[发明专利]低噪声放大器

说明书

本申请提供一种低噪声放大器。低噪声放大器包括前级放大器、多个第一差分放大器、多个第二差分放大器、信号加法器以及负载电路。前级放大器接收输入信号，放大所述输入信号以产生第一信号，所述输入信号与所述第一信号的相位相同。第一差分放大器接收第一输入差分信号对，依据第一差分信号对以产生第一输出差分信号对。第二差分放大器接收第二输入差分信号对，依据第二差分信号对以产生第二输出差分信号对。信号加法器使第一输出差分信号对与第二输出差分信号对相加。负载电路耦接信号加法器，依据加法结果以产生第三输出差分信号。低噪声放大器在信号相加和放大的过程中，消除了部分噪声，有效降低了整个电路的噪声系数，提升了信号质量。

技术领域

本申请涉及一种低噪声放大器，尤其涉及一种宽频带的单端转差分的低噪声放大器。

背景技术

在习知技术领域中，单端转差分的低噪声放大器中常采用共源极放大器和巴伦来同时实现单端转差分和低噪声放大功能，其中共源极放大器用以处理单端信号。然而，共源极放大器所提供的噪声消除阻抗匹配以及增益，对于芯片的打线状况都非常敏感。而打线为习知技术的低噪声放大器的反馈结构的重要构件。另外，习知技术的单端共源极放大器的共模抑制比(common mode rejection ratio,CMRR)以及电源抑制比(power supplyrejection ratio,PSRR)的表现都较差，容易受到电源端及接地端上的噪声影响。另外，在习知技术领域中低噪声放大器中常采用反馈结构来实现阻抗匹配。所述反馈结构需要从输出端到输入端的反馈路径，以达到宽频带下的输入阻抗匹配，这要求低噪声放大器必须提供稳定的从输入端到输出端的增益。因此，在不同的工作频率下提供固定的负载阻抗是很重要的。也因此，在习知技术的宽带低噪声放大器中，采用电感电容共振腔或无源混频器作为反馈电路的一部分，是无法接受的。如果采用额外的增益级或者放大器插入在低噪声放大器和阻抗随频率变化的负载中间，可能造成过度的功耗并且限制信号的线性度。

发明内容

本申请是针对一种低噪声放大器，可同时实现宽带匹配和单端转差分功能的低噪声放大器，其采用差分模式下的噪声消除实现非常良好的噪声性能，并且可以直接接载阻抗在工作频带内随频率变化的负载，同时在较高的频率范围内具有良好的线性度和电源抑制比(power supply rejection ratio,PSRR)性能。

根据本申请的实施例，低噪声放大器包括前级放大器、多个第一差分放大器、多个第二差分放大器、信号加法器以及负载电路。前级放大器接收输入信号，放大所述输入信号以产生第一信号，所述输入信号与所述第一信号的相位相同。第一差分放大器耦接前级放大器，共同接收第一信号以及第一参考信号以作为第一输入差分信号对，依据第一差分信号对以产生第一输出差分信号对。第二差分放大器共同接收输入信号以及第二参考信号以作为第二输入差分信号对，依据第二差分信号对以产生第二输出差分信号对。信号加法器耦接所述第一差分放大器以及多个第二差分放大器，用以使第一输出差分信号对与第二输出差分信号相加以产生加法结果。负载电路耦接信号加法器，依据加法结果以产生第三输出差分信号对。

在根据本申请的实施例的低噪声放大器中，第一差分放大器的每一包括差动对以及电流源。差动对具有第一输入端接收第一信号，差动对的第二输入端接收第一参考信号。电流源耦接在差动对的共同端以及参考电压端间，在差动对的共同端以及参考电压端间提供参考电流。其中，差动对具有第一输出端用以产生第一输出信号，差动对具有第二输出端用以产生第二输出信号，第一输出信号以及第二输出信号形成第一输出差分信号对。

在根据本申请的实施例的低噪声放大器中，第一差分放大器的每一还包括电容器。电容器耦接在差动对的第二输入端以及参考电压端间，以实现工作频率下的低阻特性。

在根据本申请的实施例的低噪声放大器中还包括直流解耦合电容器。直流解耦合电容器耦接在前级放大器以及差动对的第一输入端间。