專利名稱：一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除電路及方法。
背景技術(shù)：
目前，為了提高低噪聲放大器的噪聲與寬帶表現(xiàn)，主要是利用源電感退化結(jié)構(gòu) (Source Inductive Degeneration)，共柵輸出結(jié)構(gòu)(Common Gate)，負(fù)漢饋(Feedback)三種結(jié)構(gòu)來(lái)改變輸出阻杭，與源阻抗配合，實(shí)現(xiàn)輸出噪聲匹配。但是由于該方法主要是基于直接對(duì)電路輸入阻抗進(jìn)行匹配，并沒(méi)有深入研究匹配的物理機(jī)制，因此傳統(tǒng)方法難以同時(shí)達(dá)到噪聲匹配與共軛匹配，尤其是在帶寬與噪聲的折中關(guān)系上有一定的局限性。同時(shí)近年來(lái)，寬帶與超寬帶低噪聲放大器得到了廣泛的深入研究。能運(yùn)行在數(shù)GHz 上的大帶寬的現(xiàn)代與未來(lái)通信系統(tǒng)，諸如軟件定義無(wú)線電、超寬帶系統(tǒng)等概念不斷被提出。 這些系統(tǒng)的大帶寬要求，對(duì)收發(fā)器，尤其是前端低噪聲放大器的設(shè)計(jì)提出了更苛刻的要求。 因?yàn)樵谶@類系統(tǒng)中，低噪聲放大器必須能夠在超大帶寬上提供合理的噪聲系數(shù)以及阻抗匹配，同時(shí)，還必須為了手持設(shè)備應(yīng)用而顧及到電源電壓和功耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除電路及方法。一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除電路，包括直流電源Vcc、第一電感Li、 第二電感L2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3 ；第一電感Ll 一端為輸入端，接信號(hào)源，第一電感Ll另一端接第一電容Cl 一端、第一晶體管Ql基板；第一電容Cl 的另一端接第一電阻Rl的一端；第一電阻Rl的另一端接第二電阻R2 —端、第二電容C2 — 端、第一晶體管Ql集電極；第一晶體管Ql發(fā)射極、第二晶體管Q2發(fā)射極接地；第二電容C2 的另一端接第三電阻R3 —端、第三晶體管Q3基極；第二電阻R2的另一端、第三電阻R3的另一端、第三晶體管Q3集電極、第四晶體管Q4基極、第四晶體管Q4集電極都接直流電源 Vcc ；第二晶體管Q2集電極、第三晶體管Q3發(fā)射極、第四晶體管Q4發(fā)射極接第三電容C3 — 端；第三電容C3的另一端為輸出端，接負(fù)載；第二晶體管Q2基極接第二電感L2 —端；第二電感L2的另一端接第一電容Cl 一端。一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除方法，包括如下步驟 步驟(1).檢測(cè)信號(hào)源源阻抗與第一電阻Rl產(chǎn)生的熱噪聲I ；
步驟O).將信號(hào)源源阻抗與第一電阻Rl產(chǎn)生的熱噪聲I通過(guò)信號(hào)通路I進(jìn)行放大； 信號(hào)源源阻抗產(chǎn)生的熱噪聲II通過(guò)信號(hào)通路II進(jìn)行放大；
所述的信號(hào)通路I包括第一電感Li、第一電阻R1、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4 ；所述的信號(hào)通路II包括第一電感Li、第一電阻R1、第二晶體管Q2 ；步驟(3).將通過(guò)信號(hào)通路I放大的熱噪聲I和通過(guò)信號(hào)通路II放大的熱噪聲II在綜合電路中相加消除；
所述的綜合電路包括第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4。本發(fā)明有益效果如下
本發(fā)明利用基于熱噪聲消除技術(shù)(Thermal Noise canceling, TNC)使低噪聲放大器前級(jí)源阻抗與第一電阻Rl產(chǎn)生的熱噪聲，通過(guò)兩條増益相反的信號(hào)通路分別放大，最終在輸出綜合電路實(shí)現(xiàn)兩路熱噪聲的相加消除。本發(fā)明通過(guò)熱噪聲消除技木，在無(wú)需調(diào)整輸入阻抗匹配的條件下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)前級(jí)熱噪聲的完全消除，同時(shí)通過(guò)負(fù)反饋技木，可以得到寬帶性能。


圖1是基于熱噪聲消除技術(shù)的改進(jìn)型寬帶低噪聲放大器；
圖中，直流電源Vcc、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4、第一電感Li、第二電感L2、第一電容Cl、第二電容C2、 第三電容C3。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明。如圖1所示，一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除電路，包括直流電源Vcc、 第一電感Li、第二電感L2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3 ；第一電感 Ll 一端為輸入端，接信號(hào)源，第一電感Ll另一端接第一電容Cl 一端、第一晶體管Ql基極； 第一電容Cl的另一端接第一電阻Rl的一端；第一電阻Rl的另一端接第二電阻R2 —端、第 ニ電容C2 —端、第一晶體管Ql集電極；第一晶體管Ql發(fā)射極、第二晶體管Q2發(fā)射極接地； 第二電容C2的另一端接第三電阻R3 —端、第三晶體管Q3基極；第二電阻R2的另一端、第三電阻R3的另一端、第三晶體管Q3集電極、第四晶體管Q4基極、第四晶體管Q4集電極都接直流電源Vcc ；第二晶體管Q2集電極、第三晶體管Q3發(fā)射極、第四晶體管Q4發(fā)射極接第三電容C3 —端；第三電容C3的另一端為輸出端，接負(fù)載；第二晶體管Q2基極接第二電感 L2 一端；第二電感L2的另一端接第一電容Cl 一端。一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除方法，包括如下步驟 步驟(1).檢測(cè)信號(hào)源源阻抗與第一電阻Rl產(chǎn)生的熱噪聲I ；
步驟O).將信號(hào)源源阻抗與第一電阻Rl產(chǎn)生的熱噪聲I通過(guò)信號(hào)通路I進(jìn)行放大； 信號(hào)源源阻抗產(chǎn)生的熱噪聲II通過(guò)信號(hào)通路II進(jìn)行放大；
所述的信號(hào)通路I包括第一電感Li、第一電阻R1、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4 ；所述的信號(hào)通路II包括第一電感Li、第一電阻R1、第二晶體管Q2 ；
步驟(3).將通過(guò)信號(hào)通路I放大的熱噪聲I和通過(guò)信號(hào)通路II放大的熱噪聲II在綜合電路中相加消除；
所述的綜合電路包括第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4。本發(fā)明通過(guò)ニ極管連接的第四晶體管Q4補(bǔ)償?shù)诙w管Q2的偏置電流，使得由第一電感Li、第一電阻R1、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4組成的信號(hào)通路I，與由第一電感 Li、第一電阻R1、第二晶體管Q2組成的信號(hào)通路II的増益相反，大小相同，從而達(dá)到對(duì)前級(jí)熱噪聲在輸出綜合級(jí)的完全消除。
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除電路，其特征在干，包括直流電源Vcc、第 ー電感Li、第二電感L2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3 ；第一電感Ll 一端為輸入端，接信號(hào)源，第一電感Ll另一端接第一電容Cl 一端、第一晶體管Ql基極；第 ー電容Cl的另一端接第一電阻Rl的一端；第一電阻Rl的另一端接第二電阻R2 —端、第二電容C2 —端、第一晶體管Ql集電極；第一晶體管Ql發(fā)射極、第二晶體管Q2發(fā)射極接地；第 ニ電容C2的另一端接第三電阻R3 —端、第三晶體管Q3基極；第二電阻R2的另一端、第三電阻R3的另一端、第三晶體管Q3集電極、第四晶體管Q4基極、第四晶體管Q4集電極都接直流電源Vcc ；第二晶體管Q2集電極、第三晶體管Q3發(fā)射極、第四晶體管Q4發(fā)射極接第三電容C3 —端；第三電容C3的另一端為輸出端，接負(fù)載；第二晶體管Q2基極接第二電感L2 一端；第二電感L2的另一端接第一電容Cl 一端。
2.一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除方法，其特征在干，包括如下步驟 步驟(1).檢測(cè)信號(hào)源源阻抗與第一電阻Rl產(chǎn)生的熱噪聲I ；步驟O).將信號(hào)源源阻抗與第一電阻Rl產(chǎn)生的熱噪聲I通過(guò)信號(hào)通路I進(jìn)行放大； 信號(hào)源源阻抗產(chǎn)生的熱噪聲II通過(guò)信號(hào)通路II進(jìn)行放大；所述的信號(hào)通路I包括第一電感Li、第一電阻R1、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4 ；所述的信號(hào)通路II包括第一電感Li、第一電阻R1、第二晶體管Q2;步驟(3).將通過(guò)信號(hào)通路I放大的熱噪聲I和通過(guò)信號(hào)通路II放大的熱噪聲II在綜合電路中相加消除；所述的綜合電路包括第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)低噪聲放大器前級(jí)熱噪聲的消除電路及方法。傳統(tǒng)方法難以同時(shí)達(dá)到噪聲匹配與共軛匹配，尤其是在帶寬與噪聲的折中關(guān)系上有一定局限性。本發(fā)明電路包括直流電源Vcc、第一電感L1、第二電感L2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3；本發(fā)明方法通過(guò)熱噪聲消除技術(shù)對(duì)放大器前級(jí)熱噪聲進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)兩條經(jīng)過(guò)精心調(diào)整達(dá)到增益相反的信號(hào)路徑，將前級(jí)熱噪聲相加消除的效果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了前級(jí)熱噪聲的徹底消除，使得電路無(wú)需考慮噪聲匹配與共軛匹配的折中關(guān)系，更易于取得寬帶低噪聲表現(xiàn)。
文檔編號(hào)H03F1/26GK102545792SQ20121007164
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者南超州, 虞小鵬, 賈夢(mèng)楠 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)