CN111224683A - 低噪声大动态射频接收通道 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信号接收机技术领域，尤其涉及一种低噪声大动态射频接收通道。包括：与天线连接的AGC自动增益控制器，用于调节接收的射频信号强度；本地振荡器，用于提供本振信号；第一差分放大电路，用将射频信号生成一组两个差分射频信号；第二差分放大电路，用于将本振信号生产一组两个本振差分信号；还包括两组后处理单元以及整合器每组后处理单元包括低噪声放大器LAN、混频器、可编程增益放大器、中间滤波器、模数转换器以及信号处理器；本发明通过设置AGC自动增益控制器，并通过信号处理器进行反馈，调整接收动态，可获得大动态射频信号，同时设计差分放大电路进行双通道的信号采集和处理，可有效降低或减少信号中的噪声。

Description

低噪声大动态射频接收通道
技术领域
本发明涉及信号接收机技术领域，尤其涉及一种低噪声大动态射频接收通道。
背景技术
随着通讯技术的不断发展，其性能要求也在不断提高；无线通讯技术作为一个分支，已经广泛应用于人们生活工作中的各个领域。如目前的无线接收机；无线接收机的未来发展趋势是多功能、小型化以及智能化，其对芯片接收的要求也越来越高，要求芯片的接收通道能够覆盖更广的工作频率范围，同时具有更大的动态范围。
无线接收机的射频通道在接收天线传送过来的无线信号时，需对无线信号进行放大，然后将放大后的信号下变频到较低频率；接收机的前期无线信号接收处理对后继的信号加工具有较大影响，尤其是噪声处理；因此亟需设计一种低噪声大动态射频接收通道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低噪声大动态射频接收通道。
一种低噪声大动态射频接收通道，包括：
与天线连接的AGC自动增益控制器，用于调节接收的射频信号强度；
本地振荡器，用于提供本振信号；
第一差分放大电路，用将射频信号生成一组两个差分射频信号；
第二差分放大电路，用于将本振信号生产一组两个本振差分信号；
还包括两组后处理单元以及整合器每组后处理单元包括低噪声放大器LAN、混频器、可编程增益放大器、中间滤波器、模数转换器以及信号处理器；
每组后处理器单元工作：低噪声放大器LAN接收外部输入的其中一个射频差分信号，并将差分信号进行放大；放大后的射频差分信号和其中一个本振差分信号分别对应输送至混频器，每个混频器将一个射频差分信号和一个本振差分信号进行混频形成一个中频差分信号，中频差分信号分别经过相应的中间滤波器进行带通滤波并再通过可编程增益放大器进行信号放大，放大的中频差分信号通过模数转换器进行转换并生成数字信号；两路数字信号输出给信号处理器，信号处理器根据数字信号调整AGC自动增益控制器。
进一步地，所述低噪声放大器LAN为CMOS差分结构低噪声放大器LAN，其包括对称设置的晶体管M3和晶体管M4以及对称设置的晶体管M1和晶体管M2；其中晶体管M3和晶体管M4的栅极均匀电源VDD连接，晶体管M3和晶体管M4的漏极分别通过电感L5、电感L6与电源VDD连接；且晶体管M3和晶体管M4的漏极对外输出；所述晶体管M3的源极与晶体管M1的漏极连接，晶体管M4的源极与晶体管M2的漏极连接，晶体管M1的源极与晶体管M2的源极分别通过电感L1、电感L2接地；晶体管M1的栅极通过电感L3、电容C1接收差分输入的射频信号RF_INP，晶体管M2的栅极通过电感L4、电容C2接收差分输入的射频信号RF_INN。
进一步的，还包括低通滤波器；设置于混频器和可编程增益放大器之间。
优选地，所述低通滤波器包括串联的电感L7和电感L8，电感L7的输入端通过电容C3接地，电感L8的输出端通过电容C5接地；电感L7和电感L8的连接端通过电容C4接地。
本发明的有益效果：本发明通过设置AGC自动增益控制器，并通过信号处理器进行反馈，调整接收动态，可获得大动态射频信号，同时设计差分放大电路进行双通道的信号采集和处理，可有效降低或减少信号中的噪声，实现低噪声。
附图说明
图1为本实施例的一种原理示意图。
图2为本实施例低噪声放大器LAN的一种示意图。
图3为本实施例低通滤波器的一种示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。如图1至图3所示。
实施例：一种低噪声大动态射频接收通道，包括：
与天线连接的AGC自动增益控制器，用于调节接收的射频信号强度；
本地振荡器，用于提供本振信号；
第一差分放大电路，用将射频信号生成一组两个差分射频信号；
第二差分放大电路，用于将本振信号生产一组两个本振差分信号；
还包括两组后处理单元以及整合器每组后处理单元包括低噪声放大器LAN、混频器、可编程增益放大器、中间滤波器、模数转换器以及信号处理器；
每组后处理器单元工作：低噪声放大器LAN接收外部输入的其中一个射频差分信号，并将差分信号进行放大；放大后的射频差分信号和其中一个本振差分信号分别对应输送至混频器，每个混频器将一个射频差分信号和一个本振差分信号进行混频形成一个中频差分信号，中频差分信号分别经过相应的中间滤波器进行带通滤波并再通过可编程增益放大器进行信号放大，放大的中频差分信号通过模数转换器进行转换并生成数字信号；两路数字信号输出给信号处理器，信号处理器根据数字信号调整AGC自动增益控制器。
目前在射频信号处理过程中，信号内原有的噪声，一般会通过滤波器进行带宽限制进行消除。射频信号在处理过程中会产生新的噪声，这些噪声由环境的影响而产生；本技术方案采用两路差分信号进行传递，对由环境产生的噪声进行相互抵消而消除，其抗干扰能力强，噪声低。其次采用AGC自动增益控制器来扩展接收机的动态，获得大动态的射频信号。
进一步地，所述低噪声放大器LAN为CMOS差分结构低噪声放大器LAN，其包括对称设置的晶体管M3和晶体管M4以及对称设置的晶体管M1和晶体管M2；其中晶体管M3和晶体管M4的栅极均匀电源VDD连接，晶体管M3和晶体管M4的漏极分别通过电感L5、电感L6与电源VDD连接；且晶体管M3和晶体管M4的漏极对外输出；所述晶体管M3的源极与晶体管M1的漏极连接，晶体管M4的源极与晶体管M2的漏极连接，晶体管M1的源极与晶体管M2的源极分别通过电感L1、电感L2接地；晶体管M1的栅极通过电感L3、电容C1接收差分输入的射频信号RF_INP，晶体管M2的栅极通过电感L4、电容C2接收差分输入的射频信号RF_INN。
本技术方案的低噪声放大器LAN中，差分输入的射频信号RF_INP和RF_INN，分别通过电容C1和C2以及电感L3和L4输入到MOS管M1和M2的栅极，而MOS管M1和M2的源极分别接电感L1和L2，它们的漏极分别接MOS管M3和M4的源极，构成一个差分共源共栅(Cascode)电路结构，采用电感-源极负反馈来调整输入阻抗。
进一步的，还包括低通滤波器；设置于混频器和可编程增益放大器之间。
低通滤波器用于对混频后的信号进行滤波，限制其带宽。
优选地，所述低通滤波器包括串联的电感L7和电感L8，电感L7的输入端通过电容C3接地，电感L8的输出端通过电容C5接地；电感L7和电感L8的连接端通过电容C4接地。
低通滤波器采用五阶LC低通滤波器，带宽精度高。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种低噪声大动态射频接收通道，其特征在于：其包括：
与天线连接的AGC自动增益控制器，用于调节接收的射频信号强度；
本地振荡器，用于提供本振信号；
第一差分放大电路，用将射频信号生成一组两个差分射频信号；
第二差分放大电路，用于将本振信号生产一组两个本振差分信号；
还包括两组后处理单元以及整合器每组后处理单元包括低噪声放大器LAN、混频器、可编程增益放大器、中间滤波器、模数转换器以及信号处理器；
每组后处理器单元工作：低噪声放大器LAN接收外部输入的其中一个射频差分信号，并将差分信号进行放大；放大后的射频差分信号和其中一个本振差分信号分别对应输送至混频器，每个混频器将一个射频差分信号和一个本振差分信号进行混频形成一个中频差分信号，中频差分信号分别经过相应的中间滤波器进行带通滤波并再通过可编程增益放大器进行信号放大，放大的中频差分信号通过模数转换器进行转换并生成数字信号；两路数字信号输出给信号处理器，信号处理器根据数字信号调整AGC自动增益控制器。
2.根据权利要求1所述的低噪声大动态射频接收通道，其特征在于：所述低噪声放大器LAN为CMOS差分结构低噪声放大器LAN，其包括对称设置的晶体管M3和晶体管M4以及对称设置的晶体管M1和晶体管M2；其中晶体管M3和晶体管M4的栅极均匀电源VDD连接，晶体管M3和晶体管M4的漏极分别通过电感L5、电感L6与电源VDD连接；且晶体管M3和晶体管M4的漏极对外输出；所述晶体管M3的源极与晶体管M1的漏极连接，晶体管M4的源极与晶体管M2的漏极连接，晶体管M1的源极与晶体管M2的源极分别通过电感L1、电感L2接地；晶体管M1的栅极通过电感L3、电容C1接收差分输入的射频信号RF_INP，晶体管M2的栅极通过电感L4、电容C2接收差分输入的射频信号RF_INN。
3.根据权利要求1所述的低噪声大动态射频接收通道，其特征在于：还包括低通滤波器；设置于混频器和可编程增益放大器之间。
4.根据权利要求1所述的低噪声大动态射频接收通道，其特征在于：所述低通滤波器包括串联的电感L7和电感L8，电感L7的输入端通过电容C3接地，电感L8的输出端通过电容C5接地；电感L7和电感L8的连接端通过电容C4接地。
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