專利名稱：具噪聲消除功能的可編程增益放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種放大器電路，特別是有關(guān)于一種具噪聲消除功能的 可編程增益放大器。
背景技術(shù)：
目前，無線系統(tǒng)可使移動(dòng)中的使用者通過電磁輻射的傳播與其它使用者 對(duì)話。無線終端一般包含接收電路系統(tǒng)以捕捉傳播信號(hào)。許多接收端的前后 端包含放大器電路，放大器電路在接收端做進(jìn)一步的信號(hào)轉(zhuǎn)變之前放大接收 到的信號(hào)。放大器電路可能會(huì)放大與射頻信號(hào)混合在一起的噪聲，且放大器 電路本身亦可能會(huì)產(chǎn)生噪聲。上述的噪聲將會(huì)降低接收到的信號(hào)的質(zhì)量，進(jìn) 而使得信號(hào)中須被檢測(cè)到的數(shù)據(jù)的傳播距離縮短。相對(duì)地，減少信號(hào)中的噪 聲指數(shù)(Noise figure, NF)即可增加無線信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。如此，可通過降低接收端的噪聲指數(shù)來增加信號(hào)中的數(shù)據(jù)的傳輸距離。射頻放大電路一般用于處理在特定頻寬的信號(hào)。舉例而言，已知的電視 廣播系統(tǒng)，其為操作頻率50MHz 86謹(jǐn)Hz的寬頻系統(tǒng)，需要具有包含最小放 大增益、回波損耗及噪聲指數(shù)的接收端來有效率地將傳播信號(hào)轉(zhuǎn)換為可播放 的影像。放大增益的放大幅度由放大器決定?；夭〒p耗的大小與放大器的輸 入阻抗相關(guān)，且放大器的輸入阻抗與前級(jí)電路的阻抗相匹配(如源阻抗)。 噪聲指數(shù)與放大器內(nèi)部的噪聲有關(guān)。增加的高增益表示放大器提供更高的信號(hào)放大，增加的回波損耗表示放大器的輸入阻抗與源阻抗的匹配性增加。結(jié) 果顯示，噪聲指數(shù)減少或較低的噪聲指數(shù)表示放大器具有更少的噪聲。放大器的動(dòng)態(tài)增益范圍是另一個(gè)影響接收器工作效率的因素。傳送端與 接收端之間的大氣條件及距離的變化也會(huì)影響信號(hào)的強(qiáng)度。接收器必須能在 極大的動(dòng)態(tài)增益范圍上處理信號(hào)強(qiáng)度變動(dòng)的射頻信號(hào)。在接收器中，有用的 射頻信號(hào)的范圍是在-90dBm到-25dBm。通過調(diào)整接收增益可容納如此廣大的 射頻信號(hào)的范圍，舉例而言，當(dāng)接收到的信號(hào)較強(qiáng)，則設(shè)定較低的增益，當(dāng) 接收到的信號(hào)較弱，則設(shè)定較高的增益。若接收到的信號(hào)很強(qiáng)，則放大器中的噪聲就變得不那么重要，意即可容忍高噪聲指數(shù)，然而，當(dāng)接收到的信號(hào) 微弱，則由放大器所產(chǎn)生的噪聲將會(huì)造成影響，于此，高噪聲指數(shù)便無法被 接受。除了增益以及噪聲指數(shù)之外，接收器的輸入阻抗與信號(hào)的源阻抗兩者 的匹配性亦為重要的考慮因素。高數(shù)值的回波阻抗通常意味著接收器的阻抗 與信號(hào)的源阻抗具有較好的匹配性，如此，在處理過程中可得到更多有用的 信號(hào)。因此，如何提供一寬頻帶頻率放大器具有大范圍的可調(diào)增益，其提供 具有良好阻抗的源電路以及低數(shù)值的噪聲指數(shù)，是一個(gè)亟待解決的問題。發(fā)明內(nèi)容承上，本發(fā)明目的之一為提供一種具噪聲消除功能的可編程增益放大器， 以解決上述的問題。本發(fā)明目的之一為提出一種具噪聲消除功能的可編程增益放大器。若微 弱的射頻信號(hào)欲具有良好的接收度，則通常需要一個(gè)高增益的放大器。然而 許多射頻的應(yīng)用中，當(dāng)放大器的增益很高時(shí)，放大器的噪聲指數(shù)是非常重要 的。更甚者，強(qiáng)度高的信號(hào)毋需高增益的放大器便可擁有良好的接收度，事 實(shí)上，高增益的放大器甚至可能導(dǎo)致信號(hào)失真。在無噪聲指數(shù)的妥協(xié)或放大 信號(hào)的失真下，為使信號(hào)接收的最佳化，便是依據(jù)所接收的信號(hào)強(qiáng)度來調(diào)整 放大器的增益以符合對(duì)信號(hào)的需求。對(duì)此或其它應(yīng)用來說，具有可編程的增益并可消除放大器本身產(chǎn)生的噪聲的放大器，是被作為低噪聲放大器(LNA)。 在一實(shí)施例中，低噪聲放大器包含反饋?zhàn)杩挂约暗谝环糯笃?。第一放?器耦接于輸入節(jié)點(diǎn)并產(chǎn)生經(jīng)過反饋?zhàn)杩沟牡谝恢虚g信號(hào)。低噪聲號(hào)放大器包 含第一衰減器，第一衰減器用以接收第一中間信號(hào)并產(chǎn)生第二中間信號(hào)。低 噪聲放大器亦包含第二衰減器，第二衰減器耦接于輸入節(jié)點(diǎn)并用以產(chǎn)生第三 中間信號(hào)。低噪聲放大器還包含第二放大器，第二放大器用以接收第三中間 信號(hào)并產(chǎn)生第四中間信號(hào)。低噪聲放大器包含總和電路，總和電路依據(jù)第二 中間信號(hào)及第四中間信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)。在本實(shí)施例中，第一放大器及第 二放大器中的至少一為反向放大器。在另一實(shí)施例中， 一方法包含依據(jù)第一增益參數(shù)放大輸入信號(hào)以產(chǎn)生第 一中間信號(hào)。此方法還包含在第一中間信號(hào)與輸入信號(hào)間形成反饋路徑，再 通過第一衰減參數(shù)衰減第一中間信號(hào)以產(chǎn)生第二中間信號(hào)，接著，利用第二 衰減參數(shù)衰減輸入信號(hào)以產(chǎn)生第三中間信號(hào)，繼之，通過第二增益參數(shù)放大第三中間信號(hào)以產(chǎn)生第四中間信號(hào)，以及在輸出節(jié)點(diǎn)中加總第二中間信號(hào)及 第四中間信號(hào)。本發(fā)明提供了一種放大電路，其包含第一放大器，具有第一增益參數(shù)且 耦接輸入節(jié)點(diǎn)，用以產(chǎn)生第一中間信號(hào)；反饋電阻，用以提供反饋路徑，使 得該第一中間信號(hào)反饋至該輸入節(jié)點(diǎn)；第一衰減器，具有第一衰減參數(shù)，用 以接收該第一中間信號(hào)并產(chǎn)生第二中間信號(hào)；第二衰減器，具有第二衰減參 數(shù)且耦接該輸入節(jié)點(diǎn)，用以產(chǎn)生第三中間信號(hào)；第二放大器，具有第二增益 參數(shù)，用以接收該第三中間信號(hào)并產(chǎn)生第四中間信號(hào)；以及加總電路，依據(jù) 該第二中間信號(hào)及該第四中間信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)。本發(fā)明還提供了一種用以放大信號(hào)的方法，其包含依據(jù)第一增益參數(shù) 放大輸入信號(hào)以產(chǎn)生第 一 中間信號(hào)；在該輸入信號(hào)及該第 一 中間信號(hào)間形成 反饋路徑；依據(jù)第一衰減參數(shù)衰減該第一中間信號(hào)以產(chǎn)生第二中間信號(hào)；依 據(jù)第二衰減參數(shù)衰減該輸入信號(hào)以產(chǎn)生第三中間信號(hào)；依據(jù)第二增益參數(shù)放 大該第三中間信號(hào)以產(chǎn)生第四中間信號(hào)；以及結(jié)合該第二中間信號(hào)及該第四 中間信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)。茲為使貴審查員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征及所達(dá)到的功效有更進(jìn)一步的了解 與認(rèn)識(shí)，謹(jǐn)佐以較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說明如后。


圖1為本發(fā)明的具噪聲消除功能的可編程增益放大器的實(shí)施例示意圖； 閨2為本發(fā)明的具噪聲消除功能的可編程增益放大器的另一實(shí)施例示意圖；圖3為本發(fā)明的具噪聲消除功能的可編程增益放大器的再一實(shí)施例示意 圖；以及圖4為本發(fā)明的具噪聲消除功能的可編程增益放大器的步驟流程圖。 [主要元件標(biāo)號(hào)說明]100，200，300低噪聲放大器102，202輸入節(jié)點(diǎn)110源電路120,220,320第一反向放大器130， 230第二反向放大器140,240，340總和電3各210前級(jí)電路212阻抗222并聯(lián)反饋電阻224 節(jié)點(diǎn) 232 輸出節(jié)點(diǎn)250， 360 第一可編程衰減器260， 350 第二可編程衰減器326 晶體管 328 漏極阻抗335 麗OS晶體管 345 迭接晶體管346 共漏極晶體管 351, 353 開關(guān)361， 363 開關(guān) 354 - 357 電容364 - 367 電容 402 - 412 步驟流程具體實(shí)施方式
在許多實(shí)施例中，放大器結(jié)構(gòu)包含金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET),如P型晶體管(PMOS)或N型晶體管(畫OS)、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、 異質(zhì)接面雙載子晶體管(HBTs)、以及高電子遷移率晶體管(HEMTs)。在許多射頻的應(yīng)用中，噪聲指數(shù)在利用高增益來處理信號(hào)的放大器中是 非常重要的，可消除噪聲的并聯(lián)反饋放大器可設(shè)計(jì)為具有低噪聲指數(shù)，且其 輸入阻抗與具有窄域增益的源電路相匹配。然而，在源電路與該并聯(lián)反饋放 大器兩者的阻抗匹配性不佳的情況下，達(dá)到具有可變廣域增益的效果是非常 困難的。因此，阻抗的匹配性對(duì)調(diào)整增益效果來說是非常重要的，而具有可 調(diào)整的增益范圍的可消除噪聲的并聯(lián)反饋放大器十分稀少。有鑒于上述問題 以及應(yīng)用，提出一種具有良好的阻抗匹配、廣域的增益范圍以及低噪聲指數(shù) 的放大器是十分迫切的。請(qǐng)參閱圖1,其繪示本發(fā)明的具噪聲消除功能的可編程增益放大器的實(shí) 施例示意圖。圖中，采用并聯(lián)反饋放大器拓樸架構(gòu)的低噪聲放大器100與源 電路IIG相連接。低噪聲放大器100包含第一反向放大器120、第二反向放 大器130以及總和電路140。源電路110包含源阻抗RS以及電壓源VS,電壓 源VS于輸入節(jié)點(diǎn)102產(chǎn)生輸入電壓VIN。并聯(lián)反饋?zhàn)杩筊a分別與第一放大 器120的輸入節(jié)點(diǎn)102及輸出節(jié)點(diǎn)相連接。第一反向放大器120及第二反向 放大器130接收輸入電壓VIN。第一反向放大器120及第二反向放大器130 的增益分別為-A!及-A"第一反向放大器120及第二反向放大器130的輸出各 提供180度相移的信號(hào)予總和電路140,且此些相移信號(hào)與VIN呈正比。第 一反向放大器UO以及第二反向放大器130于頻帶中具有與RS相關(guān)聯(lián)的高阻抗。因此，實(shí)際上所有自源電路110流向低噪聲放大器100的電流均流過Ra。 因此，大體上若無電流流過放大器，則低噪聲放大器100的輸入阻抗可大約 等于下列方程式<formula>formula see original document page 9</formula>(1)如此，可通過選取適當(dāng)?shù)腞a及A,以調(diào)整低噪聲放大器100的輸入阻抗， 使其與RS相匹配。在第一反向放大器120輸出端的噪聲直接傳輸進(jìn)入總和電路140。同時(shí)， 相同的噪聲是經(jīng)由反饋電阻Ra反饋至輸入節(jié)點(diǎn)102并由第二反向放大器130 放大，再傳送至總和電路140。因此，第一反向放大器120產(chǎn)生的噪聲可在 總和電路140的輸出端消除，其方程式如下l-RS/(RS+Ra) xA2 = 0，或等同于<formula>formula see original document page 9</formula> (2)其中，RS/(RS+Ra)為計(jì)算第一反向放大器120的輸出端至輸入節(jié)點(diǎn)102 的噪聲連結(jié)(co叩Ung)， -A2為通過第二反向放大器130的放大參數(shù)。于此， 如果噪聲不直接經(jīng)由反饋電阻Ra傳輸至總和電路140反而直接經(jīng)由第二反向 放大器130傳輸至總和電路140，則噪聲可在總和電路140的輸出端被予以 消除。是故，可達(dá)到低噪聲指數(shù)的效果。然而，當(dāng)?shù)驮肼暦糯笃?00以及源 電路110的阻抗不匹配時(shí)，因RS通常具有固定值，故欲達(dá)到可變寬域增益的 效果是非常困難的。因此，調(diào)整低噪聲放大器100的信號(hào)增益通常是指調(diào)整 Ra,此步驟亦需要調(diào)整-Ai以維持阻抗的匹配性。通過更進(jìn)一步調(diào)整與RS有 關(guān)的-A2來消除第一反向放大器120的噪聲。 一般而言，欲調(diào)整增益則必須保 持低噪聲放大器100以及源電路110兩者間良好的阻抗匹配性，具可調(diào)整增 益的噪聲濾除并聯(lián)反饋放大器非常少，如，低噪聲放大器。故需要可編程增 益噪聲濾除放大器，其在廣域增益范圍內(nèi)與源電路110之間具有良好的阻抗 匹配性，并且在頻帶中具有低噪聲指數(shù)。請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明的具噪聲消除功能的可編程增益放大器的另一 實(shí)施例示意圖。圖中是表示在本發(fā)明在不同實(shí)施例中的放大器。在此例中， 可編程的增益低噪聲放大器200用以消除內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲。低噪聲放大器200 包含第一反向放大器220及可編程衰減器250,低噪聲放大器200于輸入節(jié) 點(diǎn)202耦接前級(jí)電路210。第二反向放大器230于輸出節(jié)點(diǎn)232耦接可編程 衰減器250的輸出端。第一反向放大器220及第二反向放大器230各具有負(fù)增益參數(shù)，如-Al及-A2。并聯(lián)反饋電阻Ra 222耦接于輸入節(jié)點(diǎn)202及第 一反向放大器的輸入端的節(jié)點(diǎn)224間以提供負(fù)反饋路徑。第一反向放大器220 更經(jīng)節(jié)點(diǎn)224連接另 一可編程衰減器260以提供第一中間信號(hào)VI作進(jìn)一步的 處理。第一反向放大器220及第一可編程衰減器250的輸入阻抗可高于Rs212 的阻抗值，以使所有前級(jí)電路210的電流均經(jīng)由Ra222流至低噪聲放大器200。第一中間信號(hào)VI耦接可編程衰減器260以產(chǎn)生第二中間信號(hào)V2。第二 中間信號(hào)V2通過可編程衰減參數(shù)cd衰減第一中間信號(hào)VI的強(qiáng)度所產(chǎn)生，其 可換算為V2-a,xVl?？删幊趟p器250亦接收輸入節(jié)點(diǎn)202上的信號(hào)。輸入節(jié)點(diǎn)202內(nèi)的信 號(hào)通過可編程衰減參數(shù)a2來進(jìn)行衰減以產(chǎn)生第三中間信號(hào)V3,可編程衰減 器250輸出此第三中間信號(hào)V3，其與輸入節(jié)點(diǎn)202上的信號(hào)的關(guān)系為V3=a 2VIN。第三中間信號(hào)V3耦接于第二反向放大器230的輸入端。第二反向放大 器230的輸出信號(hào)為第四中間信號(hào)，其中，第三中間信號(hào)與第二負(fù)增益參數(shù) -A2相乘而產(chǎn)生第四中間信號(hào)，其可換算為V4--A2V3。第二可編程衰減器260及第二反向放大器230的輸出端是各自提供中間 信號(hào)V2及V4，予總和電路240。總和電路240的輸出為V2及V4兩中間信號(hào) 之和。第一反向放大器220的輸出端的噪聲是經(jīng)由第二可編程衰減器260而 直接與總和電路240相耦接，且成為中間電壓V2的一部分。另一方面，第一 反向放大器220的輸出端上的噪聲是通過Ra 222反饋，再經(jīng)由可編程衰減器 250進(jìn)行衰減，最后再經(jīng)由放大器予以放大，而成為第四中間信號(hào)V4的一部 分。第一反向放大器220通過第二可編程衰減器260與總和電路240耦接而 產(chǎn)生的噪聲，可通過通過阻抗Ra、第一可編程衰減器250及第二反向放大器 230耦接至總和電路240的方式來予以消除，其中，可通過下述公式加以調(diào) 整a^及a2:Od =Rs/ (Rs+Ra) x a2 x A2 (3) 在此，第(3)式的左手邊計(jì)算第一反向放大器220的輸出端經(jīng)由第二可編 程衰減器260直接與總和電路240耦接的參數(shù)，第(3)式的右手邊計(jì)算放大器 不直接與總和電路240耦接而是經(jīng)由阻抗Ra、第一可編程衰減器250及第二 反向放大器230與總和電路240并聯(lián)的參數(shù)。在此同時(shí)，LNA 200的輸入阻 抗可通過調(diào)整Ra及AjRs-Ra/(l+AJ)的數(shù)值而使其與Rs 212相匹配。通過 調(diào)整cc,、 ct2及/或A2，可在沒有調(diào)整Ra或A,的數(shù)值的情況下使得公式(3)達(dá)到消除噪聲的效果。如此一來，于絕大部分的增益數(shù)值下，LNA 200的輸入 阻抗系與Rs 212相匹配。在圖2的實(shí)施例中，其是表示每一放大器220及230的負(fù)增益，利用相 同的放大器而達(dá)到正增益的效果亦涵括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在此實(shí)施例的描 述，提供予總和電路240的信號(hào)是可選擇性地反向以達(dá)到噪聲消除的效果。 此外，總和電路240本身可消除或反向任一 V2或V4信號(hào)。請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明的具噪聲消除功能的可編程增益放大器的再一 實(shí)施例示意圖。圖3中，其依據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例所表示的放大器電路。 低噪聲放大器300為另一種電路實(shí)施例。LNA 300包含第一反向放大器320、 第一可編程衰減器360、第二可編程衰減器350及總和電路340?？偤碗娐?340與第二衰減器350的輸出端及第一衰減器360的輸出端耦接。第一反向 放大器320可為具有增益-A:的反向放大器，如圖2中的第一反向放大器220。 可編程衰減器350及360為具有如圖2所示的衰減參數(shù)a!及a2的衰減器。 總和電路340包含如圖2中所示的第二反向放大器230，例如以麗OS晶體管 335來實(shí)現(xiàn)提供增益-A2。第一反向放大器320設(shè)置于共源極電路拓樸中，晶體管326與漏極阻抗 328及反饋?zhàn)杩筊a 322相連接。第一可編程衰減器360的輸入端與第一反向 放大器320的輸出端耦接以接收中間信號(hào)VI。第一可編程衰減器360包含四 個(gè)電容364-367，用以提供第一衰減參數(shù)al,并分別依據(jù)開關(guān)361及363中 的信號(hào)SEL1及SEL2來進(jìn)行編程的處理。信號(hào)SEL1及信號(hào)SEL2處于相反的 相位，是故當(dāng)SEL1的狀態(tài)表示開關(guān)361為關(guān)閉時(shí)，SEL2的狀態(tài)表示開關(guān)363 為開啟，反之亦然。所產(chǎn)生的第二中間信號(hào)V2與第一中間信號(hào)VI具有第一 衰減參數(shù)ocl的關(guān)系，第二中間信號(hào)V2提供予總和電路340做進(jìn)一步處理。第二可編程衰減器350包含有四個(gè)電容354-357,以提供第二衰減參數(shù) a2,編程的步驟是并分別依據(jù)開關(guān)351及353中的信號(hào)SEL1及SEL2來進(jìn)行 編程的處理。第二可編程衰減器350的操作與上述的第一信號(hào)衰減器360非 常相似。第二可編程衰減器350的輸入端耦接于第一反向放大器320，而且， 提供VIN予第一反向放大器320及第二可編程衰減器350的輸入端。此VIN 經(jīng)由第二衰減參數(shù)CC2衰減后產(chǎn)生第三中間信號(hào)V3,而此V3提供予總和電路 340以做進(jìn)一步處理?？偤碗娐?40亦耦接第一可編程衰減器360,總和電路340用以接收第一可編程衰減器360的中間電壓V2?？偤碗娐?40包含共漏極晶體管346, 其設(shè)置于共漏極電路拓樸中，迭接晶體管345以及麗OS晶體管335則設(shè)置于 共源極電路拓樸中。電壓VB2提供柵極偏壓予迭接晶體管345， VB3經(jīng)由偏壓 阻抗341提供柵極偏壓予共漏極晶體管346,以及VB1經(jīng)由偏壓阻抗331提 供柵極偏壓予畫OS晶體管335。共漏極晶體管346用以提供具非反向放大效 果的中間電壓V2，此V2具有略為小于1的增益。NMOS晶體管335的輸出信 號(hào)利用迭接晶體管345與共漏極晶體管346的輸出信號(hào)相加。由第一反向放大器320所產(chǎn)生的噪聲于第一中間信號(hào)V1中被傳輸至第一 可編程衰減器360。此噪聲的一部分亦經(jīng)由Ra 322被傳回第二可編程衰減器 350。因此，由SEL1及SEL2所決定的第三中間信號(hào)V3包含有由放大器320 所產(chǎn)生的部分噪聲，而此部分噪聲又因第二衰減參數(shù)a2而進(jìn)一步衰減。V3 所包含的噪聲通過麗OS晶體管335被傳輸至晶體管345。第一中間信號(hào)VI內(nèi)的噪聲更被傳輸至第二中間信號(hào)V2中，此噪聲因由 SEL1及SEL2所決定的第一衰減參數(shù)al而被予以衰減。此信號(hào)由共漏極晶體 管346所提供，其亦包含中間信號(hào)V2的噪聲。中間信號(hào)V2的噪聲與麗OS晶 體管335輸出的中間信號(hào)的噪聲處于相反的相位。因此，如果Ra、 Rs、 A2、 od及oc2的數(shù)值滿足方程式(3),則與總和電路340相對(duì)應(yīng)的信號(hào)(V0UT)可免 除由放大器320所產(chǎn)生的噪聲所造成的影響。LNA 300的輸入阻抗大約相等于Ra/(1+Aj。因此，LNA 300的輸入阻抗 可通過選取適當(dāng)?shù)腞a及Al以匹配Rs。因?yàn)長NA 300通過A2及可編程衰減 器350及360內(nèi)部的電容值以消除噪聲，LNA 300的輸入阻抗與Rs匹配以得 到消除放大器噪聲及減少NF的最佳化效果。上迷LNA的設(shè)計(jì)十分具有彈性。放大器拓樸并不局限于單端拓樸 (single-ended topologies)。舉例而言，完全不同或擬似不同的拓樸可#1用 來形成LNA 200及LNA 300。電流偏置(current biasing)亦可代替電壓偏置 (voltage biasing)。再者，其它放大器拓樸可用于反向放大器320。更甚者， 其它放大器拓樸亦可在總和電路340中用以反向放大。抑或，用于可編程衰 減電路，如可編程電阻群。請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明的具噪聲消除功能的可編程增益放大器的步驟 流程圖。圖4中，其根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的一方法。本方法從步驟402 開始，其利用第一放大器的第一負(fù)增益參數(shù)以放大輸入信號(hào)。此放大后的信號(hào)為第 一 中間信號(hào)并傳輸予第 一可編程衰減器。接著是步驟404,其提供反饋路徑于第一中間信號(hào)及輸入信號(hào)之間。此反饋路徑在第一放大器的輸入端及輸出端之間耦接電阻而成。該電阻可被調(diào) 整以匹配前級(jí)電路的阻抗，該第一負(fù)增益參數(shù)亦可被調(diào)整以提供符合需要的 增益來匹配前級(jí)電路的阻抗。在步驟406中，第一中間信號(hào)可通過第一可編程衰減器的第一衰減參數(shù) 來予以衰減。第一衰減參數(shù)可通過與開關(guān)結(jié)合的邏輯信號(hào)狀態(tài)來進(jìn)行調(diào)整， 此開關(guān)以電容式梯狀電路(capacitive ladder)來體現(xiàn),其如圖3所示。再者， 電阻梯狀電路可用于實(shí)現(xiàn)可編程衰減器，其如同所有已知技術(shù)。因此，可由 邏輯信號(hào)決定的第一可編程衰減器于其輸出端產(chǎn)生第二中間信號(hào)系。第一中 間信號(hào)被傳輸至總和電路以作進(jìn)一步的處理。于步驟408中，第二衰減器利用第二衰減參數(shù)衰減輸入信號(hào)。第二衰減 參數(shù)是由與開關(guān)合并的邏輯信號(hào)所產(chǎn)生，此開關(guān)位于電容式梯狀電路中，如 圖3所示。另一方面，如同此領(lǐng)域所熟知的基本技術(shù)，電阻梯狀電路亦可用 以實(shí)現(xiàn)可編程衰減器。是故，第二可編程衰減器根據(jù)邏輯信號(hào)于輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn) 生第三中間信號(hào)。第三中間信號(hào)被傳輸予第二放大器以作進(jìn)一步的處理。-步驟410表示第三中間信號(hào)通過具有第二負(fù)增益參數(shù)的第二放大器來予 以放大。此第二放大器產(chǎn)生第四中間信號(hào)，其中該第四中間信號(hào)為第三中間 信號(hào)及負(fù)增益參數(shù)的乘積。第二放大器傳輸?shù)谒闹虚g信號(hào)至總和電路以作進(jìn) 一步處理。步驟412中，使用總和電路以加總第二中間信號(hào)及第四中間信號(hào)。加總 后的信號(hào)自總和電路輸出，且其為經(jīng)放大的輸入信號(hào)，此外，其受第一反向 放大器的噪聲的影響大為降低。上述的方法更允許對(duì)輸入信號(hào)持續(xù)監(jiān)控并實(shí)時(shí)調(diào)整的信號(hào)增益以及輸入 阻抗，以保持接收端最好的工作效能。在上述中，接收端并不具有唯一性或獨(dú)斷性，而是要表示接收端可能的 最佳配置，故并不以此為限。任何依據(jù)本領(lǐng)域通常知識(shí)而達(dá)成本發(fā)明功效的 可能配置均涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一些應(yīng)用中，接收端必須操作于寬頻帶或大范圍的頻率內(nèi)。在寬頻帶 中具有低噪聲指數(shù)的放大器可改善接收信號(hào)的質(zhì)量。此更適用于自由空間的 傳輸系統(tǒng)，因?yàn)闅夂驙顟B(tài)是隨時(shí)改變的，并且移動(dòng)電話使用者的傳輸距離時(shí)常改變。提出可于大范圍頻率中操作的低噪聲指數(shù)的放大器以解決上述的問 題以及應(yīng)用是非常重要的。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范 疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于所附的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種放大電路，其包含第一放大器，具有第一增益參數(shù)且耦接輸入節(jié)點(diǎn)，用以產(chǎn)生第一中間信號(hào)；反饋電阻，用以提供反饋路徑，使得該第一中間信號(hào)反饋至該輸入節(jié)點(diǎn)；第一衰減器，具有第一衰減參數(shù)，用以接收該第一中間信號(hào)并產(chǎn)生第二中間信號(hào)；第二衰減器，具有第二衰減參數(shù)且耦接該輸入節(jié)點(diǎn)，用以產(chǎn)生第三中間信號(hào)；第二放大器，具有第二增益參數(shù)，用以接收該第三中間信號(hào)并產(chǎn)生第四中間信號(hào)；以及加總電路，依據(jù)該第二中間信號(hào)及該第四中間信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中使用電容及電阻的至少其一來調(diào)整該第一衰減參數(shù)與該第二衰減參數(shù)的至少其一。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路，其中該第一衰減器及該第二衰減器的至 少其一依據(jù)邏輯信號(hào)來控制至少一開關(guān)，以調(diào)整該第一衰減參數(shù)與該第二衰減參數(shù)的至少其一。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中該第一衰減器包含輸入阻抗，其實(shí) 質(zhì)上高于源電J各的源阻抗，該源電^各通過該輸入節(jié)點(diǎn)耦接該電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中該第一增益參數(shù)及該反饋電阻用以 與該源電路進(jìn)行阻抗匹配。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中該反饋電阻及該第一增益參數(shù)實(shí)質(zhì) 上符合下列關(guān)系式Rs =Ra/(l+Al)其中Rs代表該源阻抗的值，Ra代表該反饋電阻的值，而A1代表該第一 增益參數(shù)的值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中該增益參數(shù)、該第一衰減參數(shù)及該 第二衰減參數(shù)實(shí)質(zhì)上符合下列關(guān)系式al= Rs〃Rs+Ra) A2 a 2 其中，al代表該第一衰減器的值，a2代表該第二衰減器的值，A2代表該第二增益參數(shù)的值，Rs代表該源阻抗的值，以及Ra代表該反饋電阻的值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中該反饋電阻、該第二放大器、該第 一衰減器、該第二衰減器及該加總電路用以降低該第一放大器對(duì)該輸出信號(hào) 的噪聲影響。
9. 一種用以放大信號(hào)的方法，其包含依據(jù)第 一增益參數(shù)放大輸入信號(hào)以產(chǎn)生第 一 中間信號(hào)；在該輸入信號(hào)及該第 一 中間信號(hào)間形成反饋路徑；依據(jù)第 一 衰減參數(shù)衰減該第 一 中間信號(hào)以產(chǎn)生第二中間信號(hào)；依據(jù)第二衰減參數(shù)衰減該輸入信號(hào)以產(chǎn)生第三中間信號(hào)；依據(jù)第二增益參數(shù)放大該第三中間信號(hào)以產(chǎn)生第四中間信號(hào)；以及結(jié)合該第二中間信號(hào)及該第四中間信號(hào)以產(chǎn)生輸出信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包含使用電容及電阻的至少一個(gè)來調(diào)整該第一衰減參數(shù)與該第二衰減參數(shù)的 至少一個(gè)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中還包含依據(jù)邏輯信號(hào)來控制至少一開關(guān)，以調(diào)整該第 一衰減參數(shù)與該第二衰減 參數(shù)的至少一個(gè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中形成反饋路徑的該步驟還包含 在該第 一 中間信號(hào)與該輸入信號(hào)間形成阻抗耦接路徑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包含 設(shè)置輸入阻抗以匹配源電路的源阻抗。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中設(shè)置該輸入阻抗的步驟還包含 調(diào)整該反饋路徑的反饋?zhàn)杩辜霸摰?一增益參數(shù)中的至少其一 。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括設(shè)置該輸入阻抗，使得該源電阻的數(shù)值實(shí)質(zhì)上與該反饋路徑的反饋電阻 的數(shù)值除以該第 一 增益參數(shù)的數(shù)值與 一數(shù)值的和相等，其中該數(shù)值實(shí)質(zhì)上為
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中對(duì)該第一中間信號(hào)進(jìn)行衰減的步 驟包含傳輸該第 一 中間信號(hào)予電阻網(wǎng)絡(luò)，該電阻網(wǎng)絡(luò)包含多個(gè)電阻。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行衰減的步驟包含傳輸該輸入信號(hào)予電阻網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包含多個(gè)電阻。
18. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在放大該輸入信號(hào)的步驟還包括減少該輸出信號(hào)的噪聲部分的影響。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中該第二中間信號(hào)的噪聲部分的絕 對(duì)值實(shí)質(zhì)上等于該第四中間信號(hào)的噪聲部分的絕對(duì)值，且兩者處于反相狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種具噪聲消除功能的可編程增益放大器。在許多不同的實(shí)施例中，低噪聲放大器包含第一反向放大器，其用以產(chǎn)生第一中間信號(hào)。第一衰減器用以接收第一中間信號(hào)并產(chǎn)生第二中間信號(hào)。在許多實(shí)施例中，低噪聲放大器包含第二衰減器，其用以產(chǎn)生第三中間信號(hào)。第二反向放大器依據(jù)第三中間信號(hào)以產(chǎn)生第四中間信號(hào)。一種總和電路依據(jù)第二及第四中間信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H03G3/12GK101272131SQ200810082969
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者林嘉亮 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司