CN112511117B - 射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信领域，公开一种射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备。射频放大电路包括电路结构对称的两个信号放大单元，每个信号放大单元包括第一放大电路、第二放大电路及推挽放大电路，第一放大电路用于分别放大第一射频信号与第二射频信号，在第一节点输出第一差分放大信号；第二放大电路用于分别放大第一射频信号与第二射频信号，在第二节点输出第二差分放大信号；推挽放大电路用于根据第一差分放大信号与第二差分放大信号，在第三节点放大输出射频放大信号。由于射频信号经过两次放大得到射频放大信号，因此，射频放大电路的增益比较高，相对容易识别微弱射频信号，有效地提高信号识别精度和工作可靠性。

Description

射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备。

背景技术

无线通信设备通常都具有射频放大电路，射频放大电路可以放大射频信号，并输入到下一级电路中。传统射频放大电路的放大增益比较低，当射频信号比较弱时，无法有效识别射频信号，导致无线通信设备无法可靠地工作。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例的一个目的旨在提供一种射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备，其能够有效地识别射频信号。

本发明实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

在第一方面，本发明实施例提供一种射频放大电路，包括电路结构对称的第一信号放大单元与第二信号放大单元，用于放大形成差分输入的第一射频信号与第二射频信号，所述第一信号放大单元与所述第二信号放大单元输出的射频放大信号形成差分信号，其中，每个信号放大单元包括：

第一放大电路，用于分别放大第一射频信号与第二射频信号，在第一节点输出第一差分放大信号；

第二放大电路，与所述第一放大电路并联在级联点，用于分别放大所述第一射频信号与所述第二射频信号，在第二节点输出第二差分放大信号，所述第二差分放大信号与所述第一差分放大信号相同；

推挽放大电路，分别电连接在所述第一节点和所述第二节点，用于根据所述第一差分放大信号与所述第二差分放大信号，在第三节点放大输出射频放大信号。

可选地，所述第一射频信号与所述第二射频信号形成的差分信号与所述第一差分放大信号或所述第二差分放大信号反相。

可选地，所述射频放大信号与所述第一差分放大信号或所述第二差分放大信号反相。

可选地，所述第一放大电路与所述第二放大电路都为共源共栅电路结构。

可选地，所述第一放大电路包括：

第一共源放大电路；

第一共栅放大电路，与所述第一共源放大电路电连接在所述第一节点，所述推挽放大电路电连接在所述第一节点，且所述第一共栅放大电路与所述第二放大电路并联在所述级联点；

在所述第一信号放大单元的第一放大电路中，所述第一共源放大电路用于反相放大所述第一射频信号并以所述第一节点作为输出端，所述第一共栅放大电路用于同相放大所述第二射频信号并以所述第一节点作为输出端；

在所述第二信号放大单元的第一放大电路中，所述第一共源放大电路用于反相放大所述第二射频信号并以所述第一节点作为输出端，所述第一共栅放大电路用于同相放大所述第一射频信号并以所述第一节点作为输出端；

放大后的第一射频信号与放大后的第二射频信号形成所述第一差分放大信号。

可选地，所述第一共源放大电路包括第一PMOS管，所述第一PMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，所述第一PMOS管的源极用于接收偏置电压，漏极电连接在所述第一节点；

在所述第一信号放大单元的第一放大电路中，所述第一PMOS管的栅极用于耦合所述第一射频信号；

在所述第二信号放大单元的第一放大电路中，所述第一PMOS管的栅极用于耦合所述第二射频信号。

可选地，所述第一共栅放大电路包括第一NMOS管，所述第一NMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，在交流通路状态下，所述第一NMOS管的栅极接地，所述第一NMOS管的漏极电连接在所述第一节点；

在所述第一信号放大单元的第一放大电路中，所述第一NMOS管的源极用于耦合所述第二射频信号；

在所述第二信号放大单元的第一放大电路中，所述第一NMOS管的源极用于耦合所述第一射频信号。

可选地，所述第二放大电路包括：

第二共源放大电路；

第二共栅放大电路，与所述第二共源放大电路电连接在所述第二节点，所述推挽放大电路电连接在所述第二节点，且所述第二共栅放大电路与所述第一放大电路并联在所述级联点；

在所述第一信号放大单元的第二放大电路中，所述第二共源放大电路用于反相放大所述第一射频信号并以所述第二节点作为输出端，所述第二共栅放大电路用于同相放大所述第二射频信号并以所述第二节点作为输出端；

在所述第二信号放大单元的第二放大电路中，所述第二共源放大电路用于反相放大所述第二射频信号并以所述第二节点作为输出端，所述第二共栅放大电路用于同相放大所述第一射频信号并以所述第二节点作为输出端；

放大后的第一射频信号与放大后的第二射频信号形成所述第二差分放大信号。

可选地，所述第二共源放大电路包括第二NMOS管，所述第二NMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，所述第二NMOS管的源极用于接地，漏极电连接在所述第二节点；

在所述第一信号放大单元的第二放大电路中，所述第二NMOS管的栅极用于耦合所述第一射频信号；

在所述第二信号放大单元的第二放大电路中，所述第二NMOS管的栅极用于耦合所述第二射频信号。

可选地，所述第二共栅放大电路包括第二PMOS管，所述第二PMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，在交流通路状态下，所述第二PMOS管的栅极用于接地，所述第二PMOS管的漏极电连接在所述第一节点；

在所述第一信号放大单元的第二放大电路中，所述第二PMOS管的源极用于耦合所述第二射频信号；

在所述第二信号放大单元的第二放大电路中，所述第二PMOS管的源极用于耦合所述第一射频信号。

可选地，所述推挽放大电路包括第三共源放大电路与第四共源放大电路，所述第三共源放大电路与所述第四共源放大电路电连接在所述第三节点，且所述第三共源放大电路电连接在所述第一节点，所述第四共源放大电路电连接在所述第二节点，所述第三共源放大电路与所述第四共源放大电路在所述第三节点反相推挽输出所述射频放大信号。

可选地，所述第三共源放大电路的静态偏置电流与所述第一放大电路的静态偏置电流成镜像关系；

和/或，

所述第四共源放大电路的静态偏置电流与所述第二放大电路的静态偏置电流成镜像关系。

可选地，所述第三共源放大电路包括第三PMOS管，所述第三PMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，所述第三PMOS管的源极用于接收偏置电压，栅极电连接在所述第一节点，漏极电连接在所述第三节点。

可选地，所述第四共源放大电路包括第三NMOS管，所述第三NMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，所述第三NMOS管的源极用于接地，栅极电连接在所述第二节点，漏极电连接在所述第三节点。

可选地，所述射频放大电路还包括阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路电连接在所述级联点与所述第三节点之间，用于微调每个放大电路的输入阻抗。

在第二方面，本发明实施例提供一种射频前端接收电路，包括顺序电连接的：

上述的射频放大电路；

混频器，与所述射频放大电路电连接，用于将所述射频放大信号与本地时钟进行混频，输出混频信号；以及

跨阻放大器，与所述混频器电连接，用于将所述混频信号进行转换输出。

在第三方面，本发明实施例提供一种无线通信设备，包括上述的射频放大电路。

与现有技术相比较，在本发明实施例的射频放大电路中，射频放大电路包括电路结构对称的两个信号放大单元，用于放大形成差分输入的第一射频信号与第二射频信号，第一信号放大单元与第二信号放大单元输出的射频放大信号形成差分信号，其中，每个信号放大单元包括第一放大电路、第二放大电路及推挽放大电路，第一放大电路用于分别放大第一射频信号与第二射频信号，并在第一节点输出第一差分放大信号。第二放大电路与第一放大电路并联在级联点，用于分别放大第一射频信号与第二射频信号，并在第二节点输出第二差分放大信号，第二差分放大信号与第一差分放大信号相同。推挽放大电路分别电连接在第一节点和第二节点，用于根据第一差分放大信号与第二差分放大信号，在第三节点放大输出射频放大信号。一方面，由于第一射频信号与第二射频信号经过两次放大得到射频放大信号，因此，射频放大电路的增益比较高，相对容易识别微弱射频信号，有效地提高信号识别精度和工作可靠性。另一方面，由于采用差分信号作为射频放大电路的输入，其能够有效地抑制噪声的产生，从而提高抗噪能力。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明实施例提供的一种射频前端接收电路的电路结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种射频前端接收电路的电路结构示意图；

图3为图1所示的射频放大电路的第一种电路结构框图；

图4为图1所示的射频放大电路的第二种电路结构框图；

图5为图1所示的射频放大电路的第三种电路结构框图；

图6为图2所示的射频放大电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“电连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供的射频前端接收电路可以应用在任意具有无线通信功能的无线通信设备中，其中，本文涉及的无线通信包括Zig-Bee通信、蓝牙通信、WIFI通信、超宽带通信、近场通信、GPRS/CDMA通信、数传电台通信、扩频微波通信、无线网桥通信、卫星通信通信或短波通信等。相应的，无线通信设备包括蓝牙耳机、无线音箱、智能手机或传呼机等电子设备。

请一并参阅图1与图2，射频前端接收电路100包括射频放大电路200、混频器300及跨阻放大器400。

射频放大电路200用于放大射频信号，其中，射频信号可以以差分形式输入射频放大电路200。

混频器300与射频放大电路200电连接，用于将射频放大信号与本地时钟进行混频，输出混频信号。在一些实施例中，混频器300可以采用有源混频器或无源混频器，其中，无源混频器和有源混频器各有优缺点，本领域技术人员可以根据业务需求自行选择混频器300的类型。

在一些实施例中，如图2所示，混频器300为双平衡混频器，混频器300包括I/Q两路混频，I路混频电路与Q路混频电路结构相同。射频放大电路200通过电容将射频放大信号耦合至混频器300，混频器300便可以将射频放大信号与本地时钟进行混频，因此，此种电路结构具有较好的隔离度，提高电路稳定性。

跨阻放大器400与混频器300电连接，用于将混频信号进行转换输出。在一些实施例中，如图2所示，跨阻放大器400包括I路跨阻放大器和Q路跨阻放大器，混频器300的混频信号分别耦合至I路跨阻放大器和Q路跨阻放大器，从而实现混频信号的输出，在本实施例中，跨阻放大器400可以保证混频信号的良好线性度。

如前所述，本实施例提供的射频放大电路具有高增益。请参阅图3，射频放大电路200包括电路结构对称的两个信号放大单元，分别为第一信号放大单元500与第二信号放大单元600，用于放大形成差分输入的第一射频信号与第二射频信号，亦即，第一射频信号与第二射频信号的振幅相同，相位相反。第一信号放大单元500与第二信号放大单元600输出的射频放大信号形成差分信号，亦即，第一信号放大单元500输出的射频放大信号与第二信号放大单元600输出的射频放大信号的振幅相同，相位相反。其中，每个信号放大单元都包括第一放大电路51、第二放大电路52及推挽放大电路53。

第一放大电路51用于分别放大第一射频信号与第二射频信号，在第一节点50a输出第一差分放大信号。

第二放大电路52与第一放大电路51并联在级联点50d，用于分别放大第一射频信号与第二射频信号，并在第二节点50b输出第二差分放大信号，第二差分放大信号与第一差分放大信号相同，亦即，第二差分放大信号与第二差分放大信号的振幅和相位都相同。

推挽放大电路53分别电连接在第一节点50a和第二节点50b，用于根据第一差分放大信号与第二差分放大信号，在第三节点50c放大输出射频放大信号。举例而言，第一射频信号与第二射频信号形成的差分信号与第一信号放大单元500输出的第一射频放大信号同相，与第二信号放大单元600输出的第二射频放大信号反相，且第一射频放大信号与第二射频放大信号形成差分信号，因此，射频放大电路200能够有效地跟踪以差分形式输入的第一射频信号与第二射频信号。

在本实施例中，如前所述，由于第一射频信号与第二射频信号经过两次放大得到射频放大信号，因此，射频放大电路的增益比较高，相对容易识别微弱射频信号，有效地提高信号识别精度和工作可靠性。另外，由于采用差分信号作为射频放大电路的输入，其能够有效地抑制噪声的产生，从而提高抗噪能力。

在一些实施例中，为了提高射频放大电路的功率，请参阅图4，射频放大电路100还包括阻抗匹配电路54，阻抗匹配电路54电连接在级联点50d与第三节点50c之间，用于微调每个放大电路的输入阻抗。在本实施例中，从级联点50d输入的射频信号与第三节点输出的电压呈反相关系，阻抗匹配电路54相当于跨接在反相放大器的输入端和输出端，由于输入阻抗包含Rfb/（1+A）因子，其中，Rfb为阻抗匹配电路的等效阻抗，A为放大增益，通过调节Rfb，便可以微调输入阻抗，从而达到阻抗匹配效果。

在一些实施例中，第一射频信号与第二射频信号形成的差分信号Δu0与第一差分放大信号Δu1或第二差分放大信号Δu2反相，亦即，第一放大电路51与第二放大电路52都对差分信号Δu0作放大反相处理，为后级电路再次放大和跟踪第一射频信号或第二射频信号作好准备。

在一些实施例中，射频放大信号与第一差分放大信号或第二差分放大信号反相，亦即，推挽放大电路53都对第一差分放大信号Δu1或第二差分放大信号Δu2作放大反相处理，输出射频放大信号，射频放大信号可以放大跟踪第一射频信号或第二射频信号。

在一些实施例中，第一放大电路51与第二放大电路52都为共源共栅电路结构，有利于提高增益和加强输入端与后级的隔离，稳定性好。

请参阅图5，第一放大电路51包括第一共源放大电路511与第一共栅放大电路512，第一共栅放大电路512与第一共源放大电路511电连接在第一节点50a，推挽放大电路53电连接在第一节点50a，且第一共栅放大电路512与第二放大电路52并联在级联点50d。

在第一信号放大单元500的第一放大电路51中，第一共源放大电路511用于反相放大第一射频信号并以第一节点50a作为输出端，第一共栅放大电路512用于同相放大第二射频信号并以第一节点50a作为输出端。

举例而言，第一射频信号Vin+与第二射频信号Vin-形成差分信号Δu0，第一共源放大电路511对第一射频信号Vin+进行反相放大后，到达第一节点50a。第一共栅放大电路512对第二射频信号Vin-进行同相放大后，到达第一节点50a，此处，第一节点50a的电压呈差分信号Δu0的反相放大信号，亦即放大后的第一射频信号与放大后的第二射频信号形成所述第一差分放大信号，第一差分放大信号为-Δu1。

在第二信号放大单元600的第一放大电路51中，第一共源放大电路511用于反相放大第二射频信号并以第一节点50a作为输出端，第一共栅放大电路512用于同相放大第一射频信号并以第一节点作为输出端。

举例而言，第二射频信号Vin-与第一射频信号Vin+形成差分信号-Δu0，第一共源放大电路511对第二射频信号Vin-进行反相放大后，到达第一节点50a。第一共栅放大电路512对第一射频信号Vin+进行同相放大后，到达第一节点50a，此处，第一节点50a的电压呈差分信号-Δu0的反相放大信号，第一差分放大信号为+Δu1。

在一些实施例中，请继续参阅图5，第二放大电路52包括第二共源放大电路521与第二共栅放大电路522。

第二共栅放大电路522与第二共源放大电路521电连接在第二节点50b，推挽放大电路53电连接在第二节点50b，且第二共栅放大电路522与第一放大电路51并联在级联点50d，例如，第二共栅放大电路522与第一共栅放大电路512并联在级联点50d。

在第一信号放大单元500的第二放大电路52中，第二共源放大电路521用于反相放大第一射频信号并以第二节点50b作为输出端，第二共栅放大电路522用于同相放大第二射频信号并以第二节点50b作为输出端。

举例而言，第一射频信号Vin+与第二射频信号Vin-形成差分信号Δu0，第二共源放大电路521对第一射频信号Vin+进行反相放大后，到达第二节点50b。第二共栅放大电路522对第二射频信号Vin-进行同相放大后，到达第二节点50b，此处，第二节点50b的电压呈差分信号Δu0的反相放大信号，亦即放大后的第一射频信号与放大后的第二射频信号形成所述第二差分放大信号，第二差分放大信号为-Δu2。

在第二信号放大单元600的第二放大电路52中，第二共源放大电路521用于反相放大第二射频信号并以第二节点50b作为输出端，第二共栅放大电路522用于同相放大第一射频信号并以第二节点50b作为输出端。

举例而言，第二射频信号Vin-与第一射频信号Vin+形成差分信号-Δu0，第二共源放大电路521对第二射频信号Vin-进行反相放大后，到达第二节点50b。第二共栅放大电路522对第一射频信号Vin+进行同相放大后，到达第二节点50b，此处，第二节点50b的电压呈差分信号-Δu0的反相放大信号，第二差分放大信号为+Δu2。

总体而言，在第一信号放大单元500中，对于第一射频信号Vin+与第二射频信号Vin-形成差分信号Δu0，在第一节点50a得到反相的第一差分放大信号-Δu1，在第二节点50b得到反相的第二差分放大信号-Δu2，-Δu1=-Δu2。

在第二信号放大单元600中，对于第二射频信号Vin-与第一射频信号Vin+形成差分信号-Δu0，在第一节点50a得到反相的第一差分放大信号+Δu1，在第二节点50b得到反相的第二差分放大信号+Δu2，+Δu1=+Δu2。

在一些实施例中，请继续参阅图5，推挽放大电路53包括第三共源放大电路531与第四共源放大电路532，第三共源放大电路531与第四共源放大电路532电连接在第三节点50c，且第三共源放大电路531电连接在第一节点50a，第四共源放大电路532电连接在第二节点50b，第三共源放大电路531与第四共源放大电路532在第三节点50c反相推挽输出射频放大信号。

举例而言，在第一信号放大单元500中，对于第一射频信号Vin+与第二射频信号Vin-形成差分信号Δu0，第一节点的第一差分放大信号为-Δu1，第二节点50b的第二差分放大信号为-Δu2，推挽放大电路53响应第一差分放大信号-Δu1与第二差分放大信号-Δu2的输入，再次反相放大和推挽输出射频放大信号Vout+。

再举例而言，在第二信号放大单元600中，对于第二射频信号Vin-与第一射频信号Vin+形成差分信号-Δu0，第一节点的第一差分放大信号为+Δu1，第二节点50b的第二差分放大信号为+Δu2，推挽放大电路53响应第一差分放大信号+Δu1与第二差分放大信号+Δu2的输入，再次反相放大和推挽输出射频放大信号Vout-。

在本实施例中，无论射频放大信号Vout+还是射频放大信号Vout-，一方面，其能够跟踪以差分形式输入的射频信号，另一方面，两者都是经过两次反相放大得到的射频放大信号，其具备高增益，易于识别微弱射频信号，从而保证无线通信设备的工作可靠性。

在一些实施例中，请参阅图6，第一共源放大电路511包括第一PMOS管Mp1，第一PMOS管Mp1采用二极管接法且工作在饱和区，其中，第一PMOS管Mp1的源极用于接收偏置电压，漏极电连接在第一节点50a。

在第一信号放大单元500的第一放大电路51中，第一PMOS管Mp1的栅极用于耦合第一射频信号Vin+。

在第二信号放大单元600的第一放大电路51中，第一PMOS管Mp1的栅极用于耦合第二射频信号Vin-。

在一些实施例中，请继续参阅图6，第一共栅放大电路512包括第一NMOS管Mn1，第一NMOS管Mn1采用二极管接法且工作在饱和区，其中，在交流通路状态下，第一NMOS管Mn1的栅极接地，第一NMOS管Mn1的漏极电连接在第一节点50a。

在第一信号放大单元500的第一放大电路51中，第一NMOS管Mn1的源极用于耦合第二射频信号；

在第二信号放大单元600的第一放大电路51中，第一NMOS管Mn1的源极用于耦合第一射频信号。

如图6所示，在第一信号放大单元500的第一放大电路51中，对于节点50e输入的第一射频信号，第一NMOS管Mn1作为第一PMOS管Mp1的偏置电流源。对于级联点50d输入的第二射频信号，第一PMOS管Mp1作为第一NMOS管Mn1的偏置电流源。

在第一信号放大单元500的第二放大电路52中，对于节点50f输入的第一射频信号，第二PMOS管Mp2作为第二NMOS管Mn2的偏置电流源。对于级联点50d输入的第二射频信号，第二NMOS管Mn2作为第二PMOS管Mp2的偏置电流源。同理可得，在第二信号放大单元600中的第一放大电路51与第二放大电路52的MOS管关系以此类推，在此不赘述。

第一信号放大单元500的第一放大电路51的工作原理如下：

一方面，第一射频信号Vin+经过电容耦合至第一PMOS管Mp1的栅极，经过反相放大，到达第一节点50a。

另一方面，第二射频信号Vin-直接作用在第一NMOS管Mn1的源极，经过反相放大，到达第一节点50a，因此，第一节点50a呈现差分信号Δu0的反相放大信号，其中，第一射频信号Vin+与第二射频信号Vin-形成差分信号Δu0。

第二信号放大单元600的第一放大电路51的工作原理如下：

一方面，第二射频信号Vin-经过电容耦合至第一PMOS管Mp1的栅极，经过反相放大，到达第一节点50a。

另一方面，第一射频信号Vin+直接作用在第一NMOS管Mn1的源极，经过反相放大，到达第一节点50a，因此，第一节点50a呈现差分信号-Δu0的反相放大信号，其中，第二射频信号Vin-与第一射频信号Vin+形成差分信号-Δu0。

在一些实施例中，请继续参阅图6，第二共源放大电路521包括第二NMOS管Mn2，第二NMOS管Mn2采用二极管接法且工作在饱和区，其中，第二NMOS管Mn2的源极用于接地，漏极电连接在第二节点50b。

在第一信号放大单元500的第二放大电路52中，第二NMOS管Mn2的栅极用于耦合第一射频信号Vin+。

在第二信号放大单元600的第二放大电路52中，第二NMOS管Mn2的栅极用于耦合第二射频信号Vin-。

在一些实施例中，请继续参阅图6，第二共栅放大电路522包括第二PMOS管Mp2，第二PMOS管Mp2采用二极管接法且工作在饱和区，其中，在交流通路状态下，第二PMOS管Mp2的栅极用于接地，第二PMOS管Mp2的漏极电连接在第一节点50a。

在第一信号放大单元500的第二放大电路52中，第二PMOS管Mp2的源极用于耦合第二射频信号Vin-。

在第二信号放大单元600的第二放大电路52中，第二PMOS管Mp2的源极用于耦合第一射频信号Vin+。

第一信号放大单元500的第二放大电路52的工作原理如下：

一方面，第一射频信号Vin+经过电容耦合至第二NMOS管Mn2的栅极，经过反相放大，到达第二节点50b。

另一方面，第二射频信号Vin-直接作用在第二PMOS管Mp2的源极，经过反相放大，到达第二节点50b，因此，第二节点50b呈现差分信号Δu0的反相放大信号，其中，第一射频信号Vin+与第二射频信号Vin-形成差分信号Δu0。

第二信号放大单元600的第二放大电路52的工作原理如下：

一方面，第二射频信号Vin-经过电容耦合至第二NMOS管Mn2的栅极，经过反相放大，到达第二节点50b。

另一方面，第一射频信号Vin+直接作用在第二PMOS管Mp2的源极，经过反相放大，到达第二节点50b，因此，第二节点50b呈现差分信号-Δu0的反相放大信号，其中，第二射频信号Vin-与第一射频信号Vin+形成差分信号-Δu0。

在一些实施例中，请继续参阅图6，对于每个信号放大单元，推挽放大电路53包括第三共源放大电路531与第四共源放大电路532，第三共源放大电路531与第四共源放大电路532电连接在第三节点50c，且第三共源放大电路531电连接在第一节点50a，第四共源放大电路532电连接在第二节点50b，第三共源放大电路531与第四共源放大电路532在第三节点50c反相推挽输出射频放大信号。

举例而言，在第一信号放大单元500中，第三共源放大电路531与第四共源放大电路532协同工作，根据第一差分放大信号-Δu1与第二差分放大信号-Δu2，再次反相放大和推挽输出射频放大信号Vout+。

再举例而言，在第二信号放大单元600中，第三共源放大电路531与第四共源放大电路532协同工作，根据第一差分放大信号Δu1与第二差分放大信号Δu2，再次反相放大和推挽输出射频放大信号Vout-。

在一些实施例中，第三共源放大电路531的静态偏置电流与第一放大电路51的静态偏置电流成镜像关系，和/或，第四共源放大电路532的静态偏置电流与第二放大电路52的静态偏置电流成镜像关系，因此，采用此种电路配对结构，由于相邻两条支路的静态偏置电流成镜像关系，并且，第三共源放大电路531与第一放大电路51并联，第四共源放大电路532与第二放大电路52并联，因此，后续在设置直流工作点而需要计算射频放大电路的总静态偏置电流时，只需简单叠加上述各个镜像的静态偏置电流即可。

并且，对于高频信号而言，第三共源放大电路531与第四共源放大电路532并联，第一放大电路51与第二放大电路并联，设置直流工作点时所需的偏置电压相对传统低噪声放大器的工作电压高。

传统低噪声放大器的工作电压约为3V，现有市面常用电池设备的供电电压范围为3.6V~4.5V，因此，传统低噪声放大器需要利用LDO（Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器）对输入电压进行降压后，再提供给低噪声放大器。然而，本文提供的射频放大电路可由常用电池设备直接供电，适用性广。另外，虽然所提供的偏置电压提高，但由于并联结构使得射频放大电路中的静态偏置电流降低，因此，本文提供的射频放大电路的功耗也不会增加。

在一些实施例中，请继续参阅图6，第三共源放大电路531包括第三PMOS管Mp3，第三PMOS管Mp3采用二极管接法且工作在饱和区，其中，第三PMOS管Mp3的源极用于接收偏置电压，栅极电连接在第一节点50a，漏极电连接在第三节点50c。

第四共源放大电路532包括第三NMOS管Mn4，第三NMOS管Mn4采用二极管接法且工作在饱和区，其中，第三NMOS管Mn4的源极用于接地，栅极电连接在第二节点50b，漏极电连接在第三节点50c。

对于设置直流工作点时，由于第三PMOS管Mp3与第一PMOS管Mp1的共栅共源，因此，第三PMOS管Mp3与第一PMOS管Mp1的静态偏置电流成镜像关系。同理，第三NMOS管Mn4与第三NMOS管Mn3的静态偏置电流成镜像关系。

在一些实施例中，第一PMOS管Mp1与第二PMOS管Mp2相同，第一NMOS管Mn1与第二NMOS管Mn2相同。

在第一信号放大单元500中，第三PMOS管Mp3与第三NMOS管Mn4协同工作，根据第一差分放大信号-Δu1与第二差分放大信号-Δu2，再次反相放大和推挽输出射频放大信号Vout+。

在第二信号放大单元600中，第三PMOS管Mp3与第三NMOS管Mn4协同工作，根据第一差分放大信号Δu1与第二差分放大信号Δu2，再次反相放大和推挽输出射频放大信号Vout-。

在一些实施例中，请继续参阅图6，阻抗匹配电路54为阻值可调的反馈电阻Rfb，反馈电阻Rfb电连接在级联点50d与第三节点50c之间。在第一信号放大单元500或第二信号放大单元600中，设置直流工作点时，由于第三PMOS管Mp3与第一PMOS管Mp1呈镜像关系，第三NMOS管Mn4与第三NMOS管Mn3呈镜像关系，因此，第三PMOS管Mp3的静态偏置电流与第三NMOS管Mn4的静态偏置电流相等，反馈电阻Rfb的两端没有压降，从而令Vout+端或Vout-端的直流电压等于级联点的电压。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种射频放大电路，其特征在于，包括电路结构对称的第一信号放大单元与第二信号放大单元，用于放大形成差分输入的第一射频信号与第二射频信号，所述第一信号放大单元与所述第二信号放大单元输出的射频放大信号形成差分信号，其中，每个信号放大单元包括：

第一放大电路，用于分别放大所述第一射频信号与所述第二射频信号，在第一节点输出第一差分放大信号；

第二放大电路，与所述第一放大电路并联在级联点，用于分别放大所述第一射频信号与所述第二射频信号，在第二节点输出第二差分放大信号，所述第二差分放大信号与所述第一差分放大信号相同；

推挽放大电路，分别电连接在所述第一节点和所述第二节点，用于根据所述第一差分放大信号与所述第二差分放大信号，在第三节点放大输出所述射频放大信号；

所述第一放大电路与所述第二放大电路都为共源共栅电路结构，其中，所述第一放大电路包括：

第一共源放大电路；

第一共栅放大电路，与所述第一共源放大电路电连接在所述第一节点，所述推挽放大电路电连接在所述第一节点，且所述第一共栅放大电路与所述第二放大电路并联在所述级联点；

在所述第一信号放大单元的第一放大电路中，所述第一共源放大电路用于反相放大所述第一射频信号并以所述第一节点作为输出端，所述第一共栅放大电路用于同相放大所述第二射频信号并以所述第一节点作为输出端；

在所述第二信号放大单元的第一放大电路中，所述第一共源放大电路用于反相放大所述第二射频信号并以所述第一节点作为输出端，所述第一共栅放大电路用于同相放大所述第一射频信号并以所述第一节点作为输出端；

放大后的第一射频信号与放大后的第二射频信号形成所述第一差分放大信号。

2.根据权利要求1所述的射频放大电路，其特征在于，所述第一射频信号与所述第二射频信号形成的差分信号与所述第一差分放大信号或所述第二差分放大信号反相。

3.根据权利要求1所述的射频放大电路，其特征在于，所述射频放大信号与所述第一差分放大信号或所述第二差分放大信号反相。

4.根据权利要求1所述的射频放大电路，其特征在于，

所述第一共源放大电路包括第一PMOS管，所述第一PMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，所述第一PMOS管的源极用于接收偏置电压，漏极电连接在所述第一节点；

在所述第一信号放大单元的第一放大电路中，所述第一PMOS管的栅极用于耦合所述第一射频信号；

在所述第二信号放大单元的第一放大电路中，所述第一PMOS管的栅极用于耦合所述第二射频信号。

5.根据权利要求1所述的射频放大电路，其特征在于，

所述第一共栅放大电路包括第一NMOS管，所述第一NMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，在交流通路状态下，所述第一NMOS管的栅极接地，所述第一NMOS管的漏极电连接在所述第一节点；

在所述第一信号放大单元的第一放大电路中，所述第一NMOS管的源极用于耦合所述第二射频信号；

在所述第二信号放大单元的第一放大电路中，所述第一NMOS管的源极用于耦合所述第一射频信号。

6.根据权利要求1所述的射频放大电路，其特征在于，所述第二放大电路包括：

第二共源放大电路；

第二共栅放大电路，与所述第二共源放大电路电连接在所述第二节点，所述推挽放大电路电连接在所述第二节点，且所述第二共栅放大电路与所述第一放大电路并联在所述级联点；

在所述第一信号放大单元的第二放大电路中，所述第二共源放大电路用于反相放大所述第一射频信号并以所述第二节点作为输出端，所述第二共栅放大电路用于同相放大所述第二射频信号并以所述第二节点作为输出端；

在所述第二信号放大单元的第二放大电路中，所述第二共源放大电路用于反相放大所述第二射频信号并以所述第二节点作为输出端，所述第二共栅放大电路用于同相放大所述第一射频信号并以所述第二节点作为输出端；

放大后的第一射频信号与放大后的第二射频信号形成所述第二差分放大信号。

7.根据权利要求6所述的射频放大电路，其特征在于，

所述第二共源放大电路包括第二NMOS管，所述第二NMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，所述第二NMOS管的源极用于接地，漏极电连接在所述第二节点；

在所述第一信号放大单元的第二放大电路中，所述第二NMOS管的栅极用于耦合所述第一射频信号；

在所述第二信号放大单元的第二放大电路中，所述第二NMOS管的栅极用于耦合所述第二射频信号。

8.根据权利要求6所述的射频放大电路，其特征在于，

所述第二共栅放大电路包括第二PMOS管，所述第二PMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，在交流通路状态下，所述第二PMOS管的栅极用于接地，所述第二PMOS管的漏极电连接在所述第一节点；

在所述第一信号放大单元的第二放大电路中，所述第二PMOS管的源极用于耦合所述第二射频信号；

在所述第二信号放大单元的第二放大电路中，所述第二PMOS管的源极用于耦合所述第一射频信号。

9.根据权利要求1所述的射频放大电路，其特征在于，所述推挽放大电路包括第三共源放大电路与第四共源放大电路，所述第三共源放大电路与所述第四共源放大电路电连接在所述第三节点，且所述第三共源放大电路电连接在所述第一节点，所述第四共源放大电路电连接在所述第二节点，所述第三共源放大电路与所述第四共源放大电路在所述第三节点反相推挽输出所述射频放大信号。

10.根据权利要求9所述的射频放大电路，其特征在于，

所述第三共源放大电路的静态偏置电流与所述第一放大电路的静态偏置电流成镜像关系；

和/或，

所述第四共源放大电路的静态偏置电流与所述第二放大电路的静态偏置电流成镜像关系。

11.根据权利要求10所述的射频放大电路，其特征在于，所述第三共源放大电路包括第三PMOS管，所述第三PMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，所述第三PMOS管的源极用于接收偏置电压，栅极电连接在所述第一节点，漏极电连接在所述第三节点。

12.根据权利要求10所述的射频放大电路，其特征在于，所述第四共源放大电路包括第三NMOS管，所述第三NMOS管采用二极管接法且工作在饱和区，其中，所述第三NMOS管的源极用于接地，栅极电连接在所述第二节点，漏极电连接在所述第三节点。

13.根据权利要求1至12任一项所述的射频放大电路，其特征在于，还包括阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路电连接在所述级联点与所述第三节点之间，用于微调每个放大电路的输入阻抗。

14.一种射频前端接收电路，其特征在于，包括顺序电连接的：

如权利要求1至13任一项所述的射频放大电路；

混频器，与所述射频放大电路电连接，用于将所述射频放大信号与本地时钟进行混频，输出混频信号；以及

跨阻放大器，与所述混频器电连接，用于将所述混频信号进行转换输出。

15.一种无线通信设备，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项所述的射频放大电路。

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