CN104871428A - 宽带无电感低噪声放大器的增益控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种移动设备包含天线、耦合到所述天线的接收器以及耦合到所述天线的发射器，其中所述接收器、所述发射器，或这两者都包括含有可调增益和可变阻抗控制器的低噪声放大器，以及所述低噪声放大器用于吸收电流以及大体上同时调整并联电阻。本发明包括一种方法，所述方法包括接收电信号、大体上同时调整输入阻抗和增益因子、放大所述电信号从而产生放大的信号，以及输出所述放大的信号。

Description

宽带无电感低噪声放大器的增益控制方法
技术领域
本发明涉及电路领域，尤其涉及一种宽带无电感低噪声放大器的增益控制方法。
背景技术
射频(RF)低噪声放大器(LNA)是无线收发器中的一部分，可用于无线收发器的接收器或发射器中。RF LAN的性能要求包括低噪声贡献、高增益放大以及良好的线性度。例如，接收器中的RF LNA会将电信号增强到接收器中后续级的噪声阈值之上，同时给电信号带来极小的噪声。
需要RF LNA以及滤波器和/或其它设备之间的阻抗匹配以为连接到RF LNA的滤波器和/或其它设备提供适当的频率响应。传统设备、系统和方法可能无法在保持基本恒定的输入阻抗的同时提供可调增益控制。因此，需要在保持输入阻抗的同时提供可调增益控制的设备、系统和方法。
发明内容
在一项实施例中，本发明包括一种含有天线、耦合到所述天线的接收器，以及耦合到所述天线的发射器的移动设备，其中所述接收器、所述发射器，或这两者都包括含有可调增益和可变阻抗控制器的低噪声放大器，以及所述低噪声放大器用于吸收电流以及大体上同时调整并联电阻。
在另一项实施例中，本发明包括一种方法，所述方法包括接收电信号，大体上同时调整输入阻抗和增益因子，放大所述电信号从而产生放大的信号，以及输出所述放大的信号。
在又一项实施例中，本发明包括一种含有输入连接、输出连接和耦合到所述输入连接和所述输出连接的可变阻抗控制器的放大器，其中所述可变阻抗控制器配置具有可调阻抗、电流源、第一晶体管、接地和第二晶体管；所述第一晶体管包括耦合到所述电流源的第一接口、耦合到所述输出连接的第二接口和耦合到所述输入连接的第三接口，并且在第一状态和第二状态之间是可配置的，其中当所述第一晶体管处于所述第一状态时，所述第一晶体管阻止电流路径经过所述第一晶体管的所述第一接口和所述第二接口；以及当所述第一晶体管处于所述第二状态时，所述第一晶体管允许电流路径经过所述第一晶体管的所述第一接口和所述第二接口；所述第二晶体管包括耦合到所述电路源的第一接口、耦合到所述接地的第二接口，以及控制接口并且在第一状态和第二状态之间是可配置的，其中当所述第二晶体管处于所述第一状态时，所述第二晶体管阻止电流路径经过所述晶体管的所述第一接口和所述第二接口；以及当所述第二晶体管处于所述第二状态时，所述第二晶体管允许电流路径经过所述第二晶体管的所述第一接口和所述第二接口。
附图说明
为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。
图1为移动设备的实施例的示意图；
图2为接收器的电子电路实施方式的实施例的示意图；
图3为发射器的电子电路实施方式的实施例的示意图；
图4为低噪声放大器的电子电路实施方式的实施例的示意图；
图5为可调低噪声放大器的电子电路实施方式的实施例的部分示意图；
图6为可变阻抗控制器的实施例的部分示意图；
图7是放大方法的实施例的流程图；以及
图8为可调低噪声放大器的阻抗响应的图。
具体实施方式
最初应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但可使用任意数目的当前已知或现有的技术来实施所公开的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范性设计和实施方案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。
本文所揭示的是一种可调低噪声放大器(ALNA)、一种包含ALNA的移动设备，以及使用该移动设备的多种方法的各种实施例。在实施例中，ALNA可以用于提供可调增益，同时还基本上保持输入阻抗，从而保持连接到(例如，接收器、发射器和/或移动设备中的)ALNA的其它部件(例如滤波器)的频率响应特性，如本文将揭示的那样。
参照图1，其示出了ALNA的操作环境的实施例。在实施例中，操作环境大体包括与移动设备相关联的多个功能单元，如本文所揭示的那样。
在如图1至6所示的实施例中，移动设备100可包括多个功能单元。在实施例中，功能单元(例如集成电路(IC))可执行单一功能，例如，用作放大器或缓冲器。此外或替代性地，功能单元可在单芯片上执行多个功能。在实施例中，功能单元可包括可执行一种限定功能的IC上的一组部件(例如，晶体管、电阻器、电容器、二极管和/或电感器)。在实施例中，功能单元可包括特定输入集、特定输出集，以及具有IC的其它功能单元和或具有外部部件的接口(例如，电接口、逻辑接口和/或其它接口)。在一些实施例中，功能单元可包括单一功能(例如，单芯片上的多个触发器(flip-flop)或加法器)的重复实例或者可包括两个或两个以上不同类型的功能单元，这些功能单元可一起提供整体功能给该功能单元。例如，微处理器可包括功能单元，例如，算术逻辑单元(ALU)、一个或多个浮点处理单元(FPU)、一个或多个负载或存储单元、一个或多个分支预测单元、一个或多个存储器控制器，以及其它这种模块。在一些实施例中，功能单元可进一步划分为部件功能单元。例如，如果微处理器与至少一个其它功能单元(例如缓存存储单元)共享电路，则该微处理器整体上可以视为IC的一个功能单元。
功能单元可包括，例如，通用处理器、数学处理器、状态机、数字信号处理器、视频处理器、音频处理器、逻辑单元、逻辑元件、复用器、解复用器、切换单元、切换元件和输入/输入(I/O)元件、外围控制器、总线、总线控制器、寄存器、组合逻辑元件、存储单元、可编程逻辑设备、存储器单元、神经网络、传感电路、控制电路、数模转换器、振荡器、存储器、滤波器、放大器、混频器、调制器，解调器，和/或如本领域普通技术人员所了解的任意其它设备。
在图1至6的实施例中，移动设备100可包括多个分布式部件和/或功能单元，并且每个功能单元可经由合适的信号导管(例如，经由一个或多个电连接等)彼此通信，如本文所揭示的那样。
在图1的实施例中，操作环境包括含有多个互连的功能单元的移动设备100，用于发送和/接收一个或多个无线信号等。在图1的实施例中，移动设备100通常可包括各种功能单元，包括但不限于一根或多根天线128、发射器114、接收器112、本地振荡器126、逻辑单元120、数据存储设备110、显示屏116、麦克风118、扬声器122、多个输入和/或输出(I/O)端口124，它们如图1所示进行布置。在该实施例中，配置移动设备100使得无线信号可以由移动设备100接收、发送和/或进行信号处理。虽然图1示出了可采用ALNA的操作环境的特定实施例和/或ALNA可与之关联的功能单元的特定配置，但是本领域的普通技术人员阅读本发明后会认识到如本文所揭示的ALNA可以类似地在移动设备功能单元的替代性操作环境中采用和/或具有移动设备功能单元的替代性配置。
在实施例中，移动设备100可包括一根或多根天线128，它们可位于移动设备100的外部和/或内部。在实施例中，天线128可用于通过接口连接和/或耦合到发射器114、接收器112和/或移动设备100的任意其它功能单元，如本文所揭示的那样。例如，在图1的实施例中，天线128的输出端可电连接到发射器114的输入端(例如，经由电连接150)和/或接收器112的输入端(例如，经由电连接150)。
在这种实施例中，天线128可用于接收来自移动设备100的无线信号和/或向移动设备100发射无线信号。在实施例中，天线128可包括平板天线、微带天线、环形天线、全向天线、平面倒F天线(PIFA)、折叠倒共形天线(FICA)、单极天线、如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意其它合适天线，或它们的组合。此外，在实施例中，天线128可用于响应一个或多个预定频带。例如，天线128可用于响应预定频带内的无线信号(例如RF信号)，预定频带包括700频带、800频带、850频带、1400频带、个人通信业务(PCS)频带、先进无线服务(AWS)频带、宽带无线服务(BRS)/紧急广播系统(EBS)频带、长期演进(LTE)频带、如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意其它合适频带，或它们的组合。在其它或替代性实施例中，天线128可用于由天线开关等可选择性地调整天线以响应一个或多个频带，如本文所揭示的那样。
在图1的实施例中，逻辑单元120可电连接到发射器114(例如，经由电连接152)、接收器112(例如，经由电连接154)、显示屏116(例如，经由电连接156)、麦克风118(例如，经由电连接160)、扬声器122(例如，经由电连接162)、数据存储设备110(例如，经由电连接158)，和/或I/O端口124(例如，经由电连接164)。
在实施例中，逻辑单元120包括用于执行算术运算和/或逻辑运算的电子电路。此外，逻辑单元120可用于控制通过移动设备100的数据流和/或协调移动设备100的一个或多个功能单元的活动。例如，逻辑单元120可用于与发射器114、接收器112、麦克风118、扬声器122和/或移动设备100的任意其它功能单元耦合和/或控制这些功能单元之间的数据传输。在其它或替代性实施例中，逻辑单元120还可包括数字信号处理器(DSP)并且可用于操纵、修改和/或改善数字电信号，例如，来自接收器112的数字电信号。
在实施例中，数据存储设备110通常可用于存储移动设备100的信息(例如数据)。在这种实施例中，移动设备100可用于读取数据/或将数据写入到数据存储设备110的一个或多个存储单元中。在实施例中，数据存储设备110可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、外部存储器(例如，安全数码(SD)卡)、如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适类型的存储设备，或它们的组合。
在实施例中，显示屏116可用于向移动设备用户呈现虚拟信息。例如，在这种实施例中，显示屏116可包括液晶显示屏(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器、彩色超扭转向列(CSTN)显示器、薄膜晶体管(TFT)显示器、薄膜二极管(TFD)显示器，和/或如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意其它合适类型的显示器。在其它或替代性实施例中，显示屏还可包括电容式触摸屏或电阻式触摸屏。
在实施例中，麦克风118和扬声器122均可以为如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的传统设备。例如，麦克风118可用于将语音信号转换为电信号(例如，模拟信号或数字信号)。此外，在实施例中，扬声器122可用于将模拟电信号转换为可听信号。
在实施例中，多个I/O端口124通常可用于在移动设备100和外部硬件(例如，电源插座、计算机)之间发送电信号和/或数据信号。例如，I/O端口124可包括多个电触头并且可以如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的那样与合适的接口配对。
此外，在实施例中，移动设备100还可包括一个或多个专用按钮或软键。例如，一个或多个软键可用于允许用户向移动设备100提供输入。
在实施例中，本地振荡器126可用于通过接口连接和/或耦合到混频器，例如，发射器114的混频器(例如，经由电连接166)和/或接收器112的混频器126(例如，经由电连接168)，如本文所揭示的那样。
在实施例中，本地振荡器126可用于产生重复的振荡电信号(例如，正弦波或方形波)。例如，本地振荡器126可将(例如，来自电源的)直流信号转换为交流信号。在实施例中，本地振荡器126可用于产生在100千赫(kHz)到100吉赫(Ghz)之间振荡的电信号。在本地振荡器126用于产生方形波信号的实施例中，本地振荡器126还配置具有一个可变的占空比。例如，本地振荡器126可用于产生具有25％占空比的方形波信号。在替代性实施例中，本地振荡器126可以用于产生如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意其它合适信号。
在实施例中，发射器114可包括多个互连的功能单元(例如，低噪声放大器、混频器、滤波器等)并且可用于与一根或多根天线128耦合以产生电信号和/或RF信号。例如，发射器114可用于从移动设备100接收数据信号以及经由RF信号发送该数据信号。在实施例中，发射器114可用于在以下频带内产生和/或发送无线信号(例如RF信号)：700频带、800频带、850频带、1400频带、PCS频带、AWS频带、BRS/EBS频带，或如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意其它合适的频带，或它们的组合。此外，在实施例中，发射器114可包括共享的功能单元和/或与移动设备100的其它功能单元的电连接，例如，经由电连接170与接收器112的电连接。
在实施例中，接收器112可包括多个互连功能单元(例如，低噪声放大器、混频器、滤波器等)以及可用于与一根或多根天线128耦合以接收电信号和/或RF信号，如本文所揭示的那样。例如，接收器112可用于从天线128接收电信号(例如，电压信号或电流信号)以及可用于将电信号转换为数据信号和/或从电信号中提取数据信号，如本文所揭示的那样。此外，在实施例中，接收器112可包括共享的功能单元和/或与移动设备100的其它功能单元的电连接，例如，经由电连接170与发射器114的电连接。
在图2的实施例中，示出了接收器112的实施方式。注意的是，在这种实施例中，电路级实施方式用于说明性目的，以及相关领域的技术人员将认识到可类似采用的这些功能单元的合适替代性实施例、配置和/或布置。任意这种功能单元实施例也许可用作所揭示的实施方式的元件。
在图2的实施例中，接收器112通常可包括天线开关224、高质量滤波器202、双工器204、ALNA206a、混频器210以及滤波器214，它们如图2所示进行布置。尽管图2的实施例示出了包含多个分布式部件(例如，天线开关224、高质量滤波器202、双工器204、ALNA206a、混频器210以及滤波器214，其中每个都包括一个单独的、不同的部件)的接收器112，但是在替代性实施例中，类似的接收器112可包括单一整体部件中的类似部件。或者，这些部件(例如，天线开关224、高质量滤波器202、双工器204、ALNA206a、混频器210以及滤波器214)执行的功能可分布在任意合适数目和/或配置的相似元件上，本领域的普通技术人员借助于本发明将会明白到这一点。
在图2的实施例中，天线开关224可用于从天线128(例如，经由电连接150)接收电信号以及与高质量滤波器202(例如，经由电连接250)传送该电信号。在实施例中，天线开关224可以是可控的和/或用于选择性地在天线128和高质量滤波器202之间提供一个或多个电信道。例如，天线开关224可由逻辑单元120控制并可用于根据有意义的频带(例如，PCS频带、AWS频带、BRS频带等)提供一个或多个电信道。
在图2的实施例中，高质量滤波器202可用于从天线开关224(例如，经由电连接250)接收电信号以及向双工器204(例如，经由电连接252)输出带通滤波后的电信号。在实施例中，高质量滤波器202可以为无源滤波器并可包括一个或多个无源电部件(例如，一个或多个电容器、一个或多个电阻器、一个或多个电感器等)。在替代性实施例中，高质量滤波器202可以为有源滤波器以及可包括一个或多个有源电部件(例如，一个或多个晶体管、一个或多个集成电路)。例如，高质量滤波器202可以为无源滤波器以及包括一个或多个电容器和电阻器，从而构成RC滤波器。在替代性实施例中，可以如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的那样采用任意合适的类型和/或配置。
在实施例中，高质量滤波器202可用于将频率滤波到第一预定截止频率之上以及第二预定截止频率之下。例如，高质量滤波器202可配置为带通滤波器以及可用于限制电信号的带宽和/或移除和/或大幅减少第一预定截止频率和第二预定截止频率之外的频率内容，从而生成带通滤波后的电信号。
在实施例中，双工器204可用于从高质量滤波器202的输出端(例如，经由电连接252)接收带通滤波后的电信号以及向ALNA206a的输入端(例如，经由电连接254)输出该带通滤波后的电信号。在其它或替代性实施例中，双工器204还可包括与图1中的发射器114(例如，经由图1中的电连接170)的电连接。在实施例中，双工器204可用于允许，例如在图1中的接收器112和天线128和/或发射器114之间，进行双向电通信。
在实施例中，如图2所示，其中ALNA206电连接到移动设备100的一个或多个功能单元(例如双工器)，电信号(例如，带通滤波后的信号)可以由ALNA206a接收。例如，电信号可包括由一根或多根天线128接收的数据信号。在图2的实施例中，ALNA206a可用于从双工器204的输出端(例如，经由电连接254)接收带通电信号以及向混频器210的输入端(例如，经由电连接256)输出放大的电信号，如下文所述。
在实施例中，电信号可通过ALNA206a并获得增益(例如电压增益)，从而形成放大的电信号。例如，电信号可以获得约1000的增益，以及电信号的电压摆幅可从约1毫伏(mV)增加到约1伏(V)。在替代性实施例中，电信号可获得由ALNA206a和/或逻辑单元确定的任意合适的增益，如本文所揭示的那样。
在图2的实施例中，混频器210可用于从ALNA206a(例如，经由电连接256)接收放大的电信号以及向滤波器214(例如，经由电连接258)输出混合信号。此外，在实施例中，混频器214可用于从本地振荡器126(例如，经由电连接168)接收输入信号。例如，混频器210可耦合到25％占空比的本地振荡器以及可用于从本地振荡器接收差分同相信号和正交信号。在实施例中，混频器210可以为无源混频器以及通常可包括一个或多个二极管。在替代性实施例中，混频器210可以为有源混频器以及通常可包括一个或多个二极管和/或一个或多个晶体管。在替代性实施例中，可以如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的那样采用任意合适的类型和/或配置。
在实施例中，混频器210通常可用于根据ALNA206a提供的输入信号和/或来自本地振荡器126的信号的载波频率生成新的频率(例如载波频率)。例如，混频器210可用于执行频率转换以及可减少或增加输入信号(例如放大的电信号)的载波频率(例如，下转换或上转换)。在实施例中，混频器210可配置具有带通频率响应。
在实施例中，滤波器214可用于从混频器210(例如，经由电连接258)接收混合信号以及(例如，向图1中的逻辑单元120)经由电连接154输出滤波后的电信号。在实施例中，滤波器214可以为无源滤波器以及可包括一个或多个无源电部件(例如，一个或多个电容器、一个或多个电阻器、一个或多个电感器等)。在替代性实施例中，滤波器214可以为有源滤波器以及可包括一个或多个有源电部件(例如，一个或多个晶体管、一个或多个集成电路)。例如，滤波器214可以为无源滤波器以及可包括一个或多个电容器和电阻器，从而构成电阻电容(RC)滤波器。在替代性实施例中，可以如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的那样采用任意合适的类型和/或配置。
在实施例中，滤波器214可用于将频率滤波到预定截止频率之上和/或之下，例如，滤波器214可配置为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器，和/或本领域技术人员阅读本发明后所认识到的任意其它合适类型的滤波器。例如，滤波器214可配置为低通滤波器以及可用于限制混合信号的带宽和/或移除和/或大幅减少预定截止频率之上的混合补偿信号的频率内容，从而生成滤波后的电信号。
在图3的实施例中，示出了发射器114的实施方式。注意的是，在这种实施例中，电路级实施方式用于说明性目的，以及相关领域的技术人员将认识到可类似采用的这些功能单元的合适替代性实施例、配置和/或布置。任意这种功能单元实施例也许可用作所揭示的实施方式的元件。
在图3的实施例中，发射器114通常可包括混频器222、滤波器220、ALNA206b、双工器218、高质量滤波器216以及天线开关226。尽管图3的实施例示出了包含多个分布式部件(例如，混频器222、滤波器220、ALNA206b、双工器218、高质量滤波器216以及天线开关226，其中每个都包括一个单独的、不同的部件)的发射器114，但是在替代性实施例中，类似的发射器114可包括单一整体部件中的类似部件。或者，这些部件(例如，混频器222、滤波器220、ALNA206b、双工器218、高质量滤波216以及天线开关226)执行的功能可分布在任意合适数目和/或配置的类似元件上，本领域的普通技术人员借助于本发明将会明白这一点。
在实施例中，混频器222可用于(例如，从逻辑单元)经由电连接152接收数据信号以及向滤波器220(例如，经由电连接270)输出混合信号。在实施例中，混频器222可如前所揭示的进行类似配置，例如，如参照图2中的混频器210所类似揭示的那样。在替代性实施例中，混频器222可以具有如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适类型和/或配置。
在实施例中，滤波器220可用于从混频器222(例如，经由电连接270)接收混合信号以及向ALNA206b(例如，经由电连接268)输出滤波后的电信号。在实施例中，滤波器220可如前所揭示的那样进行类似配置，例如，如参照滤波器214所类似揭示的那样。在替代性实施例中，滤波器220可以具有如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适类型和/或配置。
在实施例中，ALNA206b可用于接收滤波后的电信号(例如，经由电连接268)以及向双工器218(例如，经由电连接266)输出放大的电信号。在实施例中，ALNA206b可如下文所揭示的进行类似配置，例如，如参照ALNA206a所类似揭示的那样。在替代性实施例中，ALNA206b可以具有如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适类型和/或配置。
在实施例中，双工器218可用于从ALNA206b(例如，经由电连接266)接收放大的电信号以及向高质量滤波器216(例如，经由电连接264)输出放大的电信号。在实施例中，双工器218可如前所揭示的进行类似配置，例如，如参照双工器204所类似揭示的那样。在替代性实施例中，双工器218可以具有如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适类型和/或配置。
在实施例中，高质量滤波器216可用于从双工器218(例如，经由电连接264)接收放大的电信号以及向天线开关226(例如，经由电连接262)输出带通滤波后的电信号。在实施例中，高质量滤波器216可如前所揭示的进行类似配置，例如，如参照高质量滤波器202所类似揭示的那样。在替代性实施例中，高质量滤波器216可以具有如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适类型和/或配置。
在实施例中，天线开关226可用于从高质量滤波器216(例如，经由电连接262)接收带通滤波后的电信号以及向天线128(例如，经由电连接150)输出电信号。在实施例中，天线开关226可如前所揭示的进行类似配置，例如，如参照天线开关224所类似揭示的那样。在替代性实施例中，天线开关226可以具有如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适类型和/或配置。
在图2至3的实施例中，ALNA206可用于产生电信号(例如，带通电信号)以获得增益，例如，电压增益，从而成比例增加电信号的电压电平。此外或替代性地，在实施例中，ALNA206还可用于在将增益施加到电信号之前或之后将电压信号转换成电流信号(例如，跨导放大器)或将电流信号转换成电压信号(例如，跨阻放大器)。在不受理论约束的情况下，将大于1的增益因子施加到电信号会扩大电压范围，在该范围上，模拟电压信号可以变化或摇摆，从而提高电信号的微小变化的分辨率和/或可检测性。例如，电信号可获得约100倍、1000倍、10000倍、100000倍的增益，或如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适增益倍数。例如，电压信号可以获得约1000的增益，以及电信号的电压摆幅可从约1毫伏(mV)增加到约1伏(V)。此外，在实施例中，ALNA206可配置具有通过可调增益控制器等进行的可调和/或可控增益，如本文将揭示的那样。例如，ALNA206可用于由逻辑单元120控制并且可用于由逻辑单元120调整它的增益以响应控制信号，如本文将揭示的那样。在其它或替代性实施例中，ALNA206可用于，例如，通过调整可变阻抗控制器，保持基本上恒定的输入阻抗，如本文所揭示的那样。在传统低噪声放大器(LNA)400中，如图4所示，LNA400通常可包括多个电阻器、多个电容器和多个晶体管，以及可用于放大电信号。在其它或替代性实施例中，LNA400还可包括一个或多个电感器414。在图4的实施例中，LNA400包括差分输入端402(例如，正相输入端402a和反相输入端402b)、差分输出端404(例如，正相输出端404a和反相输出端404b)、反馈输入端412、多个偏置输入端410(例如，偏置输入端410a至d)，以及通常可构成差分放大器。在这种实施例中，传统LNA400可能不用于提供可调增益和/或不用于保持基本上恒定的输入阻抗。
在图5的实施例中，ALNA206通常可包括多个电阻器、多个电容器、多个晶体管和可变阻抗控制器600。在这种实施例中，ALNA206可用于放大电信号以及(例如，通过可变阻抗控制器600)提供可调增益控制和阻抗和/或并联电阻控制，如本文所将揭示的那样。在图5的实施例中，ALNA206通常可配置为包含放大器输入端502和耦合到放大器输出端504的一个或多个电流流动路径的电压放大器(例如，共源共栅放大器(Cascode amplifier))，如本文所揭示的那样。在替代性实施例中，ALNA206可以配置为差分放大器和/或如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适类型和/或配置的放大器。此外，在这种实施例中，ALNA206还可包括共模反馈(例如，经由电连接510)以及经由可变阻抗控制器600的放大器输入端502和放大器输出端504之间的负反馈连接。此外，在这种实施例中，ALNA206可包括一个或多个电流引导输入端512(例如，电流引导输入端512a至512h)以及一个或多个电流流动路径514(例如，第一电流流动路径514a和第二电流流动路径514b)，如本文所揭示的那样。
在实施例中，如图5所示，ALNA206的增益可以通过将电流从源506(例如，电压源或电流源)引导至耦合到放大器输出端504的负载(例如混频器)和/或将至少一部分电流从源506引导至接地508(例如，交流(AC)接地)进行调整(例如，增加或降低)。例如，逻辑单元可将控制信号(例如，电压信号或电流信号)施加到一个或多个电流引导输入端512a至512f，从而将至少一部分电流从源506引导至放大器输出端504。在这种实施例中，随着提供给放大器输出端504的电流量增加，ALNA206的增益也随之增加。在实施例中，随着提供给放大器输出端504的电流量减少(例如，通过将一部分电流吸收到接地508)，ALNA206的增益也随之减少。
在实施例中，ALNA206的增益可以是可调的以及可以通过调整由ALNA206提供给ALNA206的输出端(例如放大器输出端504)的电流量进行控制。例如，ALNA206可用于将电流从源506(例如，经由第一电流流动路径514a和放大器输出端504)传送至ALNA206的输出端，从而将供增益提供给电信号。在其它实施例中，ALNA206可用于至少部分地减少(例如，经由第一电流流动路径514a和放大器输出端504)从源506提供给负载的电流，例如，通过将至少一部分电流转移到接地508(例如，经由第二电流流动路径514b)，从而减少ALNA206提供的增益。
例如，在图5的实施例中，ALNA206可配置成使得经由第三电流流动路径516从源506(例如，电压源或电流源)的一个或多个节点(例如节点515)方向提供电流。在不受理论限制的情况下，任意节点(例如节点515)中的电流约为零，因此，当这样配置时，经由第三电流流动路径516提供给节点515的电流将经由第一电流流动路径514a和/或第二电流流动路径514b退出节点515。在实施例中，第一电流流动路径514a可用于选择性地在节点515和放大器输出端504之间提供电流流动路径。例如，电流引导输入端512a可配置为可控的(例如，经由来自逻辑单元的电压信号)以及选择性地启用电流流动路径，例如，将电压(例如，正相偏置电压)施加到电流引导输入端512a提供了经由第一电流流动路径514a的电流流动路径，从而将电流传送至放大器输出端504。此外，在实施例中，第二电流流动路径514b可用于选择性地在节点515和接地508(例如，交流(AC)接地)之间提供电流流动路径。在这种实施例中，电流引导输入端512b可配置为可控的(例如，经由来自逻辑单元的电压信号)以及可选择地启用电流流动路径，例如，将电压(例如，正相偏置电压)施加到电流引导输入端512b提供了经过第二电流流动路径514b的电流流动路径，从而将电流吸收到接地508。在其它或替代性实施例中，ALNA206包括一个以上彼此平行的电流引导流动路径以及可缩放或加权(例如，二进制加权)以提供多样的电流水平。例如，ALNA206可配置成使得每个后续电流引导流动路径提供先前电流引导流动路径约一半的电流。在替代性实施例中，ALNA206可配置成使得每条电流引导流动路径提供相同的电流量。在替代性实施例中，电流引导流动路径可以是如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适类型和/或配置。
在实施例中，可变阻抗控制器600可以是可控的(例如，经由逻辑单元)以及通常可用于提供可调阻抗和/或并联电阻，例如，目的是调整ALNA206的反馈电阻、并联电阻、输入阻抗和/或输出阻抗。
在实施例中，可变阻抗控制器600通常可包括与一个或多个电阻式元件(例如电阻器)并联耦合的一个或多个晶体管。例如，在图6的实施例中，晶体管可形成与电阻器并联的传输栅极，从而形成电阻模块606。在这种实施例中，电阻模块606可以是可控的(例如，经由逻辑单元)以及用于，例如，通过选择性地提供一个以上的阻性电流流动路径(例如，第一阻性电流流动路径610和第二阻性电流流动路径612)，提供可调电阻。在实施例中，第一阻性电流流动路径610可包括通过一个或多个电阻元件(例如电阻器)等的至少部分阻性流动路径。此外，在这种实施例中，第二阻性电流流动路径612可包括相对于第一阻性电流流动路径路610的阻性小得多的流动路径。例如，当这样配置时，第二阻性流动路径610可包括穿过一个或多个晶体管的栅极的流动路径。在替代性实施例中，电阻模块可包括如本领域的普通技术人员阅读本发明后所认识到的任意合适数目、类型和/或配置的阻性电流流动路径。此外，在实施例中，电阻模块606可用于在将控制信号(例如，电压信号)施加到一个或多个晶体管的栅极(例如，经由逻辑单元)后选择阻性电流流动路径。例如，在图6的实施例中，电阻模块606的一个或多个晶体管可配置成使得将电压(例如正向偏置电压)施加到一个或多个晶体管的栅极(例如，栅极端子608a至608m)启用第二阻性电流流动路径612，从而绕过第一阻性电流流动路径610。此外，在这种实施例中，电阻模块606的一个或多个晶体管可配置成使得不向一个或多个晶体管的栅极(例如，栅极线端608a至608m)施加电压禁用了第二阻性电流流动路径612，从而启用第一阻性电流流动路径610。
在实施例中，可变阻抗控制器600还可包括多个电阻模块606(例如，电阻模块606a至606f)以及可用于为可变阻抗控制器600的输入端子602和输出端子604之间的电流流动路径提供可调阻抗和/或电阻。在这种实施例中，多个电阻模块606彼此可串联和/或并联耦合。在实施例中，每个电阻模块606可用于分别响应控制信号。在替代性实施例中，两个或两个以上的电阻模块606可用于共同响应控制信号。
在实施例中，本文揭示了一种利用ALNA206的放大方法和/或一种包含ALNA206的系统。在实施例中，如图7所示，一种放大方法通常可包括以下步骤：接收电信号702、调整输入阻抗和增益因子704、放大电信号706，以及输出放大的电信号708。在其它实施例中，一种放大方法还可包括接收电信号、重新调整输入阻抗和/或增益因子、放大电信号以及输出放大的电信号。
参考图8，提供了ALNA206的阻抗响应(例如，史密斯图)。在实施例中，在调整ALNA206的增益之前，ALNA206可能是阻抗匹配的以及位于阻抗匹配点800处。在实施例中，调整ALNA206的增益可产生远离阻抗匹配点800的阻抗改变804。在实施例中，可变阻抗控制器600可用于，例如通过调整可变反馈控制器600的阻抗和/或电阻和/或ALNA206的反馈电阻，施加补偿阻抗改变802，如先前所揭示的那样。例如，在图6的实施例中，逻辑单元可将控制信号(例如，电压信号或电流信号)施加到电阻模块606的一个或多个晶体管的栅极(例如，栅极端子608a至608m)，从而可调整可变阻抗控制器600的阻抗和/或电阻。在这种实施例中，可变阻抗控制器600可调整成使得产生的补偿阻抗改变802可补偿阻抗改变804，从而重新配置ALNA206为阻抗匹配并位于阻抗匹配点800处，如图8所示。在实施例中，可变阻抗控制器600的阻抗和/或电阻以及ALNA206的增益可大体上同时调整。例如，可变阻抗控制器600以及ALNA206的增益可在相隔一秒内调整。此外或替代性地，可变阻抗控制器600以及ALNA206的增益可至少部分并行调整，例如，可以首先开始调整ALNA206的增益，然后再开始调整可变阻抗控制器600，以及在完成可变阻抗控制器600的调整之前可完成ALNA206的增益调整。或者，可首先开始调整可变阻抗控制器600，然后再开始调整ALNA206的增益，以及在完成ALNA206的增益调整之前可完成可变阻抗控制器600的调整。或者，在调整ALNA206的增益的同时还可开始调整可变阻抗控制器600以及在完成ALNA206的增益调整之前完成调整。或者，在调整可变阻抗控制器600的同时还可开始调整ALNA206的增益以及在完成可变阻抗控制器600的调整之前完成调整。此外，在这种实施例中，ALNA206的阻抗响应可基本上恒定。
在实施例中，可以重复接收电信号、调整输入阻抗和增益因子、放大电信号以及输出放大的电信号的过程。例如，以本文所揭示的类似方式，可以调整ALNA206的增益和/或阻抗(例如，可变阻抗控制器600)，从而在保持ALNA206的输入阻抗基本上恒定的同时放大电信号以生成放大的电信号。
实施例中，如本文或其某部分所揭示，可在移动设备操作期间优选采用ALNA206、含有ALNA206的系统，和/或采用系统和/或ALNA206的放大方法。正如本领域的普通技术人员将会明白的那样，放大电信号的传统方法可能无法提供可调增益和/或保持基本上恒定的输入阻抗。在实施例中，ALNA206在大体上同时调整输入阻抗的同时实现了可调增益，如先前所揭示的那样。例如，接收器112、发射器114和/或移动设备100的性能可以得到提高并提供了基本上稳定的频率响应。因此，本文所揭示的方法提供了一种可以提高接收器112、发射器114和/或移动设备100的性能的构件。
本发明公开至少一项实施例，且所属领域的普通技术人员对所述实施例和/或所述实施例的特征作出的变化、组合和/或修改均在本发明公开的范围内。因组合、合并和/或省略所述实施例的特征而得到的替代性实施例也在本发明的范围内。应当理解的是，本发明已明确阐明了数值范围或限制，此类明确的范围或限制应包括涵盖在上述范围或限制(如从大约1至大约10的范围包括2、3、4等；大于0.10的范围包括0.11、0.12、0.13等)内的类似数量级的迭代范围或限制。例如，每当公开具有下限Rl和上限Ru的数值范围时，具体是公开落入所述范围内的任何数字。具体而言，特别公开所述范围内的以下数字：R＝Rl+k*(Ru-Rl)，其中k是从1％到100％以1％增量递增的变量，即，k是1％、2％、3％、4％、5％……50％、51％、52％……95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，还特此公开了，上文定义的两个R值所定义的任何数值范围。除非另行说明，术语“大约”表示其后数值的±10％的范围。相对于权利要求的某一要素，术语“可选地”的使用表示该要素可以是需要的，或者也可以是不需要的，二者均在所述权利要求的范围内。使用如“包括”、“包含”和“具有”等较广术语应被理解为提供对如“由……组成”、“基本上由……组成”以及“大体上由……组成”等较窄术语的支持。因此，保护范围不受上文所述的限制，而是由所附权利要求书定义，所述范围包含所附权利要求书的标的物的所有等效物。每项和每条权利要求作为进一步公开的内容并入说明书中，且权利要求书是本发明的实施例。所述揭示内容中的参考的论述并不是承认其为现有技术，尤其是具有在本申请案的在先申请优先权日期之后的公开日期的任何参考。本发明中所引用的所有专利、专利申请案和公开案的揭示内容特此以引用的方式并入本文本中，其提供补充本发明的示例性、程序性或其它细节。
虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明所公开的系统和方法可以以许多其它特定形式来体现。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或合并，或者某些特征可以省略或不实施。
此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、设备或中间部件间接地耦合或通信。其它变化、替代和改变的示例可以由本领域的技术人员在不脱离本文精神和所公开的范围的情况下确定。

Claims (20)

1.一种移动设备，其特征在于，包括：
天线；
耦合到所述天线的接收器；以及
耦合到所述天线的发射器，
其中所述接收器，或所述发射器，或这两者都包括含有可调增益和可变阻抗控制器的低噪声放大器，以及
所述低噪声放大器用于吸收电流以及大体上同时调整并联电阻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可变阻抗控制器包括一个或多个晶体管以及与所述一个或多个晶体管并联的一个或多个电阻器。
3.根据权利要求2所述的移动设备，其特征在于，所述可变阻抗控制器进一步包括与所述彼此串联的电阻器并联的两个或两个以上晶体管。
4.根据权利要求2所述的移动设备，其特征在于，所述可变阻抗控制器进一步包括与所述彼此并联的电阻器并联的两个或两个以上晶体管。
5.根据权利要求4所述的移动设备，其特征在于，所述低噪声放大器包括并联的两个或两个以上电流流动路径，以及并联的电流流动路径包括与地面的连接。
6.根据权利要求1所述的移动设备，其特征在于，大体上同时包括彼此间隔约1秒。
7.根据权利要求1所述的移动设备，其特征在于，大体上同时包括至少部分并行。
8.一种方法，其特征在于，包括：
接收电信号；
大体上同时调整输入阻抗和增益因子；
放大所述电信号，从而产生放大的信号；以及
输出所述放大的信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述输入阻抗通过调整并联电阻来调整。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述并联电阻通过配置可变阻抗控制器来调整。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，输入阻抗保持基本恒定。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述增益因子通过将至少一部分电流吸收到接地来调整。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，至少一部分电流从负载转移。
14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，大体上同时包括彼此间隔约1秒。
15.根据权利要求8所述的移动设备，其特征在于，大体上同时包括至少部分并行。
16.一种放大器，其特征在于，包括：
输入连接；
输出连接；
耦合到所述输入连接和所述输出连接的可变阻抗控制器，其中所述可变阻抗控制器被配置具有可调阻抗；
电流源；
第一晶体管，包含耦合到所述电流源的第一接口、耦合到所述输出连接的第二接口和耦合到所述输入连接的第三接口，以及在第一状态和第二状态之间是可配置的，其中当所述第一晶体管处于所述第一状态时，所述第一晶体管阻止电流路径经过所述第一晶体管的所述第一接口和所述第二接口，以及当所述第一晶体管处于所述第二状态时，所述第一晶体管允许电流路径经过所述第一晶体管的所述第一接口和所述第二接口；
接地；以及
第二晶体管，包含耦合到所述电流源的第一接口、耦合到所述接地的第二接口，和控制接口，以及在第一状态和第二状态之间是可配置的，其中当所述第二晶体管处于所述第一状态时，所述第二晶体管阻止电流路径经过所述第二晶体管的所述第一接口和所述第二接口，以及当所述第二晶体管处于所述第二状态时，所述第二晶体管允许电流路径经过所述第二晶体管的所述第一接口和所述第二接口。
17.根据权利要求16所述的放大器，其特征在于，所述可变阻抗控制器包括一个或多个晶体管以及与所述一个或多个晶体管并联的一个或多个电阻器。
18.根据权利要求16所述的放大器，其特征在于，所述电流源包括耦合到电压源的晶体管、所述第一晶体管以及所述第二晶体管。
19.根据权利要求16所述的放大器，其特征在于，所述电流源包括耦合到所述接地的晶体管、所述第一晶体管，以及所述第二晶体管。
20.根据权利要求16所述的放大器，其特征在于，进一步包括与所述第二晶体管并联的一个或多个晶体管。
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