CN212875744U - 一种超宽带低噪声放大器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超宽带低噪声放大器电路，其特征在于，包括集成电路U1；基极偏置电感L1连接集成电路U1的偏置参考电压Vbisa和射频输入引脚RFin之间，集电极偏置电感L2连接集成电路U1的射频输出引脚RFout和供电引脚Vcc之间；基极偏置电感L1与电容C1构成输入端T型偏置器，集电极偏置电感L2与电容C4构成输出端T型偏置器；T型偏置器连接信号输入端INPUT；输出端T型偏置器连接衰减器U2，衰减器U2经由隔直电容C5与信号输出端OUTPUT相连。本实用新型提出一种低噪声放大器，在输入级实现噪声匹配和功率匹配，不仅能达到低噪声放大器最小噪声系数NFmin而且实现功率的最大传输。

Description

一种超宽带低噪声放大器电路

技术领域

本实用新型涉及一种超宽带的低噪声放大器电路。

背景技术

低噪声放大器需要放大接收到的弱信号，要求自身产生的噪声尽量小，除了低噪声性能之外，低噪声还必须有足够的增益，来抑制接收机后续其他单元的噪声对接收机的影响。低噪声放大器包括有源器件，分别控制输入阻抗和输出阻抗的匹配网络，另外包括直流偏置网络。

在进行输入匹配设计时，将信号源与芯片输入阻抗进行共轭匹配，可以获得最大功率传输，从而获得最大增益，相应的为达到最小噪声系数，必须将信号源匹配到芯片的噪声最优源阻抗，便可以使放大器达到最佳的噪声性能。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种应用在超宽带集成电路中的低噪声放大器，可以在输入级实现最小噪声系数和最大增益传输。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种超宽带低噪声放大器电路，其特征在于，包括作为有源偏置的低噪声放大器的集成电路U1；基极偏置电感L1连接集成电路U1的偏置参考电压Vbisa和射频输入引脚RFin之间，集电极偏置电感L2连接集成电路U1的射频输出引脚RFout和供电引脚Vcc之间；基极偏置电感L1与电容C1构成输入端T型偏置器，集电极偏置电感L2与电容C4构成输出端T型偏置器；

T型偏置器连接信号输入端INPUT；

输出端T型偏置器连接衰减器U2，衰减器U2经由隔直电容C5与信号输出端OUTPUT相连。

优选地，所述衰减器U2使用3个表面贴装电阻或使用固定值射频衰减器。

优选地，所述集成电路U1的调节引脚Adj与供电引脚Vcc之间连接有串联的电阻R1及电位器RP1。

优选地，所述集电极偏置电感L2及所述电容C4的一端连接所述集成电路U1的射频输出引脚RFout；所述电容C4的另一端连接所述衰减器U2；所述集电极偏置电感L2另一端连接所述集成电路U1的供电引脚Vcc以及并联的电容C2与电容C3，电容C2与电容C3接地。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1)本实用新型提出一种低噪声放大器，在输入级实现噪声匹配和功率匹配，不仅能达到低噪声放大器最小噪声系数NFmin而且实现功率的最大传输；

2)本实用新型可以通过合理的选择外部电阻阻值调整合适的功率增益范围；

3)本实用新型提出的设计方法简单，能够被设计者很容易掌握并应用在集成电路设计中。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实用新型提供的一种超宽带的低噪声放大器用集成电路工艺实现，将有源和无源器件组合实现低噪声放大器的设计，在输入级实现噪声匹配和功率匹配的设计。

如图1所示，本实用新型提出的一种超宽带的低噪声放大器电路包括：集成电路U1(本实施例中为LNA芯片)作为有源偏置的低噪声放大器，基极偏置电感L1连接集成电路U1的偏置参考电压Vbisa和射频输入引脚RFin之间。电容C1和基极偏置电感L1组成一个输入端T型偏置器(Bias-T)，将高频RF信号加上一个DC偏置信号，其中一端作为隔直电容与信号源INPUT相连，另一端与集成电路U1射频输入引脚RFin相连。Bias-T的DC端口由一个馈电电感(即基极偏置电感L1)组成，用于添加直流偏置，防止RF端口的交流信号泄露到供电系统，理想条件下，DC端不会对射频端信号造成任何影响。Bias-T的RF端口由一个阻挡电容(即电容C1)组成，用于通过信号输入端INPUT输入射频信号，同时可以阻挡偏置端口的直流电压。RF&DC端口连接到设备，该设备可以同时看到直流偏置电压和射频信号。如果Bias-T内部器件选择超宽带、接近理想化、没有谐振点的高频电感和电容，那么当Bias-T用于设置某些电子元件的直流偏置点时，不会干扰其他元件。

电源开/关是通过集成电路U1的引脚Vctrl的高低电平来控制。通过使用外部电阻R1、电位器RP1，可以增加预置电流。通过调整电位器RP1大小，可以调整增加的预置电流(2.1mA-10mA)，进而调整输出增益。当省略外部电阻时，通过内部集成偏置来调整。

集电极偏置电感L2连接集成电路U1的射频输出引脚RFout和引脚Vcc之间，电容C4和集电极偏置电感L2组成一个输出端T型偏置器。输出端T型偏置器的一端与集成电路U1的射频输出引脚RFout相连，另一端与衰减器U2相连。隔直电容C5一端与衰减器U2输出端相连，另一端与信号输出端OUTPUT相连，连接到接收器。交流耦合被用来去除信号中的直流分量。可以根据信道频率和所使用的特定放大器来提供10-30db的增益区域。这种增益大小可能会使接收机在天线的高接收信号电平下饱和，因此为了防止这种情况发生，通常在LNA输出和接收机输入之间包含衰减器U2，在大多数情况下，当使用外部LNA时，将有必要在LNA之后添加一个RF衰减器，以避免向接收机提供过高的电平信号。这主要适用在当发射机和接收机距离非常接近时。衰减器U2可以通过使用3个表面贴装电阻，或使用现成的固定值射频衰减器来实现。

基极电压和集电极电压通过外部电感L1和基极偏置电感L1施加到各自的引脚RFin和RFout上。集电极电流IC由施加在引脚RFin上的外部基电压VB控制，而不是由集成偏置参考电压Vbias控制。VC控制引脚RFout处的集电极电压。

在设计外部LNA方案时，应满足以下标准：整个接收机的噪声系数需要降低，LNA电路设计时应给出最低的噪声系数。

超宽带的射频信号和带宽的频率相对较高，因此必须特别注意射频元器件的布局。如果要避免性能的显著降低，必须非常注意阻抗匹配和避免不连续性,使用尽可能短的连线，以便提供连续的50Ω匹配。

Claims (4)

1.一种超宽带低噪声放大器电路，其特征在于，包括作为有源偏置的低噪声放大器的集成电路U1；基极偏置电感L1连接集成电路U1的偏置参考电压Vbisa和射频输入引脚RFin之间，集电极偏置电感L2连接集成电路U1的射频输出引脚RFout和供电引脚Vcc之间；基极偏置电感L1与电容C1构成输入端T型偏置器，集电极偏置电感L2与电容C4构成输出端T型偏置器；

T型偏置器连接信号输入端INPUT；

输出端T型偏置器连接衰减器U2，衰减器U2经由隔直电容C5与信号输出端OUTPUT相连。

2.如权利要求1所述的一种超宽带低噪声放大器电路，其特征在于，所述衰减器U2使用3个表面贴装电阻或使用固定值射频衰减器。

3.如权利要求1所述的一种超宽带低噪声放大器电路，其特征在于，所述集成电路U1的调节引脚Adj与供电引脚Vcc之间连接有串联的电阻R1及电位器RP1。

4.如权利要求1所述的一种超宽带低噪声放大器电路，其特征在于，所述集电极偏置电感L2及所述电容C4的一端连接所述集成电路U1的射频输出引脚RFout；所述电容C4的另一端连接所述衰减器U2；所述集电极偏置电感L2另一端连接所述集成电路U1的供电引脚Vcc以及并联的电容C2与电容C3，电容C2与电容C3接地。

Images