專利名稱：一種多頻帶可變增益的低噪聲放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的無線覆蓋技術(shù)，特別涉及的是無線通信系統(tǒng)中接收裝置內(nèi)的具有 開關(guān)控制增益及多頻帶選擇的低噪聲放大器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代移動通信協(xié)議模式繁多，在第二代移動通信中就包括PHS， GSM (900腿z， 1800腿z ，1900腿z) ， CDMA (IS95)，第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)又包括CDMA2000， WCDMA， TD-SCDMA。在 可以預(yù)見的相當(dāng)長的一段時間，這些標(biāo)準(zhǔn)模式的移動通信服務(wù)都將存在于我們的現(xiàn)實生活中 ?；谶@樣的市場需求，使得可以應(yīng)用于多個頻段的LNA目前備受關(guān)注。
低噪聲放大器是射頻接收機前端的主要部分，它位于接收機的最前端，這就要求它的噪 聲越小越好。為了抑制后面的各級噪聲對系統(tǒng)的影響，還要求有一定的增益，但為了不使后 面的混頻器過載，產(chǎn)生非線性失真，它的增益又不宜過大。當(dāng)信號較強時，系統(tǒng)的線性度要 求就較嚴(yán)格，增益就更不能太高。所以，增益可變的LNA也是大勢所趨。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于，針對現(xiàn)有市場的需求和技術(shù)的不足，提出了可以實現(xiàn)三種增益 模式可調(diào)多頻帶的LNA，以提高無線接收裝置中增益的動態(tài)范圍，增加系統(tǒng)的集成度，降低 系統(tǒng)的成本。
本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的
圖l是集成化的具有開關(guān)控制增益的多頻帶的低噪聲放大器結(jié)構(gòu)框圖。它包括偏置控制 (bias control)電路和兩個共射級放大器。"bias control"電路(如圖3所示)是用來 實現(xiàn)頻帶的切換。兩個共射級放大器實現(xiàn)了對不同頻帶信號的放大。單個頻帶的LNA具體電 路如圖2所示。下面詳細(xì)說明所述低噪聲放大器的各個組成部分。
如圖3所示，所述信號放大支路是由晶體管Q1，電感Le以及反饋支路(Rfl和Cl)組成。 MOS管Ml和電感Ll為bypass通路。當(dāng)RO (2)為高電平的時候，Ml導(dǎo)通，信號通過L1， Ml流向 輸出端。通過調(diào)節(jié)M1和電感L1的大小，來滿足50歐姆的匹配。電路實現(xiàn)bypass模式。當(dāng)RO ( 2)為低電平的時候，Ml截止，信號通過晶體管Q1放大。當(dāng)RO (1)為高電平的時候，M2截止 ，反饋回路由Rfl和Cl組成。"Cain control"電路(如圖4所示)將Rload與負(fù)載斷開，負(fù) 載由Lc， C2， C3組成。此時，電路提供最大增益。當(dāng)RO (1)為低電平的時候，M2導(dǎo)通，Rl 與反饋回路(Rfl和Cl)并聯(lián)使得反饋力度加大，增益下降。"Cain control"電路將Rload 電阻與負(fù)載由Lc， C2， C3并聯(lián)，負(fù)載變小，增益下降。此時電路提供較低的增益。 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果
(1) .本發(fā)明支持多種通信協(xié)議，如PHS、 GSM、 CDMA、 WCDMA、 CDMA2000、 TD-SCDMA等， 其RF頻譜覆蓋范圍達(dá)至U820腿z 2200腿z。
(2) .本發(fā)明采用集成電路設(shè)計，在芯片級電路的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)多頻帶復(fù)用，三種增益 模式可調(diào)。具有體積小、功耗低，集成度高等優(yōu)點。
(3) .電路中的輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用于三種不同的增益模式。
(4) .基于上述多協(xié)議性和集成電路的優(yōu)點，可以在本發(fā)明的集成電路基礎(chǔ)之上，設(shè)計 相應(yīng)的外圍電路，與其他設(shè)備連接組成無線信號的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，由此開發(fā)的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng) 具有結(jié)構(gòu)簡單，而且適用范圍廣，可支持多種通信協(xié)議等特點。


圖l為本發(fā)明的芯片設(shè)計結(jié)構(gòu)圖
圖2為單個LNA具體電路設(shè)計
圖3為偏置控制電路
圖4為負(fù)載控制電路
圖5電流偏置電路
具體實施例方式
此發(fā)明芯片構(gòu)成的接收系統(tǒng)工作原理是遠(yuǎn)端接入單元天線接收到移動站發(fā)射的RF信號 通過雙工器Diplexer，送到接收機部分。天線接收到的信號首先通過片外低噪聲放大器進(jìn)行 低噪聲放大，然后經(jīng)過RF Filter進(jìn)入到收發(fā)芯片中的接收部分。本發(fā)明芯片為接收部分的 第一級。本發(fā)明芯片集成了兩個低噪聲放大器LNA， LNA1實現(xiàn)GSM900和CDMA的頻道信號低噪 聲放大，LNA2實現(xiàn)GSM1800、 PHS以及3G應(yīng)用頻道信號的低噪聲放大，芯片工作時，只有一個 LNA正常工作，另外一個LNA被關(guān)閉。經(jīng)LNA放大后的射頻信號通過射頻緩沖器(RF Buffer) 同時送入兩個下變頻混頻器的射頻輸入端。經(jīng)過混頻器及鏡像抑制電路產(chǎn)生的中頻信號送出 片外，進(jìn)行中頻濾波，中頻濾波器選擇高選擇性的片外濾波器，有效抑制帶外信號。經(jīng)過中 頻濾波器選擇后的中頻信號再送至芯片內(nèi)可變增益放大器，通過數(shù)字控制可改變放大器增益 ，從而使得最終中頻輸出信號穩(wěn)定。然后通過匹配濾波器送至普通的室內(nèi)電纜，如CAT-5。
技術(shù)特征
可以對多種移動通信協(xié)議模式信號(PHS、 GSM、 CDMA等)進(jìn)行放大并抑制噪聲。 可以實現(xiàn)信號三種增益模式的可調(diào)。 對于不同模式均可以實現(xiàn)50歐姆的輸入輸出匹配。 采用帶隙基準(zhǔn)源(Bandgap)提供偏置。
如上所述，為本發(fā)明的最佳實施方式。盡管所述實例已經(jīng)表示和描述了本發(fā)明，但并不 表示對本發(fā)明自身的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā) 明的精神和范圍的前提下，可在其形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化，所附的權(quán)利要求書覆蓋了 本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有這些改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種多頻帶具有開關(guān)控制增益的低噪聲放大器，其特征是由偏置控制電路來實現(xiàn)頻帶的選擇。通過開關(guān)控制反饋和負(fù)載實現(xiàn)增益的可調(diào)。
2.權(quán)利要求l所述的偏置控制電路，由串行通信協(xié)議SPI提供控制信 號。偏置控制電路控制兩個LNA偏置電流的通斷，為所需頻段的LNA提供偏置電流并將另一 個LNA的偏置電流關(guān)閉(使其不工作)。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低噪聲放大器，其特征在于所述信號放大支 路由晶體管Q1，電感Le以及反饋支路(Rfl和Cl)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低噪聲放大器，其特征在于bypass支路由 M0S管M1和電感L1組成。
5.權(quán)利要求l所述的增益可調(diào)，其特征在于通過M2控制反饋回路，通 過"load control"電路控制負(fù)載的大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低噪聲放大器，其特征在于所述電流偏置電 路提供放大器的直流偏置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)多頻帶增益可調(diào)的低噪聲放大器。此電路頻譜覆蓋范圍為820MHz～2200MHz。針對接收信號的強弱，本發(fā)明電路可以提供不同的增益模式。本發(fā)明支持多種移動通信協(xié)議，采用集成電路設(shè)計，具有體積小、功耗低、高線性度、高可靠性、信號轉(zhuǎn)換等優(yōu)點，適用于解決通信領(lǐng)域內(nèi)多模式，寬帶無線信號接收放大等問題。
文檔編號H03F1/26GK101364791SQ200710201298
公開日2009年2月11日 申請日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日
發(fā)明者俊 李 申請人:曹志明