力。例如，可以按照线性方式放大输入信号，以免以除振幅之外的任何方式改变信号。理想放大器将是完全线性的设备，但实际放大器仅仅在特定的实际范围内是线性的。当放大器的输入信号增加时，输出的放大信号也增加，直至放大器的某一部分变为饱和并且无法产生更大的输出。 这种现象通常被称为削波，并导致失真。放大器可以被设计为以受控方式来应对削波，例如所述受控方式引起增益下降而不发生过度失真。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种接收机电路，包括串联的多个放大晶体管，用于放大输入信号。该接收机电路还包括多个控制晶体管，其中每个控制晶体管连接至多个放大晶体管之一。每个控制晶体管在控制晶体管的栅极处接收独立控制信号，并向放大晶体管之一输出，以规定多个放大晶体管中每个放大晶体管的独立操作。操作中的多个放大晶体管的数目与接收机电路的晶体管宽度相对应。该接收机电路还包括偏置产生电路，包括仿效多个放大晶体管和多个控制晶体管的操作的电路。所述偏置产生电路接收独立控制信号和RF偏置电流输入，并向多个放大晶体管输出RF偏置电压，所述RF偏置电压与晶体管宽度的值相对应。独立控制信号和RF偏置电流输入是独立可调谐的。在另一实施例中，提供了一种调节接收机的操作特性的方法，包括接收射频 (RF)输入信号；评估RF输入信号的信号质量，以确定RF输入信号是否基本满足噪声指数和线性度要求；以及基于对RF输入信号的评估，通过以下方式来调节接收机的增益在控制晶体管的栅极处接收独立控制信号，每个控制晶体管向接收机内的多个放大晶体管之一输出，以规定多个放大晶体管中每个放大晶体管的独立操作，从而控制接收机的增益。操作中的多个放大晶体管的数目与接收机电路的晶体管宽度相对应。所述方法还包括基于接收机电路的晶体管宽度，并且与独立控制信号无关地，调节偏置电流；使用调节后的增益和调节后的偏置电流值来放大RF输入信号；以及输出放大的RF输入信号。在又一实施例中，提供了一种电感负反馈(degenerated)的低噪声信号放大器， 包括第一电感电路和第二电感电路。第一电感电路包括串联的第一多个放大晶体管，用于放大输入信号；以及第一多个控制晶体管，其中每个控制晶体管连接至第一多个放大晶体管之一。每个第一控制晶体管在第一控制晶体管的栅极处接收独立控制信号，并向第一多个放大晶体管之一输出，以规定第一多个放大晶体管中每个放大晶体管的独立操作。操作中的第一多个放大晶体管的数目与接收机电路的晶体管宽度相对应。第二电感电路包括 串联的第二多个放大晶体管，用于接收第一多个放大晶体管的输出；以及第二多个控制晶体管，其中每个控制晶体管连接至第二多个放大晶体管之一。每个第二控制晶体管在第二控制晶体管的栅极处接收独立控制信号，并向第二放大晶体管之一输出，以规定第二多个放大晶体管中每个放大晶体管的独立操作。操作中的第二多个放大晶体管的数目与接收机电路的晶体管宽度相对应，并且其中，调节第二多个放大晶体管的增益包括调节第一电感电路和第二电感电路的电感。前述
技术实现思路
仅仅是说明性的，而并非限制性的。除了上述说明性方面、实施例和特征，通过参照附图和以下详细描述，其他方面、实施例和特征将是显而易见的。附图说明图1是包括低噪声放大器和混合器在内的示例电路的框图。图2是图1的示例折叠串联低噪声放大器和混合器电路的示例表示，所述示例折叠串联低噪声放大器和混合器电路具有电阻性输入匹配和低供电电压操作。图3是用于与如图2所示的折叠串联低噪声放大器电路进行电阻性输入匹配的示例偏置产生电路的示意表示。图4是可用于图1的电路中的示例阻抗匹配电感源负反馈低噪声放大器电路的示意表不。图5是还可用于图1中的阻抗匹配电感源负反馈低噪声放大器的示例偏置产生电路的示意表示。图6是如图4所示的简化阻抗匹配电路的示意表示。图7示出了用于调节采用图1电路的接收机的操作特性的示例功能步骤的示例流程图。图8示出了用于连续地或周期性地评估RF输入信号并调谐如图2所示的低噪声放大器的控制输入的示例接收机电路。图9示出了被配置用于实现图7方法的示例计算设备。 具体实施例方式在以下详细说明中，参考了作为详细说明的一部分的附图。在附图中，类似符号通常表示类似部件，除非上下文另行指明。具体实施方式部分、附图和权利要求书中记载的示例性实施例并不是限制性的。在不脱离在此所呈现主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，且可以进行其他改变。容易理解，在此一般性记载以及附图中图示的本公开的各方案可以按照在此明确公开的多种不同配置来设置、替换、组合、分割和设计。以下实施例可以提供一种系统，允许在功耗改变期间对低噪声放大器和混合器的线性度和噪声指数进行控制。所述系统包括两个电路控制节，一个控制节接收用于改变晶体管宽度的输入，另一个控制节接收用于改变偏置电流的输入。这两个控制节可以以独立方式设置噪声指数和线性度这两个设计参数。该系统可以根据当前或现有操作条件来进行配置，而不是被配置为始终满足例如接收信号强度、设备噪声和干扰功率的最差规格。当就接收信号功率和干扰而言的信号条件发生改变时，系统可以例如使功耗最小。图1示出了具有低噪声放大器102和混合器104的示例接收机电路100的框图。 该说明性实施例的低噪声放大器102接收输入A0、A1、A2和A3以及电压输入RF输入和RF 偏置。RF输入是通过或经由天线(未示出)接收的射频信号。如以下更详细地讨论的，低噪声放大器102基于输入A0-A3选择性地放大RF输入。在低噪声放大器102对RF输入进行选择性放大后，混合器104接收信号。一般地，低噪声放大器102包括晶体管，以对接收信号施加增益。通过施加增益， 晶体管改善了 RF输入信号的信噪比(SNI )。在该说明性实施例中，输入A0-A3确定用于放大RF信号的晶体管的数量，因此输入A0-A3有效地控制RF输入的SNR被改进多少。如果 RF输入信号非常清楚，并且不包括很多干扰，则需要较少的晶体管来满足噪声指数要求。然而，如果RF输入是有噪的，则可能需要更多的晶体管来满足相同的噪声指数要求。典型的噪声指数要求取决于所使用的接收机的类型，然而，作为噪声指数要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.27 IN 1225/CHE/2009;2009.08.31 US 12/551,01.一种接收机电路，包括串联的多个放大晶体管，用于放大输入信号；多个控制晶体管，其中，多个控制晶体管中的每个控制晶体管连接至所述多个放大晶体管之一，每个控制晶体管在控制晶体管的栅极处接收独立控制信号，并向放大晶体管之一输出，以规定所述多个放大晶体管中每个放大晶体管的独立操作，其中，操作中的多个放大晶体管的数目与接收机电路的晶体管宽度相对应；以及偏置产生电路，包括仿效所述多个放大晶体管和所述多个控制晶体管的操作的电路， 所述偏置产生电路接收独立控制信号和RF参考偏置电流输入，并向所述多个放大晶体管输出RF偏置控制电压，所述RF偏置控制电压与晶体管宽度的值相对应，其中，所述独立控制信号和所述RF参考偏置电流输入是独立可调谐的。2.根据权利要求1所述的接收机电路，其中，所述多个控制晶体管中每个控制晶体管的源极与所述多个放大晶体管之一的漏极相连接。3.根据前述权利要求中任一项所述的接收机电路，还包括混合器电路，耦合至所述多个放大晶体管的输出，以对放大晶体管的输出信号进行下变频。4.根据前述权利要求中任一项所述的接收机电路，还包括处理器，用于对放大的RF 输入信号进行评估，以确定放大的RF输入信号是否基本满足噪声指数和线性度要求，并且如果放大的RF输入信号不基本满足噪声指数和线性度要求，则处理器再次调节所述独立控制信号或所述RF参考偏置电流输入。5.根据前述权利要求中任一项所述的接收机电路，还包括第一电感电路，包括所述多个放大晶体管和所述多个控制晶体管；以及第二电感电路，包括串联的第二多个放大晶体管，用于接收第一多个放大晶体管的输入；以及第二多个控制晶体管，其中，所述第二多个控制晶体管中的每个控制晶体管连接至所述第二多个放大晶体管之一，每个第二控制晶体管在第二控制晶体管的栅极处接收独立控制信号，并向第二放大晶体管之一输出，以规定第二多个放大晶体管中每个放大晶体管的独立操作，并且操作中的第二多个放大晶体管的数目与接收机电路的晶体管宽度相对应；其中，调节第二多个放大晶体管的增益包括调节第一电感电路和第二电感电路的电感。6.根据权利要求5所述的接收机电路，其中，多个控制晶体管和第二多个控制晶体管接收相同的独立控制信号。7.根据权利要求5或6所述的接收机电路，其中，第一电感电路的输入阻抗的实分量是所述多个放大晶体管的跨导的函数，并基于晶体管宽度而变化，并且用与所述多个放大晶体管串联的电感器将输入阻抗的虚分量调谐消除。8.根据权利要求7所述的接收机电路，其中，通过调节第二多个放大晶体管的跨导以与所述多个放大晶体管的跨导基本匹配，使输入阻抗基本保持恒定。9.根据权利要求7或8所述的接收机电路，其中，通过按照与调节所述多个放大晶体管的晶体管宽度相同的比例来调节源负反馈电感，使输入阻抗基本保持恒定。10.一种调节接收机的操作特性的方法，包括接收射频RF输入信号；评估RF输入信号的信号质量，以确定RF输入信号是否基本满足噪声指数和线性度要求；基于对RF输入信号的评估，来调节接收机的增益，其中，调节接收机的增益包括在控制晶体管的栅极处接收独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴拉德瓦杰·阿姆鲁托，卡曼·阿亚帕鲁墨·桑卡拉格玛提，
申请(专利权)人：印度科学院，
类型：发明
国别省市：