CN104852694A - 天线自调谐的低噪声放大器 - Google Patents

天线自调谐的低噪声放大器 Download PDF

Info

Publication number
CN104852694A
CN104852694A CN201510174417.4A CN201510174417A CN104852694A CN 104852694 A CN104852694 A CN 104852694A CN 201510174417 A CN201510174417 A CN 201510174417A CN 104852694 A CN104852694 A CN 104852694A
Authority
CN
China
Prior art keywords
amplifier
positive
type amplifier
antenna
npn type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510174417.4A
Other languages
English (en)
Inventor
孙文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Zhuo Zhi Creates Rump Electron Science And Technology Ltd
Original Assignee
Suzhou Zhuo Zhi Creates Rump Electron Science And Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Zhuo Zhi Creates Rump Electron Science And Technology Ltd filed Critical Suzhou Zhuo Zhi Creates Rump Electron Science And Technology Ltd
Priority to CN201510174417.4A priority Critical patent/CN104852694A/zh
Publication of CN104852694A publication Critical patent/CN104852694A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/26—Modifications of amplifiers to reduce influence of noise generated by amplifying elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/68—Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics

Abstract

本发明公开了一种天线自调谐的低噪声放大器，包括一电感，电感两端跨接有一可变电容，电感两端分别经电阻、开关与对应侧的P型放大器和N型放大器的集电极连接；同侧的P型放大器和N型放大器的基极相互连接，两个P型放大器的发射集相互连接并接地，两个N型放大器的发射集相互连接，并连接第三个P型放大器的集电极，第三个P型放大器的发射集连接高电平；一侧的P型放大器的基极通过开关与同侧的P型放大器的集电极连接，一侧的N型放大器的基极通过开关与同侧的N型放大器的集电极连接。本发明的结构不需要额外的参考信号，而且把电压值的比较转化为频率的比较，大大提高了自调谐的精度，在简化电路结构的同时性能也得到了较大提升。

Description

天线自调谐的低噪声放大器
技术领域
本发明涉及无线接收机中的低噪声放大器技术，具体而言，涉及一种天线自调谐的低噪声放大器。
背景技术
在低于100MHz的无线接收机（例如FM接收机）设计中，为了提高便携性往往采用短天线设计，即天线的尺寸远远小于电磁波的波长，以便天线可以集成到手持移动式的产品中。
所有的天线最终都可以等效为如图 1所示的模型。参见图1所示，其中X为电抗部分，其值取决于天线的类型和尺寸。Rloss为天线的损耗，Rrad是辐射电阻，表征了天线把电磁波能量转化为接收机可以感知的电压信号的值。
相比于传统的四分之一波长天线，短天线具有更大的电抗部分而且辐射电阻显著减小。这导致其将空间电磁波能量转化为电压信号的效率大幅降低，如下式所示：
以环形天线为例，此时电抗X可以等效为一个电感L。如果在接收机的输入端并联一个电容Cres，则天线的效率如下式所示：
由上式可以看出天线的效率和接收信号的频率相关。当接收信号的频率f刚好等于电感L和电容Cres的谐振频率时，天线具有最高的效率。
真实的空间信号都会占据一定的带宽，以FM为例大约为86MHz~108MHz。因此在接收不同频率的信号时，需要改变电容的大小，确保其和天线的寄生电感谐振在接收频率上，从而得到最优的天线效率。通过天线端的调谐，可以大大提高采用短天线接收机的灵敏度。另外调谐后该高Q值的天线可以有效滤除带外干扰信号的影响，从而提高接收机的选择性。
参见图2所示，相比于普通的接收机，目前市面上支持短天线的接收机在其内部增加了一个专门用于短天线接收的低噪声放大器，另外在短天线输入端口有一个可变电容，用于调谐短天线中寄生电感。在用短天线接收空间信号时，需要调整片内可变电容使其和外部天线的寄生电感谐振在接收信号频率处。
参见图3所示，常见的天线调谐方式需要由接收机产生一个和接收信号同频的参考信号iref，输入到天线网络中。通过调整可变电容的值，使其响应输出Vout最大，完成天线调谐。
但这种方法存在两个缺陷：1.需要额外的和接收信号同频的参考信号；2.需要额外的比较电路来寻找Vout的最大值，而且精度受限于比较电路的失调等非理想特性。这两个缺陷导致短天线自调谐在电路实现上往往比较复杂，而且精度不高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种天线自调谐的低噪声放大器，可以非常有效地完成天线调谐工作。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种天线自调谐的低噪声放大器，包括一个天线寄生电感，所述天线寄生电感两端跨接有一个可变电容，所述天线寄生电感的两端分别连接第一、第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端通过第一开关分别与第一NPN型放大器和第一PNP型放大器的集电极连接，所述第二电阻的另一端通过第二开关分别与第二NPN型放大器和第二PNP型放大器的集电极连接；所述第一NPN型放大器的基极与所述第一PNP型放大器的基极连接，所述第二NPN型放大器的基极与所述第二PNP型放大器的基极连接；所述第一NPN型放大器的发射集与所述第二NPN型放大器的发射集连接，并接地；所述第一PNP型放大器的发射集与所述第二PNP型放大器的发射集连接，并连接第三NPN型放大器的集电极，所述第三NPN型放大器的发射集连接高电平；
所述第一NPN型放大器的基极通过第三开关与所述第二NPN型放大器的集电极连接，所述第二NPN型放大器的基极通过第四开关与所述第一NPN型放大器的集电极连接；所述第一PNP型放大器的基极通过第五开关与所述第二PNP型放大器的集电极连接，所述第二PNP型放大器的基极通过第六开关与所述第一PNP型放大器的集电极连接。
当开始天线调谐时，第一、第二开关断开，第三、第四、第五、第六闭合。此时电路转变为一个互补型交叉耦合振荡器，电路产生振荡且振荡信号的频率恰好等于片外短天线寄生电感和片内可变电容的谐振频率。通过调整可变电容的容值，使得输出振荡信号的频率和希望接收的信号频率一致，完成天线端的调谐。
在完成天线调谐后，该电路会转入正常接收空间信号模式。此时第一、第二开关闭合，第三、第四、第五、第六断开，电路转变为一个推挽式差分低噪声放大器，完成空间信号的接收和放大，提供给后级混频器和基带电路做进一步处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是:
相比于传统的自调谐方案，本发明的结构不需要额外的参考信号，而且把电压值的比较转化为频率的比较，大大提高了自调谐的精度。本发明的方案在简化电路结构的同时自调谐的性能也得到了较大提升。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为天线等效电路模型示意图；
图2为传统支持短天线的接收机的结构示意图；
图3为传统天线调谐原理图；
图4为本发明天线自调谐的低噪声放大器的电路图；
图5为本发明天线调谐时的等效电路图；
图6为本发明正常工作模式的等效电路图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参见图4所示，一种天线自调谐的低噪声放大器，包括一个天线寄生电感1，所述天线寄生电感1两端跨接有一个可变电容2，所述天线寄生电感1的两端分别连接第一、第二电阻3,4的一端，所述第一电阻3的另一端通过第一开关9分别与第一NPN型放大器5和第一PNP型放大器7的集电极连接，所述第二电阻4的另一端通过第二开关10分别与第二NPN型放大器6和第二PNP型放大器8的集电极连接；所述第一NPN型放大器5的基极与所述第一PNP型放大器7的基极连接，所述第二NPN型放大器6的基极与所述第二PNP型放大器8的基极连接；所述第一NPN型放大器5的发射集与所述第二NPN型放大器6的发射集连接，并接地；所述第一PNP型放大器7的发射集与所述第二PNP型放大器8的发射集连接，并连接第三NPN型放大器15的集电极，所述第三NPN型放大器15的发射集连接高电平；
所述第一NPN型放大器5的基极通过第三开关11与所述第二NPN型放大器6的集电极连接，所述第二NPN型放大器6的基极通过第四开关12与所述第一NPN型放大器5的集电极连接；所述第一PNP型放大器7的基极通过第五开关13与所述第二PNP型放大器8的集电极连接，所述第二PNP型放大器8的基极通过第六开关14与所述第一PNP型放大器7的集电极连接。
    参见图5所示，当开始天线调谐时，第一、第二开关9,10断开，第三、第四、第五、第六11,12,13,14闭合。此时电路转变为一个互补型交叉耦合振荡器，电路产生振荡且振荡信号的频率恰好等于片外短天线寄生电感1和片内可变电容2的谐振频率。通过调整可变电容2的容值，使得输出振荡信号的频率和希望接收的信号频率一致，完成天线端的调谐。
参见图6所示，在完成天线调谐后，该电路会转入正常接收空间信号模式。此时第一、第二开关9,10闭合，第三、第四、第五、第六11,12,13,14断开，电路转变为一个推挽式差分低噪声放大器，完成空间信号的接收和放大，提供给后级混频器和基带电路做进一步处理。
相比于传统的自调谐方案，本发明的结构不需要额外的参考信号，而且把电压值的比较转化为频率的比较，大大提高了自调谐的精度。本发明的方案在简化电路结构的同时自调谐的性能也得到了较大提升。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种天线自调谐的低噪声放大器，包括一个天线寄生电感（1），所述天线寄生电感（1）两端跨接有一个可变电容（2），其特征在于：所述天线寄生电感（1）的两端分别连接第一、第二电阻（3,4）的一端，所述第一电阻（3）的另一端通过第一开关（9）分别与第一NPN型放大器（5）和第一PNP型放大器（7）的集电极连接，所述第二电阻（4）的另一端通过第二开关（10）分别与第二NPN型放大器（6）和第二PNP型放大器（8）的集电极连接；所述第一NPN型放大器（5）的基极与所述第一PNP型放大器（7）的基极连接，所述第二NPN型放大器（6）的基极与所述第二PNP型放大器（8）的基极连接；所述第一NPN型放大器（5）的发射集与所述第二NPN型放大器（6）的发射集连接，并接地；所述第一PNP型放大器（7）的发射集与所述第二PNP型放大器（8）的发射集连接，并连接第三NPN型放大器（15）的集电极，所述第三NPN型放大器（15）的发射集连接高电平；
所述第一NPN型放大器（5）的基极通过第三开关（11）与所述第二NPN型放大器（6）的集电极连接，所述第二NPN型放大器（6）的基极通过第四开关（12）与所述第一NPN型放大器（5）的集电极连接；所述第一PNP型放大器（7）的基极通过第五开关（13）与所述第二PNP型放大器（8）的集电极连接，所述第二PNP型放大器（8）的基极通过第六开关（14）与所述第一PNP型放大器（7）的集电极连接。
CN201510174417.4A 2015-04-14 2015-04-14 天线自调谐的低噪声放大器 Pending CN104852694A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510174417.4A CN104852694A (zh) 2015-04-14 2015-04-14 天线自调谐的低噪声放大器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510174417.4A CN104852694A (zh) 2015-04-14 2015-04-14 天线自调谐的低噪声放大器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104852694A true CN104852694A (zh) 2015-08-19

Family

ID=53852087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510174417.4A Pending CN104852694A (zh) 2015-04-14 2015-04-14 天线自调谐的低噪声放大器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104852694A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109104160A (zh) * 2018-08-22 2018-12-28 广东工业大学 一种射频功率放大器及无线通信系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1636335A (zh) * 2001-05-16 2005-07-06 皇家菲利浦电子有限公司 用于调制射频发射器电路输出电压的方法和射频发射器电路
CN101593285A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 索尼株式会社 应答机、询问机和通信装置
CN101719776A (zh) * 2009-12-09 2010-06-02 中国科学院半导体研究所 一种射频收发装置
CN102804594A (zh) * 2009-06-17 2012-11-28 高通股份有限公司 可配置的宽调谐范围振荡器核心
CN102882821A (zh) * 2012-09-13 2013-01-16 清华大学 一种ook射频接收机
CN103138780A (zh) * 2011-11-25 2013-06-05 奥迪康有限公司 用于电短天线的rf发射器
EP2626713A2 (en) * 2012-02-13 2013-08-14 Alps Electric Co., Ltd. Load connection state detection circuit
WO2014116793A1 (en) * 2013-01-23 2014-07-31 Texas Instruments Incorporated Transceiver with asymmetric matching network

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1636335A (zh) * 2001-05-16 2005-07-06 皇家菲利浦电子有限公司 用于调制射频发射器电路输出电压的方法和射频发射器电路
CN101593285A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 索尼株式会社 应答机、询问机和通信装置
CN102804594A (zh) * 2009-06-17 2012-11-28 高通股份有限公司 可配置的宽调谐范围振荡器核心
CN101719776A (zh) * 2009-12-09 2010-06-02 中国科学院半导体研究所 一种射频收发装置
CN103138780A (zh) * 2011-11-25 2013-06-05 奥迪康有限公司 用于电短天线的rf发射器
EP2626713A2 (en) * 2012-02-13 2013-08-14 Alps Electric Co., Ltd. Load connection state detection circuit
CN102882821A (zh) * 2012-09-13 2013-01-16 清华大学 一种ook射频接收机
WO2014116793A1 (en) * 2013-01-23 2014-07-31 Texas Instruments Incorporated Transceiver with asymmetric matching network

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109104160A (zh) * 2018-08-22 2018-12-28 广东工业大学 一种射频功率放大器及无线通信系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105359408B (zh) 具有通用解调能力的对数放大器
CN103634016B (zh) 可调式阻抗匹配电路
CN106487402A (zh) 综合片上射频接口的低功耗射频接收前端
CN102571134B (zh) 一种高频率选择性的射频前端集成电路结构
CN101789796A (zh) 一种抑制移动终端谐波信号的滤波电路以及方法
CN208939929U (zh) 射频前端架构及移动终端
CN101882910A (zh) 提高功放功率附加效率和线性度的输出匹配电路
CN207753712U (zh) 具有fm功能的电子装置
CN201639571U (zh) 一种带移动电视功能的移动通信终端
CN104852694A (zh) 天线自调谐的低噪声放大器
CN103117710A (zh) 差分式低噪声并行多频放大器
CN201733278U (zh) 提高功放功率附加效率和线性度的输出匹配电路
CN204615817U (zh) 一种微功率无线模块
CN102625488A (zh) 移动终端
CN216437156U (zh) 基板匹配电路、射频功率放大器及射频芯片
CN205212801U (zh) 一种电调滤波器
CN108574471B (zh) 用于射频功率放大电路的全集成谐波滤波器
CN109167605A (zh) 射频前端架构及移动终端
CN204967801U (zh) 一种天线电路及移动终端
CN202334880U (zh) 高性能集成电路调频无线话筒
CN202309619U (zh) 一种超宽带下变频混频器
CN206559337U (zh) 一种甚高频调频接收机
CN202750078U (zh) 一种低功率高灵敏度的fm发射机
CN205017315U (zh) 一种多频定位器
CN202043264U (zh) 带稳压电路的调频无线话筒电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150819

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication