[发明专利]一种多重增益低噪声放大器的切换电路

说明书

本发明提供了一种多重增益低噪声放大器的切换电路，涉及射频接收机技术领域，主要解决了现有反馈电路中开关单元存在的损耗高、隔离度低、线性度与信号噪声比差的技术问题。本发明包括：反馈电阻、第一反馈电容、第二反馈电容；所述反馈电阻、第一反馈电容、第二反馈电容依次串联，在所述第一反馈电容、第二反馈电容之间设置有开关单元；所述开关单元能够通过控制信号的电平高低使所述高增益低噪声放大器、低增益低噪声放大器进行切换。本发明能够达到较低的开关损耗、较佳的开关隔离度以及较好的线性度，有效解决了现有开关单元存在的技术缺陷。

技术领域

本发明涉及射频接收机技术领域，尤其涉及一种多重增益低噪声放大器的切换电路。

背景技术

在射频接收机当中，输入信号的能量范围(dynamic range)通常非常的广，常见的范围从低至-100dBm到0dBm，在上述灵敏度范围(sensitivity level)输入信号能量时，搭配高增益低噪声放大器(High Gain LNA)的同时还要搭配低增益低噪声放大器(Low gainLNA)。通常高增益低噪声放大器与低增益低噪声放大器是两个不同架构的放大器，需要针对彼此的输入输出范围作优化，并且两者的输入端与输出端是相连在一起，以达到面积成本最佳化。在低噪声放大器中，常使用并联反馈电路来达成较佳的稳定度、较宽带的输入匹配(input matching)等优点。然而反馈量如果太大会造成放大器增益降低，如果太小则无法达成增加频宽与稳定放大器的目的，因此常见的做法是在反馈的路径上加入开关，以达到可控反馈量的目的，在接收机设计中,常使用高增益低噪声放大器与低增益低噪声放大器互相搭配使用以达到较宽的接收信号的动态范围(wide input dynamic range)，高增益低噪声放大器会搭配并联反馈电路来提升频宽与稳定度，而在低增益低噪声放大器使用时并不需要此反馈电路,因此反馈电路必须加入开关以切断反馈路径，以此降低对低增益低噪声放大器的影响，如图1、2所示。

现有技术的开关作法如图3、4和5所示，开关可以是N型晶体管或是传输闸，其不足之处在于：(1)开关的开起电压会受限于放大器的输出共模偏压电压而无法最大化，造成开关损耗增加；(2)开关的开启电阻较容易受输出信号的影响而产生改变,造成线性度的降低；(3)开关的关闭电阻较容易受输出信号与输出共模偏压点的影响,而有瞬时开起的状况，造成输出输入隔离度降低。具体来说，当应用情境为高增益低噪声放大器与低增益低噪声放大器是并联关系时，由于高增益与低增益放大器的输入共模电压彼此会不同,输入信号与输出信号大小也不相同，此时在开关损耗、开关线性度、开关隔离度会造成更大影响。如在低增益低噪声放大器使用模式时，高增益放大器的反馈电路开关是关闭的，N型晶体管的闸极电压为零,并且转导级偏压电压为零(Vgmb＝0)，通常此模式下的输入信号是较大的,此时开关会由于信号摆幅与偏压电压原因产生瞬时导通的现象，造成开关隔离度降低，透过高增益放大器反馈电路漏过去输出端的量反而会干扰低增益低噪声放大器的输出，使线性度与信号噪声比(SNR)变差。

本发明的重点在提出一个反馈电路的切换方式，使得接收机在高增益低噪声放大器与低增益低噪声放大器两种状况使用时都能拥有较佳的线性度、较高的输入输出隔离度(input/output isolation)、较佳的元件可靠度(device reliability)与较低的开关损耗(switch loss)。

发明内容

本发明其中一个目的是为了提出一种反馈电路的切换方式，解决了现有技术中反馈电路中开关单元存在的开关损耗高、开关隔离度低、线性度与信号噪声比差等的技术问题。本发明优选实施方案中能够达到相关有益效果，具体见下文阐述。