CN101079596A - 宽频低噪声放大器 - Google Patents

Abstract

一种宽频低噪声放大器，包括一天线、一LC滤波器、一第一级低噪声放大电路、一耦合电路、一第二级低噪声放大电路以及一射频阻隔电路。天线接收射频讯号并传送到LC滤波器进行噪声滤除。接着，该射频讯号被传送到第一级低噪声放大电路。该射频讯号被第一级低噪声放大电路放大后，通过耦合电路耦合至第二级低噪声放大电路再次进行讯号放大的处理。在对该射频讯号进行放大处理时，同时经由射频阻隔电路来避免低噪声放大器内部电路所产生的高频讯号对该射频讯号造成干扰，以确保放大增益和避免产生失真。

Description

宽频低噪声放大器

技术领域

本发明涉及一种宽频低噪声放大器，特别是关于一种在两级放大电路中利用滤波电路和射频阻隔电路来滤除噪声的宽频低噪声放大器。

背景技术

由于通讯电子产品的普及化，消费性电子产品多被要求具有无线通讯的功能，而其通讯频宽也因各种影音技术的需求，被要求须具备宽频通讯的能力，以满足消费者对各种影音娱乐功能的需求。

而当通讯电子产品以无线通讯方式接收讯号时，须确保无线讯号不被噪声所干扰。因发射功率的限制，通讯电子产品接收端所接收到的无线讯号通常已十分微弱。此时，通讯电子产品常利用一低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)来放大所接收到的无线讯号，并滤除该无线讯号的噪声。该低噪声放大器通常用于讯号接收端，与天线端连接，将所接收到的讯号放大并滤除噪声后，传送到射频(Radio Frequency，RF)系统的处理电路进行讯号的后续处理。而一般的低噪声放大器仅能针对特定频段的无线讯号进行放大和滤除噪声的处理。当所接收讯号的频段偏移时，该低噪声放大器的放大和滤波效能将会降低，使所接收到的无线讯号的讯号增益不足和讯号产生失真。

因此，有必要提出一种新的技术方案以克服现有技术存在的缺陷，以增加低噪声放大器可处理的频宽范围，并提高讯号增益和降低讯号失真。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种宽频低噪声放大器，利用两级放大电路中经由滤波电路和射频阻隔电路来滤除噪声，并提高讯号增益和增加可处理的频宽范围。

为实现上述目的，本发明宽频低噪声放大器包括一天线、一LC滤波器、一第一级低噪声放大电路、一耦合电路、一第二级低噪声放大电路以及一射频阻隔电路。天线用以接收特定频段范围的射频讯号并传送到LC滤波器进行噪声滤除。接着，该射频讯号被传送到第一级低噪声放大电路，用以放大该射频讯号。该射频讯号被第一级低噪声放大电路放大后，通过耦合电路耦合至第二级低噪声放大电路再次进行讯号放大的处理。在第一级低噪声放大电路和第二级低噪声放大电路对该射频讯号进行放大处理时，同时经由射频阻隔电路来避免低噪声放大器内部电路所产生的高频讯号对该射频讯号造成干扰，以确保该二级低噪声放大电路的放大增益，和避免讯号放大处理后，该射频讯号产生失真。

因此，和现有技术相比，本发明宽频低噪声放大器在两级放大电路中利用滤波电路和射频阻隔电路来滤除噪声，增加可处理的频宽范围，并提高讯号增益和降低讯号失真。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明宽频低噪声放大器的硬件方块图。

图2为本发明宽频低噪声放大器的电路结构示意图。

图3为本发明宽频低噪声放大器的增益频谱图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就结合附图说明如下：

图1所示为本发明宽频低噪声放大器10的硬件方块图。该宽频低噪声放大器10包括一天线22、一LC滤波器24、一第一级低噪声放大电路26、一耦合电路28、一第二级低噪声放大电路30以及一射频阻隔电路32。天线22用以接收特定频段范围的射频讯号。天线22所接收到的射频讯号被传送到LC滤波器24进行噪声的滤除。接着，该射频讯号被传送到第一级低噪声放大电路26，用以放大该射频讯号。该射频讯号被第一级低噪声放大电路26放大后，通过耦合电路28耦合至第二级低噪声放大电路30再次进行讯号放大的处理。在第一级低噪声放大电路26和第二级低噪声放大电路30对该射频讯号进行放大处理时，同时经由射频阻隔电路32来避免低噪声放大器10内部电路所产生的高频讯号对该射频讯号造成干扰，以确保该两级低噪声放大电路的放大增益，和避免讯号放大处理后，该射频讯号产生失真。

请同时参考图1和图2，图2为宽频低噪声放大器10的电路结构示意图。LC滤波器24利用电感241和电容242来滤除射频讯号中夹带的噪声。第一级低噪声放大电路26和第二级低噪声放大电路30分别利用晶体管261和晶体管301来进行讯号的放大处理。耦合电路28利用电容281和电容282将该射频讯号耦合至下一连接端。射频阻隔电路32则利用电感321、322和323以及电容41、42和43来阻隔内部电路所产生的高频噪声，使该射频讯号的品质不会受到低噪声放大器内部电路的高频噪声的影响。

以下将详细描述图2所示宽频低噪声放大器10的电路结构。天线22连接至电感241的第一端点，电感241的第二端点和电容242的第一端点连接。电容242的第二端点同时连接至npn型双载子接面晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)261的基极(Base)和电阻51的第一端点。晶体管261的集极(Collector)同时连接至电阻51的第二端点、电感321的第一端点和电容281的第一端点。晶体管261的射极(Emitter)则连接接地。电容281的第二端点同时连接至npn型双载子接面晶体管301的基极和电阻52的第一端点。晶体管301的集极同时连接至电阻52的第二端点、电感322的第一端点和电容282的第一端点。晶体管301的射极则连接接地。电感321的第二端点同时连接至电容41的第一端点和电阻53的第一端点。电容41的第二端点连接接地。电阻53的第二端点同时连接至电容42的第一端点、电阻54的第一端点以及电感323的第一端点，并且一并连接至电源供应端Vcc。电容42的第二端点则连接接地。电阻54的第二端点同时连接至电感322的第二端点和电容43的第一端点。电容43的第二端点则连接接地。电感323的第二端点则和电容282的第二端点相连接，用以输出经处理后的射频讯号。

经由图2所示的电路结构，低噪声放大器10的电路结构可实现滤除噪声并提高射频讯号增益的功效。在低噪声放大器10的电路中，各电路组件的量值可根据所欲接收和处理的射频讯号频段来调整，以达到该低噪声放大器的最佳效能。同时，各电路组件也可利用具有等效电路特性的其它电路组件来替换，例如：npn型BJT晶体管可以其它类型的晶体管来替换，如场效晶体管(Field-EffectTransistor，FET)等。

请参考图3，图3为本发明宽频低噪声放大器的增益频谱图。通过精密的实验设计和仪器量测后，本发明宽频低噪声放大器所呈现的频段接收增益可达到极佳的效能。如图3所示，在该增益频谱图中可明显看出，本发明宽频低噪声放大器在174MHz～862MHz的频段范围内均具有20dB以上的增益值。因此，本发明宽频低噪声放大器具有接收频宽范围大和高增益的优点，可广泛运用于无线接收系统及数字电视主动式天线。

综上所述，本发明宽频低噪声放大器在两级放大电路26、30中利用滤波电路24和射频阻隔电路32来滤除噪声并增加可处理的频宽范围。在两级放大电路26、30对射频讯号进行放大处理时，经由射频阻隔电路32可避免低噪声放大器内部电路所产生的高频讯号对该射频讯号造成干扰，从而确保了该两级低噪声放大电路的放大增益，并避免了讯号放大处理后，该射频讯号产生失真。

以上所介绍的，仅仅是本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明实施的范围，即本技术领域内的一般技术人员根据本发明所作的均等的变化，例如将以上实施例中的各个器件进行组合。以及本领域内技术人员熟知的改进，都应仍属于本发明专利涵盖的范围。

Claims (7)

1、一种低噪声放大器，包括用以接收特定频段范围的射频讯号的一天线、与该天线相连接用以滤除该射频讯号中的噪声的一LC滤波器，以及与该LC滤波器相连接用以放大该射频讯号的一第一级低噪声放大电路，其特征在于：该低噪声放大器进一步包括：

一耦合电路与该第一级低噪声放大电路相连接，用以耦合经该第一级低噪声放大电路放大处理后的该射频讯号至下一连接端；

一第二级低噪声放大电路与该耦合电路相连接，用以再次放大该射频讯号；以及

一射频阻隔电路与该第一级和第二级低噪声放大电路相连接，以阻隔该低噪声放大器内部电路所产生的高频噪声。

2、如权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于该LC滤波器具有一电感和一电容，用以滤除夹带于射频讯号中的噪声，该电感和电容相互串联。

3、如权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于该第一级低噪声放大电路和第二级低噪声放大电路分别具有一晶体管，用以进行该射频讯号的放大处理。

4、如权利要求3所述的低噪声放大器，其特征在于该晶体管为双载子接面晶体管。

5、如权利要求3所述的低噪声放大器，其特征在于该晶体管为场效晶体管。

6、如权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于该耦合电路利用电容耦合该射频讯号。

7、如权利要求1所述的低噪声放大器，其特征在于该射频阻隔电路利用电感和电容的组合电路，用以阻隔内部电路所产生的高频噪声。

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