放大器电路及改善放大器电路的动态范围的方法技术

本发明专利技术实施例提供一种放大器电路及改善放大器电路的动态范围的方法，该放大器电路包括第一AB类放大器以及第二AB类放大器。第一AB类放大器用以接收输入信号，且放大该输入信号以产生第一输出信号，第二AB类放大器用以接收第一输出信号，且放大该第一输出信号以产生位于输出节点之上的最终输出信号。当输入信号之功率大于临界电平时，第二AB类放大器将在第一AB类放大器的开启期间位于一关闭状态，并且第一AB类放大器将在第二AB类放大器的开启期间位于关闭状态。本发明专利技术实施例能够明显增加该射频接收器系统的动态范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于放大器电路，尤其是关于一种。
技术介绍
射频接收器系统用以接收以及处理射频信号。射频接收器系统的天线用以接收射频信号。由天线所接收的信号包含目标信号成分(wanted signal component)以及阻塞信号成分(blocker signal component)。目标信号成分由目标传输站(target transmittingstation)所产生，阻塞信号成分同时被称为干扰信号成分(jammer signal component),其是由干扰站(jamming station)所产生。一般而言，相较于阻塞信号成分的振幅(例如OdB)，目标信号成分具有较小的振幅(例如_99dB)。天线所接收的阻塞信号(blocker signal)会造成处理目标信号的困难。当接收目标信号的同时伴随接收大阻塞信号时主 要会产生三个问题。第一个问题是目标信号的增益会得到压缩。当阻塞信号的振幅太大时，放大器的电压余量(headroom)将不足以处理阻塞信号，使得目标信号的增益得以压缩；因此信号噪声比(SNR)也劣化了。第二个造成信号噪声比劣化的问题是相互混频噪声(reciprocal mixing noise)。由于所接收的阻塞信号总是混合本地震荡(LO)信号的相位噪声，因而导致了额外的相互内频带(reciprocalin-band)噪声。第三个问题是内频带阻塞所导致的噪声。由于接收链(receiving chain)的有限线性，使得装置的噪声也混合于阻塞信号，其中一部分落入信号频带内而造成信号噪声比的劣化。因此，射频接收器系统的设计者必须增加射频接收器系统的动态范围以提升效能。系统的动态范围指的是最大可允许的阻塞(例如OdBm)与目标信号(例如_99dBm)之间的比率。为了增加射频接收器系统的动态范围，该系统中增加了滤波器，用以自所接收的信号滤除阻塞信号成分。图1显示了射频接收器系统的部分结构示意图。在实施例中，射频接收器100包括一天线102、一声表面波(surface acoustic wave ；SAff)滤波器104、一低噪声放大器(LNA) 106、一混合器108、一基频放大器110以及一模数转换器(ADC)。天线102接收射频信号以产生输入信号。声表面波滤波器104自输入信号滤除阻塞信号成分。因此，声表面波滤波器104之后的接收链不会受到阻塞信号的影响，从而提升了动态范围。然而，声表面波滤波器104会降低目标信号的电平，接收敏感度也因而降低，甚至增加了材料(BOM)成本。如果自接收系统中移除声表面波滤波器104，则阻塞信号就直接由低噪声放大器106所接收。图2A为处理这些阻塞信号的传统低噪声放大器200A的电路示意图。在图2A中，晶体管Ml与M2被偏压于弱反转区。因此，当接收到大阻塞信号时，低噪声放大器200A的作用类似于AB类放大器。这样的AB类低噪声放大器具有自偏压的特性，如同一般的AB类放大器。此AB类低噪声放大器的电流消耗会自动地依据阻塞信号的电平而调整。当所接收的阻塞信号较大时，其电流消耗也变得比较大，导致较大的增益，也就是增益扩展(gainexpansion)。该等增益扩展能够补偿放大器中其他节点(例如放大器的输出节点)的增益压缩。因此，能够在不增加平均电流的情况下提升动态范围。虽然解决了动态范围以及输入级(即晶体管Ml与M2)的电流补偿问题，仍需要负载电感Lload以增加其输出电压的余量，以防止对动态范围所造成的限制。但是，负载电感Lltjad会占据较大的芯片面积以及增加硬件消耗。该当负载电感Lltjad被替换为PMOS晶体管(如图2B所示的详细描述的传统AB类放大器)以降低芯片面积时，低噪声放大器200B的输出信号的电压摆幅电平得以降低，从而低噪声放大器200B对于处理具有高振幅的阻塞信号成分的输入信号会面临一定的难度。由于低电压源的原因，此状况在深次微米(submicron)技术中将更为严重。因此，射频接收器系统需要一种用以增加该射频接收器系统的动态范围的放大器电路。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种，以解决上述问题。本专利技术提供一种放大器电路，包括第一 AB类放大器，用以接收输入信号，且放大该输入信号以产生第一输出信号；以及第二 AB类放大器,用以接收第一输出信号,且放大第一输出信号以产生位于输出节点的最终输出信号；其中当输入信号的功率大于临界电平时,第二 AB类放大器将在第一 AB类放大器的开启期间位于一关闭状态，以及第一 AB类放大器将在第二 AB类放大器的开启期间位于关闭状态。本专利技术提供一种改善放大器电路的动态范围的方法，其中放大器电路包括第一 AB类放大器以及第二 AB类放大器,该方法包括第一 AB类放大器放大输入信号以产生第一输出信号；第二 AB类放大器放 大第一输出信号以产生最终输出信号至输出节点；决定输入信号的功率是否大于临界电平；以及当输入信号的功率大于临界电平时，使得在第一 AB类放大器被开启期间，维持第二 AB类放大器位于关闭状态，以及使得在第二 AB类放大器被开启期间，维持第二 AB类放大器位于关闭状态。本专利技术实施例的，能够明显增加该射频接收器系统的动态范围。附图说明图1为射频接收器系统的部分结构示意图；图2A为传统的低噪声放大器的电路示意图；图2B为传统的AB类放大器的电路示意图；图3为流经AB类放大器的电流电平的示意图；图4A为本专利技术所揭露的用以接收小振幅输入信号的两个AB类放大器的结构图；图4B与图4C分别为本专利技术所揭露的用以接收大阻塞信号的两个AB类放大器的结构示意图；图5为本专利技术所揭露的放大器电路的电路示意图；图6为图5所示的放大器电路在接收小输入信号时的电流流向示意图；图7A为图5所示的放大器电路在接收大阻塞信号时的电流流向示意图7B为图5所示的放大器电路在接收大阻塞信号时的小信号路径示意图；图8A为图5所示的放大器电路所输出的阻塞信号的电压摆幅示意图；图SB为图5所示的放大器电路所放大的小目标信号输出的电压摆幅示意图；图9A为本专利技术放大器电路的第二个实施例的电路示意图；图9B为本专利技术中放大器电路的第三个实施例的电路示意图。具体实施方式在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准贝U。在通篇说明书及后续的权利要求项当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在本文中应解释为包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。本说明书的实施例的最佳构想的细节描述如下。描述的目的在于说明本专利技术所揭露的一般原则，并未局限本专利技术的范围。本专利技术范围的最佳参考应参考权利要求概括的范围。图3显示了流经AB类放大器的电流电平示意图。AB类放大器的平均电流随着输入信号的振幅而改变。当输入信号具有小振幅时，AB类放大器的操作如同A类放大器，以固定增益放大输入信号而得到输出信号，并且其平均电流相等于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器电路，其特征在于，包括：第一AB类放大器，用以接收输入信号，且放大该输入信号以产生第一输出信号；以及第二AB类放大器，用以接收该第一输出信号，且放大该第一输出信号，以于输出节点产生最终输出信号；其中当该输入信号的功率大于临界电平时，该第二AB类放大器会在该第一AB类放大器的开启期间处于关闭状态，以及该第一AB类放大器会在该第二AB类放大器的开启期间处于关闭状态。

【技术特征摘要】
2012.01.19 US 61/588,328;2012.09.12 US 13/612,8051.一种放大器电路，其特征在于，包括: 第一 AB类放大器,用以接收输入信号,且放大该输入信号以产生第一输出信号；以及 第二 AB类放大器，用以接收该第一输出信号，且放大该第一输出信号，以于输出节点产生最终输出信号； 其中当该输入信号的功率大于临界电平时，该第二 AB类放大器会在该第一 AB类放大器的开启期间处于关闭状态，以及该第一 AB类放大器会在该第二 AB类放大器的开启期间处于关闭状态。2.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，当该输入信号的功率小于该临界电平时，该第一 AB类放大器以及该第二 AB类放大器均处于开启状态以放大该输入信号。3.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该第一AB类放大器包括: 第一 PMOS晶体管，耦接于电压源以及第一节点之间，并具有一栅极，该栅极通过第一电容接收该输入信号；以及 第二 PMOS晶体管，耦接于该第一节点以及该输出节点之间，并具有一栅极，该栅极耦接至第一偏压电压。4.如权利要求3所述的放大器电路，其特征在于，该第二AB类放大器包括: 第一 NMOS晶体管，耦接于该第一节点与第二节点之间，并具有一栅极，该栅极耦接至第二偏压电压；以及 第二 NMOS晶体管，耦接于该第二节点以及接地之间，并具有一栅极，该栅极通过第二电容耦接至该输入信号。5.如权利要求4所述的放大器电路，其特征在于，还包括: 第三NMOS晶体管，耦接于该输出节点与第三节点之间，并具有一栅极，该栅极耦接至该第二偏压电压；以及 第四NMOS晶体管，耦接于该第三节点以及该接地之间，并具有一栅极，该栅极通过该第二电容耦接至该输入信号。6.如权利要求5所述的放大器电路，其特征在于，当该输入信号的功率大于该临界电平时，若该第二 PMOS晶体管被开启，则该第一 NMOS晶体管以及该第三NMOS晶体管均被关闭，以及若该第二 PMOS晶体管被关闭，则该第一 NMOS晶体管以及该第三NMOS晶体管均被开启。7.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，该输入信号为一射频信号或是一基频信号，以及该放大器电路为一射频放大器或是一基频放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞继尧，吕思壮，简敦正，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：