[发明专利]放大器及其控制方法和信号处理系统

说明书

本申请公开了放大器及其控制方法和信号处理系统。其中，所述放大器包括：第一晶体管，其控制端接收第一输入信号；变压器，用于将所述第一晶体管的输出端与负载匹配连接；连接于所述变压器的初级线圈的两端之间的第一电容阵列和连接于所述变压器的次级线圈的两端之间的第二电容阵列，所述控制信号根据所述第一输入信号的频率控制所述第一电容阵列的电容值和所述第二电容阵列的电容值，使得所述放大器的中心频率与所述第一输入信号的频率之差不超过第一阈值，从而通过对放大器中心频率和带宽的动态调节实现等效的平坦带宽，并减弱输入至放大器的干扰信号的影响。

技术领域

本发明属于电子电路领域，更具体地，涉及放大器、信号处理系统及其方法。

背景技术

目前，放大器与混频器是微波集成电路系统中的关键组成部分。例如在雷达、遥感系统等现代通信设备的超外差结构的接收机中，混频器将接收到的射频信号与本振信号进行混频以得到下变频之后的中频信号，放大器对中频信号进行放大以满足解调电路的需要。

根据放大器的幅频特性，当输入至放大器的中频信号的频率变化时，放大器的增益会发生改变，从而影响放大器输出信号的幅值。在一些应用中，射频信号与本振信号的频率固定，因此中频信号的频率不变，从而放大器的带宽无需很宽，只需满足放大器的中心频率近似于所述中频信号的频率；然而在另一些应用中，射频信号与本振信号的频率是变化的，因此输入至放大器的中频信号的频率会变化。例如，调频连续波(Frequency ModulatedContinuous Wave,FMCW)技术是一种应用于高精度雷达测距领域的技术，其基本原理为：频率源产生频率连续变化(通常以三角波、正弦波等波形趋势变化)的FMCW信号并经天线向外发射，由于发射信号被目标物反射并返回至天线需要一定的时间，频率源此时产生的FMCW信号的频率发生了变化，因此可以利用此时FMCW信号与回波信号之间的频率差计算处目标物的距离信息。然而，由于在应用FMCW等技术的系统中，本振信号与射频信号的频率在不断变化，因此输入至放大器的中频信号的频率也是不断变化的，因此放大器的带宽需要拓宽以需要满足中频信号的频率范围。由于当放大器对所述中频信号进行一定倍数的放大时，与所述中频信号一起输入至放大器中、且频率在放大器带宽范围内的干扰信号也会一起被放大器放大一定的倍数，因此放大器输出的信号中包含幅值与第二中频信号相近的干扰信号，从而影响放大器所在系统的功能和性能。

因此，期待能够在放大器的带宽满足其输入信号的频率变化范围的前提下，减弱放大器接收到的干扰信号带来的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种放大器、信号处理系统及其方法，其中放大器的中心频率和带宽能够随输入至放大器的信号的频率的变化而被动态调节，从而实现等效的平坦带宽，并降低输入至放大器的干扰信号的频率落入放大器带宽范围内的几率，使得所述干扰信号的放大倍数降低，即减弱所述干扰信号的影响。

根据本发明的第一方面，提供一种放大器，用于将第一输入信号放大为第一输出信号，所述放大器包括：第一晶体管，其控制端接收第一输入信号，其输出端提供所述第一输出信号；变压器，用于将所述第一晶体管的输出端与负载匹配连接，其中，所述放大器还包括连接于所述变压器的初级线圈的两端之间的第一电容阵列和连接于所述变压器的次级线圈的两端之间的第二电容阵列，所述控制信号根据所述第一输入信号的频率控制所述第一电容阵列的电容值和所述第二电容阵列的电容值，使得所述放大器的中心频率与所述第一输入信号的频率之差不超过第一阈值。

优选地，所述第一晶体管为MOSFET，所述第一晶体管的漏极与所述变压器的初级线圈的一端相连，所述第一晶体管的源极和所述变压器的初级线圈的另一端接地。

优选地，所述放大器还包括第二晶体管，所述第一晶体管和第二晶体管均为MOSFET，所述第二晶体管的栅极接收所述第一输入信号的差分信号，所述第一晶体管与所述第二晶体管的漏极分别与所述变压器的初级线圈的两端相连，所述第一晶体管与所述第二晶体管的源极均接地，所述第二晶体管与所述第一晶体管的漏极输出所述第一输出信号的差分信号。