[发明专利]一种低噪声放大器的双路噪声抵消电路

说明书

本发明公开了一种低噪声放大器的双路噪声抵消电路，主要解决现有噪声消除电路难以在高频段实现的问题。该电路包括CG共栅放大器，与CG共栅放大器相连的幅噪调整变压器T，输入端与CG共栅放大器一端相连电容C1，与电容C1的另一端相连的CS共源放大器，分别与CG共栅放大器的另一端、CS共源放大器的输出端对应相连的相位调整电路P1、P2，以及分别与相位调整电路P1、P2的输出端对应相连的幅度调整电路A1、A2。通过上述设计，本发明实现了宽频范围内的低噪声系数，并可降低电路寄生对噪声抵消电路性能的影响，将噪声抵消原理实现在毫米波段。因此，适宜推广应用。

技术领域

本发明涉及低噪声放大器技术领域，具体地说，是涉及一种低噪声放大器的双路噪声抵消电路。

背景技术

噪声抵消电路能降低放大器的晶体管热噪声，一般的低噪声放大器通过噪声匹配、跨导提升等技术实现低噪声系数；但是这些技术均是针对特定工作频率进行优化，在较宽的工作频率范围内效果不好，且存在工作带宽与噪声系数之间的权衡。随着高速率无线通信的发展，无线系统工作带宽越来越宽，而噪声抵消技术能够有效降低晶体管的热噪声从而降低放大器噪声系数，并且噪声消除技术打破了工作带宽与噪声系数之间的权衡关系，能够在宽频范围内实现低噪声。

如图1所示为现有技术中的一种噪声抵消电路，CG共栅放大器噪声消除电路中，CG共栅放大器晶体管(gmCG)的热噪声电流(in)能够在其源极和漏极之间产生异相但不等幅的噪声电压。其中漏极噪声电压为VnCG，源极噪声电压经过一级CS共源放大器反相放大后获得噪声电压VnCS，上述噪声电压作为共模电压在放大器差分输出端口被抵消。但是该电路只能抵消CG共栅放大器的噪声，而CS共源放大器的噪声无法抵消，限制了这种低噪声放大器噪声系数的进一步降低。同时受制于器件寄生对噪声信号的幅相影响，该电路难以在高频段实现，如毫米波等。

如图2、3所示为现有技术中的另一种双路噪声消除电路，该电路包含一级CS共源放大器(由晶体管M1组成)，CG共栅放大器(由晶体管M2组成)和源极跟随器M3。如图2所示，CS共源放大器的噪声经由反馈电阻Rf后在其栅极与漏极形成同相不等幅的噪声电压，栅极噪声电压经过输入级变压器调整后反相输入CG共栅放大器，经过放大调整后与漏极噪声电压异相叠加抵消。CG共栅放大器的热噪声抵消原理与CG噪声消除电路原理相似，利用CG共栅放大器晶体管源漏级噪声电压反相的特性，对噪声电压幅度进行调整后进行异相抵消，如图3所示。该双路噪声抵消电路输入端需要一个变压器，变压器的插入损耗将会提高整体电路的噪声系数。并且，在更高工作频段下变压器、晶体管的寄生会恶化噪声抵消性能，因此该电路无法应用于高频段，如毫米波等。最后，由于双路噪声抵消条件难以同时满足，该电路不适合宽频应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低噪声放大器的双路噪声抵消电路，主要解决现有噪声消除电路难以在高频段实现的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低噪声放大器的双路噪声抵消电路，包括CG共栅放大器，输入端与CG共栅放大器一端相连电容C1，与电容C1的另一端相连的CS共源放大器，分别与CG共栅放大器的另一端、CS共源放大器的输出端对应相连的相位调整电路P1、P2，以及分别与相位调整电路P1、P2的输出端对应相连的幅度调整电路A1、A2。

进一步地，所述抵消电路还包括与CG共栅放大器相连的幅噪调整变压器T。

进一步地，所述CG共栅放大器包括晶体管M1，与晶体管M1的源极相连的电感Lgs，以及一端与晶体管M1的栅极相连且另一端接电压Vg的电感Lg；其中，所述幅噪调整变压器T与晶体管M1的漏极和电感Lgs的自由端相连，所述电容C1与电感Lgs的自由端相连。

进一步地，所述CS共源放大器包括与电容C1的另一端相连的电感Lin，栅极与电感Lin另一端相连且源极接地的晶体管M2，以及连接于晶体管M2的栅极和漏极之间的反馈电阻Rf；其中，晶体管M2、反馈电阻Rf的公共端与相位调整电路P2的输入端相连。