CN114900142B - 一种放大器与无线电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种放大器与无线电子设备，涉及无线通信技术领域，该放大器包括共源共栅电路、偏置电路以及谐振网络电路，共源共栅电路分别与偏置电路、谐振网络电路电连接；其中，偏置电路用于为共源共栅电路提供偏置电压；共源共栅电路用于接收第一频带信号或第二频带信号，并对第一频带信号或第二频带信号进行放大；其中，第一频带信号与第二频带信号的频带不同；谐振网络电路用于选择频带中频点并控制放大信号的增益，并输出多个增益档位中任一档位的信号。本申请提供的放大器与无线电子设备具有可以选择不同增益档位进行放大，使用更加灵活的优点。

Description

一种放大器与无线电子设备

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种放大器与无线电子设备。

背景技术

随着人们对移动无线通信技术低功耗、低成本、广覆盖和宽连接的不断追求，LPWAN物联网应运而生。LPWAN与其它网络类型（WLAN、2/3/4/5G）都是通过基站或类似设备提供信号的，但是LPWAN的定位是完全不同，LPWAN强调的是低功耗，广覆盖，牺牲了速率。LPWAN物联网包括很多技术标准，目前比较主流的有：NB-IoT、LoRa、Sigfox、eMTC。NB-IoT就是其中的一种，全名是Narrow Band IoT，也就是窄带物联网。

LNA模块（低噪声放大器）是NB_IOT射频信号收发系统中的重要组成部分。低噪声、低功耗、高线性度、高增益是低噪声放大器设计的主流，其设计主要采用cascade（共源共栅）、CS（共源）和CG（共栅）等基本电路结构。

然而，现有技术中LNA模块的在增益放大上单一，导致其应用场景相对局限。

发明内容

本申请的目的在于提供一种放大器与无线电子设备，以解决现有技术中存在的LNA模块的在增益放大上单一的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种放大器，所述放大器包括共源共栅电路、偏置电路以及谐振网络电路，所述共源共栅电路分别与偏置电路、所述谐振网络电路电连接；其中，

所述偏置电路用于为所述共源共栅电路提供偏置电压；

所述共源共栅电路用于接收第一频带信号或第二频带信号，并对所述第一频带信号或所述第二频带信号进行放大；其中，所述第一频带信号与所述第二频带信号的频带不同；

所述谐振网络电路用于选择频带中频点并控制放大信号的增益，并输出多个增益档位中任一档位的信号。

可选地，所述偏置电路包括电流镜模块与偏置输出模块，所述电流镜模块与所述偏置输出模块电连接；其中；

所述电流镜模块用于接收基准电流，并将所述基准电流按比例输出至所述偏置输出模块；

所述偏置输出模块用于输出不同偏置电压。

可选地，所述电流镜模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，所述第一开关管的控制端与所述第二开关管的控制端互连，所述第一开关管与所述第二开关管的第一端均接地，且所述第一开关管的第二端用于输入基准电流，所述第一开关管的第二端与所述第一开关管的控制端互连，所述第二开关管的第二端与所述第三开关管的第一端电连接；

所述第三开关管的第一端还与所述第三开关管的控制端互连，所述第三开关管的控制端与所述第四开关管的控制端互连，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第二端、电源电连接，所述第四开关管的第一端还与所述偏置输出模块电连接。

可选地，所述偏置输出模块包括第一电阻、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第一偏置电压输出端口、第二偏置电压输出端口以及第三偏置电压输出端口；

所述第五开关管的第一端通过所述第一电阻与所述电流镜模块电连接，且所述第五开关管的第一端还与所述第六开关管的控制端电连接，所述第五开关管的控制端分别与所述第七开关管的第一端、所述电流镜模块电连接，所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第二端电连接；所述第六开关管的第二端接地；所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端电连接，所述第七开关管与所述第八开关管均用于接收增益控制信号，所述第八开关管的第二端接地；其中，

所述第一偏置电压输出端口与所述第六开关管的控制端电连接，所述第二偏置电压输出端口与所述第五开关管的控制端电连接，所述第三偏置电压输出端口连接于所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端之间。

可选地，所述共源共栅电路包括高频输入模块、低频输入模块以及传输模块，所述高频输入模块、所述低频输入模块均与所述传输模块电连接，所述传输模块还与所述谐振网络电路电连接；其中，

所述高频输入模块用于接收并放大第一频带信号；

所述低频输入模块用于接收并放大第二频带信号；

所述传输模块用于将所述第一频带信号或所述第二频带信号进行放大后传输至所述谐振网络电路。

可选地，所述高频输入模块与所述低频输入模块均包括开关管阵列、电容阵列以及输入开关管，所述的输入开关管的第一端接地，所述输入开关管的第二端与所述传输模块电连接，所述输入开关管的控制端通过与所述电容阵列电连接，所述电容阵列还通过所述开关管阵列接地；

所述高频输入模块的栅极用于接收第一频带信号、偏置电压以及高频控制信号；

所述低频输入模块的栅极用于接收第二频带信号、偏置电压以及低频控制信号。

可选地，所述共源共栅电路还包括旁路模块，所述旁路模块与所述高频输入模块、所述低频输入模块均电连接，且所述旁路模块还与电源电连接；

其中，所述旁路模块用于降低所述放大器的电压增益，并提供一级增益控制。

可选地，所述谐振网络电路包括增益控制模块、巴伦模块以及信号匹配模块，所述增益控制模块、巴伦模块以及信号匹配模块并联，且均连接于电源；其中，

所述巴伦模块用于将第一频带信号或第二频带信号转换为差分信号；

所述增益控制模块用于控制所述第一频带信号或第二频带信号的增益档位；

所述信号匹配模块用于对所述第一频带信号或第二频带信号进行补偿匹配，且所述巴伦模块与所述信号匹配模块用于选择频带中频点。

可选地，所述巴伦模块包括第九开关管、第十开关管、原边电感以及副边电感，所述第九开关管与所述第十开关管的第一端均连接于电源，第二端均与所述原边电感电连接，且第九开关管、第十开关管连接的原边电感的匝数不同；

所述副边电感用于输出差分信号；

所述第九开关管的控制端用于接收高频控制信号，所述第十开关管的控制端用于接收低频控制信号。

另一方面，本申请实施例还提供了一种无线电子设备，所述无线电子设备包括上述的放大器。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请提供了一种放大器与无线电子设备，该放大器包括共源共栅电路、偏置电路以及谐振网络电路，共源共栅电路分别与偏置电路、谐振网络电路电连接；其中，偏置电路用于为共源共栅电路提供偏置电压；共源共栅电路用于接收第一频带信号或第二频带信号，并对第一频带信号或第二频带信号进行放大；其中，第一频带信号与第二频带信号的频带不同；谐振网络电路用于控制放大信号的增益，并输出多个增益档位中任一档位的信号。一方面，由于本申请提供的共源共栅电路能够接收第一频带信号或第二频带信号，因此实现了双频复用的效果，使用更加灵活。另一方面，由于谐振网络电路能够控制信号的放大增益，因此可以选择不同的增益档位进行信号放大，使用更加灵活，应用场景更加广泛。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的放大器的模块示意图。

图2为本申请实施例提供的偏置电路的模块示意图。

图3为本申请实施例提供的偏置电路的电路示意图。

图4为本申请实施例提供的共源共栅电路的模块示意图。

图5为本申请实施例提供的共源共栅电路与谐振网络电路的电路示意图。

图6为本申请实施例提供的放大器封装后的引脚示意图。

图中：100-放大器；110-偏置电路；120-共源共栅电路；130-谐振网络电路；111-电流镜模块；112-偏置输出模块；121-高频输入模块；122-低频输入模块；123-传输模块；124-旁路模块；131-巴伦模块；132-增益控制模块；133-信号匹配模块；M1-第一开关管；M2-第二开关管；M3-第三开关管；M4-第四开关管；M5-第五开关管；M6-第六开关管；M7-第七开关管；M8-第八开关管；M9-第九开关管；M10-第十开关管；R1-第一电阻；VB1-第一偏置电压输出端口；VB2-第二偏置电压输出端口；VB3-第三偏置电压输出端口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

正如背景技术中所述，目前，放大器（LNA模块）仅能实现单一的增益，例如增益为3db，或者增益为8db等，在实际使用过程中局限性较大。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种放大器，通过谐振网络电路调节不同信号增益的方式，使得放大器的增益不再单一，使用更加灵活。

下面对本申请提供的放大器进行示例性说明：

作为一种可选的实现方式，请参阅图1，放大器100包括共源共栅电路120、偏置电路110以及谐振网络电路130，共源共栅电路120分别与偏置电路110、谐振网络电路130电连接；其中，偏置电路110用于为共源共栅电路120提供偏置电压；共源共栅电路120用于接收第一频带信号或第二频带信号，并对第一频带信号或第二频带信号进行放大；其中，第一频带信号与第二频带信号的频带不同；谐振网络电路130用于选择频带中频点并控制放大信号的增益，并输出多个增益档位中任一档位的信号。

由于本申请提供的共源共栅电路120能够接收第一频带信号或第二频带信号，因此实现了双频复用的效果，使用更加灵活。并且，由于谐振网络电路130能够控制信号的放大增益，因此可以选择不同的增益档位进行信号放大，使用更加灵活，应用场景更加广泛。

在一种可选的实现方式中，请参阅图2，偏置电路110包括电流镜模块111与偏置输出模块112，电流镜模块111与偏置输出模块112电连接；其中，电流镜模块111用于接收基准电流，并将基准电流按比例输出至偏置输出模块112；偏置输出模块112用于输出不同偏置电压。

作为一种实现方式，请参阅图3，电流镜模块111包括第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3以及第四开关管M4，第一开关管M1的控制端与第二开关管M2的控制端互连，第一开关管M1与第二开关管M2的第一端均接地，且第一开关管M1的第二端用于输入基准电流，第一开关管M1的第二端与控制端互连，第二开关管M2的第二端与第三开关管M3的第一端电连接；第三开关管M3的第一端还与控制端互连，第三开关管M3的控制端与第四开关管M4的控制端互连，第三开关管M3的第二端与第四开关管M4的第二端与电源电连接，第四开关管M4的第一端还与偏置输出模块112电连接。

其中，本申请所述的开关管，可以为N型管，也可以为P型管，并且，对开关管的种类也并不做限定，例如，可以使用MOS管，或者使用三极管、IGBT管、HEMT管等。

图3中以开关管为MOS管为例进行说明，其中，第一开关管M1与第二开关管M2均采用NMOS管，第三开关管M3与第四开关管M4均采用PMOS管，并共同构成电流镜结构。

其中，第一开关管M1的漏极连接Bandgap（内部带隙电压基准），Bandgap输出基准电流IREF1可以通过电流镜结构后输出至偏置输出模块112，并为共源共栅电路120提供偏置电压。

由图3可知，电流镜模块111中，第一开关管M1与第二开关管M2组成了一个电流镜，第三开关管M3与第四开关管M4组成了另一个电流镜，此时若设基准电流IREF1为I，则第二开关管M2的漏极电压为aI，其中，a为与第一开关管M1、第二开关管M2的宽长比关联的比例系数，同时，根据第三开关管M3与第四开关管M4组成的电流镜可知，第四开关管M4的漏极电流为abI，其中，b为与第三开关管M3、第四开关管M4的宽长比关联的比例系数。

因此，通过设置电流镜结构，可以将基准电流按照一定比例复制第四开关管M4的支路上，并且，通过控制第一开关管M1与第二开关管M2的宽长比、第三开关管M3与第四开关管M4的宽长比，可以调节输出至偏置输出模块112的电流大小。

其中，偏置输出模块112用于将电流转换为共源共栅电路120所需要的偏置电压。作为一种可选的实现方式，偏置输出模块112包括第一电阻R1、第五开关管M5、第六开关管M6、第七开关管M7、第八开关管M8、第一偏置电压输出端口VB1、第二偏置电压输出端口VB2以及第三偏置电压输出端口VB3；第五开关管M5的第一端通过第一电阻R1与电流镜模块111电连接，且第五开关管M5的第一端还与第六开关管M6的控制端电连接，第五开关管M5的控制端分别与第七开关管M7的第一端、电流镜模块111电连接，第五开关管M5的第二端与第六开关管M6的第二端电连接；第六开关管M6的第二端接地；第七开关管M7的第二端与第八开关管M8的第一端电连接，第七开关管M7与第八开关管M8均用于接收增益控制信号，第八开关管M8的第二端接地；其中，第一偏置电压输出端口VB1与第六开关管M6的控制端电连接，第二偏置电压输出端口VB2与第五开关管M5的控制端电连接，第三偏置电压输出端口VB3连接于第七开关管M7的第二端与第八开关管M8的第一端之间。

图3中，以第五开关管M5、第六开关管M6以及第八开关管M8为NMOS管，第七开关管M7为PMOS管为例进行说明。由图可知，在第四开关管M4的漏极支路由第四开关管M4、第五开关管M5、第六开关管M6以及第一电阻R1构成，第四开关管M4的漏极接第一电阻R1的一端和第五开关管M5的栅极，第五开关管M5的漏极接第一电阻R1的另一端和第六开关管M6的栅极，第五开关管M5的源极连接到第六开关管M6的漏极，且第六开关管M6的源极接地。

在此基础上，偏置输出模块112中设置了多个偏置电压输出端口，其中，增加或减小第六开关管M6的宽长比可以使第一偏置电压输出端口VB1、第二偏置电压输出端口VB2的电压同时减小或同时增加，变化的幅度基本一致。通过调节第五开关管M5的宽长比也可以有效地改变第二偏置电压输出端口VB2的电压值，且相比于第一偏置电压输出端口VB1的电压变化更明显。

当然地，通过改变第一电阻R1的阻值，也可以使电阻的压降发生变化，进而第一偏置电压输出端口VB1、第二偏置电压输出端口VB2的压差发生变化。

需要说明的是，针对第三偏置电压输出端口VB3，第七开关管M7与第八开关管M8的栅极均连接一增益控制信号GAIN1。第七开关管M7的源极连接到第二偏置电压输出端口VB2，第七开关管M7和第八开关管M8的栅极共同连接到增益控制信号GAIN1上，第七开关管M7和第八开关管M8的漏极共同连接到第三偏置电压输出端口VB3，第八开关管M8的源极接地。

当增益控制信号GAIN1置低电平时，第八开关管M8处于截止状态，第七开关管M7处于饱和导通状态，此时第三偏置电压输出端口VB3的电压近似等于第二偏置电压输出端口VB2的电压；当GAIN1置高电平时，第八开关管M8饱和导通而第七开关管M7截止开路，第三偏置电压输出端口VB3的电压近似接地，为GNDA电压。

可以理解地，由于在GAIN1置低电平时，第三偏置电压输出端口VB3的电压近似等于第二偏置电压输出端口VB2的电压，因此当调节第二偏置电压输出端口VB2的电压时，第三偏置电压输出端口VB3的电压也对应调节。

综上，本申请提供的偏置电路110中，可以通过调节第一电阻R1的阻值、第五开关管M5、第六开关管M6的宽长比以及镜像电流的大小，可以使第一偏置电压输出端口VB1、第二偏置电压输出端口VB2以及第三偏置电压输出端口VB3的偏置电压变化。一方面，通过设置多个偏置电压输出端口的方式，可以为共源共栅电路120提供不同的偏置电压。另一方面，通过调节不同的参数，可以对输出的偏置电压进行调节，进而为共源共栅电路120的灵活增益提供了条件。

作为一种实现方式，请参阅图4，共源共栅电路120包括高频输入模块121、低频输入模块122以及传输模块123，高频输入模块121、低频输入模块122均与传输模块123电连接，传输模块123还与谐振网络电路130电连接；其中，高频输入模块121用于接收并放大第一频带信号；低频输入模块122用于接收并放大第二频带信号；传输模块123用于将第一频带信号或第二频带信号进行放大后传输至谐振网络电路130。

其中，请参阅图5，高频输入模块121与低频输入模块122均包括开关管阵列、电容阵列以及输入开关管，输入开关管的第一端接地，输入开关管的第二端与传输模块123电连接，输入开关管的控制端通过与电容阵列电连接，电容阵列还通过开关管阵列接地；其中，高频输入模块121的栅极用于接收第一频带信号、偏置电压以及高频控制信号；低频输入模块122的栅极用于接收第二频带信号、偏置电压以及低频控制信号。

结合图5所示，高频输入模块121中的输入开关管M28与低频输入模块122中的输入开关管M27均为NMOS管，且其栅极分别接低频段RF_LB和高频段RF_HB的信号。并且，开关管M27与开关管M28均连接偏置输出模块112的第一偏置电压输出端口VB1，并且，在偏置电压的基础上，开关管M27与开关管M28的栅极还叠加有高低频段选通控制信号。其中，开关管M27的栅极叠加有低频控制信号SWL，开关管M28的栅极叠加有高频控制信号SWH，且高频控制信号SWH与低频控制信号SWL为一相反信号，例如，当低频控制信号SWL为高电平时，则高频控制信号SWH为低电平；当低频控制信号SWL为低电平时，则高频控制信号SWH为高电平，进而保证了共源共栅电路120可以接收两个不同频段的信号。

其中，电容阵列包括图示的C0~C3，电容阵列的一端分别与开关管M27与开关管M28的栅极连接，电容阵列的另一端接电容的开关管阵列M15~M18的漏极，开关管阵列的栅极接输入匹配电容阵列控制信号CAP0~CAP3，开关管阵列的源极共同连接到GNDA。

其中，电容阵列用于补偿外部匹配电路，减少外部元器件的使用，使工作的窄带频段匹配达到最佳，C0和C1在低频段、C2和C3在高频段。当然地，实际应用中，电容阵列可能包括更多的电容，例如在开关管M27与开关管M28的栅极，设置3个或5个电容并联组成的电容阵列。并且，通过设置开关管阵列M15~M18，可以灵活的控制接入电路中的电容数量，补偿效果更好。

并且，为了提高偏置电路110的可调节性，低频输入模块122中的电容阵列容值大于高频输入模块121中的电容阵列容值。

其中，本申请提供的传输模块123采用共栅放大电路，具有信号放大作用，且能够提供电路和反向隔离能力。作为一种实现方式，传输模块123包括开关管M11，开关管M11的源极与M9、M10的漏极相连，开关管M11的栅极与第二偏置电压输出端口VB2电连接，开关管M11的漏极与谐振网络电路130电连接。

此外，为了更好的实现增益调节，共源共栅电路120还包括旁路模块124，旁路模块124与高频输入模块121、低频输入模块122均电连接，且旁路模块124还与电源电连接。其中，旁路模块可以降低放大器的电压增益，并提供一级增益控制档位。即可以通过控制旁路模块导通或关断的方式，使得放大器在不同的增益档位，与谐振网络电路配合使用时，可以使放大器包括多个增益档位。

可选地，旁路模块124包括开关管M12，开关管M12的源极与M9、M10的漏极相连，开关管M12的栅极与第三偏置电压输出端口VB3电连接，开关管M12的漏极连接电源，结合图3所示，第三偏置电压输出端口VB3输出的偏置电压受增益信号GAIN1的控制，因此通过控制偏置电路110中的增益信号GAIN1，使第三偏置电压输出端口VB3获得VB2的电压或者对地为零，从而改变流过开关管M11支路的电流，减小放大器100的电压增益。并且，设置合适的负载电阻值和开关管M12的旁路电流值，可以将低噪声放大器100的增益控制在5dB。

结合图5所示，谐振网络电路130包括增益控制模块132、巴伦模块131以及信号匹配模块133，增益控制模块132、巴伦模块131以及信号匹配模块133并联，且均连接于电源；其中，巴伦模块131用于将第一频带信号或第二频带信号转换为差分信号；增益控制模块132用于控制第一频带信号或第二频带信号的增益档位；信号匹配模块133用于对第一频带信号或第二频带信号进行补偿匹配，且巴伦模块与信号匹配模块共用作用并选择频带中频点。

其中，巴伦模块131包括第九开关管M9、第十开关管M10、原边电感以及副边电感，第九开关管M9与第十开关管M10的第一端均连接于电源，第二端均与原边电感电连接，且第九开关管M9、第十开关管M10连接的原边电感的匝数不同；副边电感用于输出差分信号；第九开关管M9的控制端用于接收高频控制信号，第十开关管M10的控制端用于接收低频控制信号，其中，原边电感以及副边电感耦合。

如图5所述，巴伦模块131的原边线圈作为放大器100的负载接入到开关管M11所在的主路上，线圈的一端接开关管M11的漏极、中间抽头接栅极带SWH高频频段控制信号的第九开关管M9与第十开关管M10，其中，第九开关管M9与第十开关管M10采用NMOS管，则线圈的一端分别接第九开关管M9与第十开关管M10的源极，两个晶体管源极接电源VDDA，副边线圈的两端则直接作为差分输出端口RFOUTP和RFOUTN。

其中，增益控制模块132包括带增益开关控制开关管M13和开关管M14以及第二电阻R2和第三电阻R3。开关管M13的漏极与第二电阻R2的一端电连接，开关管M14的漏极与第三电阻R3的一端电连接，并且，第二电阻R2与第三电阻R3的另一端均与开关管M11的漏极电连接。并且，开关管M13和开关管M14的栅极分别用于接收增益信号GAIN0和GAIN2信号，通过GAIN0和GAIN2可以控制开关管M13和开关管M14的导通和截止，从而改变放大器100的负载阻抗以及放大器100的电压增益。

可选地，信号匹配模块133包括输出电容阵列C4~C11与对应的开关管阵列M19~M26，开关管阵列M19~M26由连接到栅极的CAP4~CAP11信号来控制，开关管阵列M19~M26的漏极与电源相连，源极与电容阵列C4~C11的一端电连接，电容阵列C4~C11的另一端与开关管M11的漏极电连接。其中，信号匹配模块133可以用于实现输出端的补偿匹配。

基于上述实现方式，本申请提供的放大器的工作原理为：

以双频段放大器的低频段支持的频率为460M~900M，高频段为1400M~2100M，灵活地处理和选择输入开关管、输入电容阵列、输出巴伦线圈和输出电容阵列可以使电路工作在需要的频点上。

外部输入的高低两个频带信号分别从开关管28和开关管27的栅极输入，栅极的直流偏置是叠加了反向的控制信号SWL和SWH的VB1，当SWL为置高电平，SWH为低电平时，开关管27的栅极获得偏置电压VB1、而开关管28的栅极的偏置为零器件不工作；当SWL为低电平，SWH为高电平时，开关管27的栅极偏置电压为零不工作，开关管28的栅极偏置电压为VB1，实现高低频段从不同开关管输入的选择。其次，输入电容阵列C0~C3通过带CAP0~CAP3控制信号的开关管M15~M18进行控制并用于补偿外部匹配电路，减少外部元器件的使用，使工作的窄带频段匹配达到最佳，C0和C1在低频段、C2和C3在高频段；输出电容阵列C4~C11通过带CAP4~CAP11控制信号的开关管M19~M26进行控制其导通与关断。

当电路接收低频带信号时，巴伦电感的控制信号SWL为高电平，SWH为低电平，开关管M10导通而开关管M9截止，巴伦的原边电感以高感值的方式接入电路充当放大器负载的一部分，与输出电容阵列C4~C11共同作用并谐振在工作的窄带频带内；当电路接收高频带信号时，开关管M9导通开关管M10截止使巴伦原边电感以小感值的方式和输出电容阵列谐振，为放大器提供一个较高的负载阻抗，提高放大器的跨导并降低噪声系数，同时，使用巴伦电感作为放大器的负载可以提高放大器的输出电压摆幅，有效地提升放大器的抗阻塞性能和线性度等指标。

此外，本申请提供的放大器，可以产生多种方式控制放大器的增益，使其产生各级增益的同时使电路的噪声最优。通过改变增益信号GAIN0和GAIN2可以使开关管M13和M14导通和截止，从而改变放大器的负载阻抗以及放大器的电压增益；通过控制偏置电路中的增益信号GAIN1，使第三偏置电压输出端口获得第二偏置电压输出端口的电压或者对地为零，从而改变流过开关管M12支路的电流，减小放大器的电压增益。因此，放大器的各个模块配合使用下，使放大器可以包括多个增益挡位，在使用过程中可以灵活选用其中任一档位进行信号输出。

例如，当旁路模块124导通时，增益挡位为第一档，当旁路模块124关断时，增益挡位为第二档，当开关管M13和M14导通时，增益挡位为第三档…，在此基础上，当需要放大器的增益当为第二档时，则对应控制旁路模块123关断即刻。

在一种实现方式中，本申请提供的放大器的增益可以提供23dB/18dB/13dB/8dB的4个增益档位，当然地，根据实际需求的不同，还可能设置更多的增益档位，在此不做限定。

如图6所示，上述的放大器也可以集成于一芯片中，图6出了该放大器芯片的管脚示意图。

基于上述实现方式，本申请实施例还提供了一种无线电子设备，该无线电子设备包括上述放大器。

综上所述，本申请提供了一种放大器与无线电子设备，该放大器包括共源共栅电路、偏置电路以及谐振网络电路，共源共栅电路分别与偏置电路、谐振网络电路电连接；其中，偏置电路用于为共源共栅电路提供偏置电压；共源共栅电路用于接收第一频带信号或第二频带信号，并对第一频带信号或第二频带信号进行放大；其中，第一频带信号与第二频带信号的频带不同；谐振网络电路用于控制放大信号的增益，并输出多个增益档位中任一档位的信号。一方面，由于本申请提供的共源共栅电路能够接收第一频带信号或第二频带信号，因此实现了双频复用的效果，使用更加灵活。另一方面，由于谐振网络电路能够控制信号的放大增益，因此可以选择不同的增益档位进行信号放大，使用更加灵活，应用场景更加广泛。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种放大器，其特征在于，所述放大器包括共源共栅电路、偏置电路以及谐振网络电路，所述共源共栅电路分别与偏置电路、所述谐振网络电路电连接；其中，

所述偏置电路用于为所述共源共栅电路提供偏置电压；所述共源共栅电路用于接收第一频带信号或第二频带信号，并对所述第一频带信号或所述第二频带信号进行放大；其中，所述第一频带信号与所述第二频带信号的频带不同；

所述谐振网络电路用于选择频带中频点并控制放大信号的增益，并输出多个增益档位中任一档位的信号；

所述共源共栅电路包括高频输入模块、低频输入模块以及传输模块，所述高频输入模块、所述低频输入模块均与所述传输模块电连接，所述传输模块还与所述谐振网络电路电连接；其中，所述高频输入模块用于接收并放大第一频带信号；所述低频输入模块用于接收并放大第二频带信号；所述传输模块用于将所述第一频带信号或所述第二频带信号进行放大后传输至所述谐振网络电路；

所述高频输入模块与所述低频输入模块均包括开关管阵列、电容阵列以及输入开关管，所述输入开关管的第一端接地，所述输入开关管的第二端与所述传输模块电连接，所述输入开关管的控制端通过与所述电容阵列电连接，所述电容阵列还通过所述开关管阵列接地；所述高频输入模块的栅极用于接收第一频带信号、偏置电压以及高频控制信号；所述低频输入模块的栅极用于接收第二频带信号、偏置电压以及低频控制信号；

所述谐振网络电路包括增益控制模块、巴伦模块以及信号匹配模块，所述增益控制模块、巴伦模块以及信号匹配模块并联，且均连接于电源；其中，

所述巴伦模块用于将第一频带信号或第二频带信号转换为差分信号；

所述增益控制模块用于控制所述第一频带信号或第二频带信号的增益档位；

所述信号匹配模块用于对所述第一频带信号或第二频带信号进行补偿匹配，且所述巴伦模块与所述信号匹配模块用于选择频带中频点；

所述巴伦模块包括第九开关管、第十开关管、原边电感以及副边电感，所述第九开关管与所述第十开关管的第一端均连接于电源，第二端均与所述原边电感电连接，且第九开关管、第十开关管连接的原边电感的匝数不同；

所述副边电感用于输出差分信号；

所述第九开关管的控制端用于接收高频控制信号，所述第十开关管的控制端用于接收低频控制信号；巴伦模块的原边线圈作为放大器的负载接入到主路上，线圈中间抽头接栅极带高频频段控制信号的第九开关管与第十开关管；

所述信号匹配模块包括输出电容阵列与对应的开关管阵列，开关管阵列由连接到栅极的信号来控制，开关管阵列的漏极与电源相连，源极与电容阵列的一端电连接。

2.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述偏置电路包括电流镜模块与偏置输出模块，所述电流镜模块与所述偏置输出模块电连接；其中；

所述电流镜模块用于接收基准电流，并将所述基准电流按比例输出至所述偏置输出模块；

所述偏置输出模块用于输出不同偏置电压。

3.如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述电流镜模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，所述第一开关管的控制端与所述第二开关管的控制端互连，所述第一开关管与所述第二开关管的第一端均接地，且所述第一开关管的第二端用于输入基准电流，所述第一开关管的第二端与所述第一开关管的控制端互连，所述第二开关管的第二端与所述第三开关管的第一端电连接；所述第三开关管的第一端还与所述第三开关管的控制端互连，所述第三开关管的控制端与所述第四开关管的控制端互连，所述第三开关管的第二端与所述第四开关管的第二端、电源电连接，所述第四开关管的第一端还与所述偏置输出模块电连接。

4.如权利要求2所述的放大器，其特征在于，所述偏置输出模块包括第一电阻、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第一偏置电压输出端口、第二偏置电压输出端口以及第三偏置电压输出端口；所述第五开关管的第一端通过所述第一电阻与所述电流镜模块电连接，且所述第五开关管的第一端还与所述第六开关管的控制端电连接，所述第五开关管的控制端分别与所述第七开关管的第一端、所述电流镜模块电连接，所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第二端电连接；所述第六开关管的第二端接地；所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端电连接，所述第七开关管与所述第八开关管均用于接收增益控制信号，所述第八开关管的第二端接地；其中，

所述第一偏置电压输出端口与所述第六开关管的控制端电连接，所述第二偏置电压输出端口与所述第五开关管的控制端电连接，所述第三偏置电压输出端口连接于所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端之间。

5.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述共源共栅电路还包括旁路模块，所述旁路模块与所述高频输入模块、所述低频输入模块均电连接，且所述旁路模块还与电源电连接；

其中，所述旁路模块用于降低所述放大器的电压增益，并提供一级增益控制。

6.一种无线电子设备，其特征在于，所述无线电子设备包括如权利要求1至5任一项所述的放大器。

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