CN113328706A

CN113328706A - 一种反馈网络及低噪声放大器

Info

Publication number: CN113328706A
Application number: CN202110650433.1A
Authority: CN
Inventors: 谭佳青; 徐建辉
Original assignee: Xi'an Borui Jixin Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Borui Jixin Xi'an Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2021-08-31
Anticipated expiration: 2041-06-10
Also published as: CN113328706B

Abstract

本申请实施例公开了一种反馈网络，反馈网络包括：第一电容、放大器单元、第三电容和第二电阻；其中，上述第一电容的第一端与输入端连接，上述第一电容的第二端与放大器单元的第一端连接，该放大器单元的第二端与第三电容的第一端连接，该第三电容的第二端与第二电阻连接，该第二电阻的第二端与输出端连接。上述反馈网络还包括第三电阻和第四电阻；第三电阻的第一端与第三电容的第二端、第二电阻的第一端连接，第三电阻的第二端接地；第四电阻的第一端和第二电阻的第二端、输出端连接，第四电阻的第二端接地。

Description

一种反馈网络及低噪声放大器

技术领域

本申请实施例涉及电器元件技术领域，尤其涉及一种反馈网络及低噪声放大器。

背景技术

通常，在射频前端接收系统中，低噪声放大器实现对天线端接收微弱信号的放大处理，在低噪声放大器设计中输入端通过噪声匹配实现单元优良的噪声系数指标。射频前端设计中，第一级的高增益可以降低后级器件噪声系数对整体链路噪声系数的影响，但是在大动态的应用中第一级的高增益在输入信号功率较高的情形下会造成低噪声放大器线性度剧烈恶化。

在无线电子对抗的应用中，在工作频率邻近频点存在强干扰信号时，高增益的低噪声放大器会工作在非线性状态，功率偏低的工作频点信号增益迅速降低，造成整机接收灵敏度指标恶化。

发明内容

本申请实施例提供一种反馈网络及低噪声放大器，可以解决高增益的低噪声放大器会工作在非线性状态，功率偏低的工作频点信号增益迅速降低，造成整机接收灵敏度指标恶化的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种反馈网络，反馈网络包括：第一电容、放大器单元、第三电容和第二电阻；其中，上述第一电容的第一端与输入端连接，上述第一电容的第二端与放大器单元的第一端连接，该放大器单元的第二端与第三电容的第一端连接，该第三电容的第二端与第二电阻连接，该第二电阻的第二端与输出端连接。

可选地，本申请实施例中，上述反馈网络还包括第三电阻和第四电阻；第三电阻的第一端与第三电容的第二端、第二电阻的第一端连接，第三电阻的第二端接地；第四电阻的第一端和第二电阻的第二端、输出端连接，第四电阻的第二端接地。

可选地，本申请实施例中，上述反馈网络还包括第一电感，第一电感的第一端与供电连接，第一电感的第二端与放大器单元的第二端、第三电容的第一端连接。

可选地，本申请实施例中，上述放大器单元包括：放大器、第二电容和第一电阻。

可选地，本申请实施例中，上述放大器的第一端与第一电容的第二端连接，放大器的第二端与第三电容连接。

可选地，本申请实施例中，上述第二电容的第一端与第一电容的第二端、放大器的第一端连接，第二电容的第二端与第一电容的第一端连接，第一电阻的第二端与放大器的第二端、第三电容的第一端连接。

本申请实施例的第二方面，提供一种低噪声放大器，低噪声放大器包括如第一方面所述的反馈网络。

在本申请实施例中，反馈网络，反馈网络包括：第一电容、放大器单元、第三电容和第二电阻；其中，上述第一电容的第一端与输入端连接，上述第一电容的第二端与放大器单元的第一端连接，该放大器单元的第二端与第三电容的第一端连接，该第三电容的第二端与第二电阻连接，该第二电阻的第二端与输出端连接。采用该方案可实现将通用的高增益前端低噪声放大器增益降低7-8dB并不显著恶化其它射频指标。在30MHz-1GHz内实现波动不大于0.3Db的优异的频率响应特性，适用于对接收机抗干扰能力有较高指标要求的大动态低噪声放大器优化。

附图说明

图1为本申请实施例提供的反馈网络的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的反馈网络的结构示意图之二；

图3为本申请实施例提供的反馈网络的结构示意图之三；

图4为本申请实施例提供的反馈网络的结构示意图之四；

图5为本申请实施例提供的反馈网络的传输函数分析示意图；

图6为相关技术中宽带放大器的频率响应示意图；

图7为相关技术中的反馈网络的频率响应示意图；

图8为本申请实施例提供的低噪声放大器的频率响应示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一电容和第二电容等是用于区别不同的介质层，而不是用于描述介质层的特定顺序。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个元件是指两个元件或两个以上元件。

本文中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，显示面板和/或背光，可以表示：单独存在显示面板，同时存在显示面板和背光，单独存在背光这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如输入/输出表示输入或者输出。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例提供一种反馈网络，反馈网络包括：第一电容、放大器单元、第三电容和第二电阻；其中，上述第一电容的第一端与输入端连接，上述第一电容的第二端与放大器单元的第一端连接，该放大器单元的第二端与第三电容的第一端连接，该第三电容的第二端与第二电阻连接，该第二电阻的第二端与输出端连接。采用该方案可实现将通用的高增益前端反馈网络增益降低7-8dB并不显著恶化其它射频指标。在30MHz-1GHz内实现波动不大于0.3Db的优异的频率响应特性，适用于对接收机抗干扰能力有较高指标要求的大动态反馈网络优化。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种反馈网络进行详细地说明。

图1示出了本申请实施例提供的一种反馈网络的结构示意图。如图1所示，反馈网络，反馈网络包括：第一电容C1、放大器单元、第三电容C3和第二电阻R2；其中，上述第一电容C1的第一端与输入端连接，上述第一电容C1的第二端与放大器单元的第一端连接，该放大器单元的第二端与第三电容C3的第一端连接，该第三电容C3的第二端与第二电阻R2连接，该第二电阻R2的第二端与输出端连接。

可选地，本申请实施例中，结合图1，如图2所示，上述反馈网络还包括第三电阻R3和第四电阻R4；第三电阻R3的第一端与第三电容C3的第二端、第二电阻R2的第一端连接，第三电阻R3的第二端接地；第四电阻R4的第一端和第二电阻R2的第二端、输出端连接，第四电阻R4的第二端接地。

可选地，本申请实施例中，结合图2，如图3所示，上述反馈网络还包括第一电感L1，第一电感L1的第一端与供电连接，第一电感L1的第二端与放大器单元的第二端、第三电容C3的第一端连接。

可选地，本申请实施例中，结合图3，如图4所示，上述放大器单元包括：放大器U1、第二电容C2和第一电阻R1。

可选地，本申请实施例中，上述放大器U1的第一端与第一电容C1的第二端连接，放大器U1的第二端与第三电容C3连接。

可选地，本申请实施例中，上述第二电容C2的第一端与第一电容C1的第二端、放大器U1的第一端连接，第二电容C2的第二端与第一电容C1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与放大器U1的第二端、第三电容C3的第一端连接。

本申请实施例中，为了降低反馈网络的增益，该方案采用负反馈结构结合固定衰减器的方法降低射频前端反馈网络的增益，采用反馈方案可有效降低放大器的整体增益，提高放大器输入P1dB压缩功率值。

在该方案设计中，反馈结构连接放大器输入端与输出端口，输入与输出端口的隔直电容位于反馈结构外侧，反馈网络设计中需包含电容器以避免输入与输出端口直流静态偏置馈通。

结合图4和图5，上面图中放大器输入与输出端口的反馈网络以一定反馈系数将输出端口信号传输至输入端口，定义输入端口变量X，输出端口变量为Y，输入与输出端口引入反馈网络后传输函数变为：

Y/X＝A₁/(1+KA₁)

在图4、图5中，C2与R1构成反馈网络，为了在低频点处30MHz到1GHz频率范围内有足够的反馈系数，C2的典型值需要高于100pF以上。由于100pF以上的电容在微波单片集成电路设计中较难实现，故此方案适用于在芯片应用系统中应用。在30MHz-1GHz的应用中采用此方法，R1电阻值越大反馈网络的反馈系数越小会额外造成噪声系数的恶化。

为了实现将高增益的通用低噪声放大器应用于满足抗干扰的接收系统中，本发明给出一种采用反馈设计的方法结合输出端口连接PI形衰减器。采用此结构可显著降低前端增益，随着输入与输出端口连接反馈网络后，器件输出端口驻波特性可能被恶化，输出端口连接2dB左右的固定值衰减器可优化器件的驻波特性，结合图6-8所示，其中图6是宽带放大器的频率响应，图7是反馈网络的频率响应，图8是采用反馈方案后的频率响应。

目前业界通用工业级低噪声放大器通常在2.5GHz以下表现为递减的频率特性，应用于系统中时传输线也通常表现为传输系数幅度频率响应特性递减，采用此针对大动态低噪声放大器的应用需求，可采用此方案优化整体的频率响应特性。根据上面得出的反馈系统的传输函数，反馈系数增大时整体的传输系数相应降低。本方案在实际应用中可对反馈网络的频率响应特性进行调整，以得到电路整体优异的频率响应平坦度。

经过验证，采用该方案可实现将通用的高增益前端低噪声放大器增益降低7-8dB并不显著恶化其它射频指标。在30MHz-1GHz内实现波动不大于0.3Db的优异的频率响应特性，适用于对接收机抗干扰能力有较高指标要求的大动态低噪声放大器优化。

在本申请实施例中，反馈网络，反馈网络包括：第一电容C1、放大器单元、第三电容C3和第二电阻R2；其中，上述第一电容C1的第一端与输入端连接，上述第一电容C1的第二端与放大器单元的第一端连接，该放大器单元的第二端与第三电容C3的第一端连接，该第三电容C3的第二端与第二电阻R2连接，该第二电阻R2的第二端与输出端连接。采用该方案可实现将通用的高增益前端低噪声放大器增益降低7-8dB并不显著恶化其它射频指标。在30MHz-1GHz内实现波动不大于0.3Db的优异的频率响应特性，适用于对接收机抗干扰能力有较高指标要求的大动态低噪声放大器优化。

本申请实施例还提供一种低噪声放大器，低噪声放大器包括如上述实施例所述的反馈网络。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims

1.一种反馈网络，其特征在于，所述反馈网络包括：第一电容、放大器单元、第三电容和第二电阻；

其中，所述第一电容的第一端与输入端连接，所述第一电容的第二端与所述放大器单元的第一端连接，所述放大器单元的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第二电阻连接，所述第二电阻的第二端与所述输出端连接。

2.根据权利要求1所述的反馈网络，其特征在于，所述反馈网络还包括第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻的第一端与所述第三电容的第二端、所述第二电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地；所述第四电阻的第一端和所述第二电阻的第二端、输出端连接，所述第四电阻的第二端接地。

3.根据权利要求1所述的反馈网络，其特征在于，所述反馈网络还包括第一电感，所述第一电感的第一端与供电连接，所述第一电感的第二端与所述放大器单元的第二端、所述第三电容的第一端连接。

4.根据权利要求1所述的反馈网络，其特征在于，所述放大器单元包括：放大器、第二电容和第一电阻。

5.根据权利要求4所述的反馈网络，其特征在于，所述放大器的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述放大器的第二端与所述第三电容连接。

6.根据权利要求4所述的反馈网络，其特征在于，所述第二电容的第一端与所述第一电容的第二端、所述放大器的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述放大器的第二端、所述第三电容的第一端连接。

7.一种低噪声放大器，其特征在于，所述低噪声放大器包括如权利要求1至6中任一项所述的反馈网络。