專利名稱：邏輯低噪聲放大器及其放大控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到低噪聲放大器，更具體的說，涉及到邏輯低噪聲放大器及其放大控制方法，其中通過將自動(dòng)增益控制(AGC)檢波器輸出的直流(DC)輸入電平與參考電平比較以輸出逆信號(hào)(inverse signal)的施密特觸發(fā)器電路的滯后特性，對(duì)于經(jīng)天線輸入的所有強(qiáng)、弱電場RF(射頻)信號(hào)，RF放大器的增益能夠被控制。
背景技術(shù)：
通常，由于衰減和噪聲的影響，RF接收端接收的無線電波具有非常低的功率級(jí)。因此，RF接收端需要對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行放大的步驟。
然而，當(dāng)接收的信號(hào)被放大時(shí)，由于包括在接收的信號(hào)中的外部噪聲，噪聲信號(hào)和期望信號(hào)都被放大。因此，RF接收端需要在放大接收的信號(hào)時(shí)最小化噪聲的功能。
為了在RF接收端滿足當(dāng)放大接收的信號(hào)時(shí)最小化噪聲的功能，已經(jīng)開發(fā)了一種低噪聲放大器(LNA)。該低噪聲放大器被設(shè)計(jì)為通過調(diào)整操作點(diǎn)(operation point)和匹配點(diǎn)(matching point)而具有低噪聲系數(shù)。
決定任何整個(gè)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)的最重要的因素是系統(tǒng)初始?jí)K的噪聲系數(shù)值。這是因?yàn)楫?dāng)初始?jí)K的噪聲系數(shù)小且增益大時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)得到最大地提高。因此，作為接收端的初始單元，低噪聲放大器具有重要作用。
采用現(xiàn)有技術(shù)的低噪聲放大器的RF接收器包括晶體管和偏壓電路，如圖1所示。
詳細(xì)地說，該RF接收器包括僅放大經(jīng)天線ANT感應(yīng)的信號(hào)中的RF信號(hào)的低噪聲放大器1；調(diào)諧并輸出低噪聲放大器1輸出的RF信號(hào)中所需的波段信號(hào)的輸入調(diào)諧器2；根據(jù)外部輸入的DC電壓大小，放大輸入調(diào)諧器輸出的RF信號(hào)的RF放大器3；對(duì)RF放大器3輸出的RF信號(hào)進(jìn)行二次調(diào)諧并輸出的RF調(diào)諧器4；將外部輸入的振蕩頻率與RF調(diào)諧器4的RF信號(hào)混合以輸出IF信號(hào)的混頻器5；產(chǎn)生振蕩頻率以將產(chǎn)生的頻率傳送到混頻器5的本地振蕩器6；對(duì)混頻器5輸出的IF信號(hào)進(jìn)行放大并輸出的IF放大器7；以及將IF放大器7輸出的IF信號(hào)的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為DC電壓并輸出轉(zhuǎn)換的DC電壓以控制RF放大器3的增益的AGC檢波器8。
然而，現(xiàn)有技術(shù)的RF接收器根據(jù)接收的信號(hào)的電場強(qiáng)度來控制RF放大器的增益以實(shí)現(xiàn)平滑接收，但是具有窄操作帶寬的缺點(diǎn)。也就是說，現(xiàn)有技術(shù)的低噪聲放大器僅對(duì)弱電場信號(hào)和強(qiáng)電場信號(hào)中的一個(gè)實(shí)現(xiàn)期望的操作，而不滿足RF接收器要求的對(duì)所有弱電場信號(hào)和強(qiáng)電場信號(hào)的操作。
換句話說，現(xiàn)有技術(shù)的低噪聲放大器具有這樣的缺點(diǎn)因?yàn)橛糜诮邮盏碾妶鰪?qiáng)度的范圍有限，所以難以同時(shí)對(duì)弱電場信號(hào)和強(qiáng)電場信號(hào)實(shí)現(xiàn)期望的操作。
特別地，現(xiàn)有技術(shù)的低噪聲放大器具有這樣的缺點(diǎn)由于低噪聲放大器的互調(diào)制特性，當(dāng)復(fù)合信號(hào)輸入時(shí)接收更加困難。
為了解決上述缺點(diǎn)，低噪聲放大器極需要控制RF接收器的放大增益，并且對(duì)感應(yīng)到天線的更寬電場強(qiáng)度范圍的RF信號(hào)具有恒定的接收性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種充分消除由現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)造成的一個(gè)或多個(gè)問題的邏輯低噪聲放大器及其放大控制方法。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種對(duì)較寬電場強(qiáng)度范圍的RF信號(hào)具有一致操作的邏輯低噪聲放大器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種邏輯低噪聲放大器，通過利用施密特觸發(fā)器電路的滯后特性和輸入施密特觸發(fā)器電路的AGC電壓，該邏輯低噪聲放大器對(duì)弱電場信號(hào)和強(qiáng)電場信號(hào)穩(wěn)定操作以使得經(jīng)低噪聲放大電路單元放大的弱電場信號(hào)通過及使得低噪聲放大電路單元關(guān)閉且強(qiáng)電場信號(hào)迂回到轉(zhuǎn)接電路單元，從而具有惟一通路特性。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種利用施密特觸發(fā)器電路的滯后特性的低噪聲放大器的放大控制方法。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢(shì)將在下文被描述，并且部分在說明書中是顯而易見的，或可從本發(fā)明的實(shí)例中了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)勢(shì)將通過說明書及其權(quán)利要求和附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)被實(shí)現(xiàn)及獲得。
根據(jù)本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)的RF接收器相比，對(duì)更寬電場強(qiáng)度范圍的RF信號(hào)操作穩(wěn)定。另外，對(duì)弱電場信號(hào)，本發(fā)明具有與低噪聲放大電路單元的增益特性相同的良好選擇性，以及由于對(duì)強(qiáng)電場信號(hào)的更佳的AGC衰減特性而具有更好的選擇性。
另外，本發(fā)明的低噪聲放大器能夠允許RF接收器控制放大并且當(dāng)其用于RF接收器如調(diào)諧器時(shí)具有穩(wěn)定的接收性能。


本發(fā)明其他的特征和優(yōu)勢(shì)將在下文的詳細(xì)說明和附圖中得到理解，其中圖1為包括傳統(tǒng)低噪聲放大器的RF接收器結(jié)構(gòu)的框圖；圖2為包括根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的RF接收器結(jié)構(gòu)的框圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器結(jié)構(gòu)的電路圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的滯后特性曲線的曲線圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的滯后曲線，以及包括根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的RF接收器的操作特性的曲線圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的特性和通路特性增益的曲線圖；以及圖7為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的RF接收器的放大控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例將結(jié)合附圖被詳細(xì)說明。
圖2為包括根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的RF接收器結(jié)構(gòu)的框圖。
具有根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的RF接收器包括僅放大經(jīng)天線ANT感應(yīng)的信號(hào)中的RF信號(hào)的低噪聲放大器100；調(diào)諧并輸出低噪聲放大器100輸出的RF信號(hào)中所需波段信號(hào)的輸入調(diào)諧器101；由AGC檢波器107輸出的DC電壓控制并放大輸入調(diào)諧器101輸出的RF信號(hào)的RF放大器102；對(duì)RF放大器102輸出的RF信號(hào)進(jìn)行二次調(diào)諧并輸出的RF調(diào)諧器103；將外部輸入的振蕩頻率與RF調(diào)諧器103的RF信號(hào)混合以輸出IF信號(hào)的混頻器104；產(chǎn)生振蕩頻率以將產(chǎn)生的頻率傳送到混頻器104的本地振蕩器105；對(duì)混頻器104輸出的IF信號(hào)進(jìn)行放大并輸出的IF放大器106；用于將IF放大器106輸出的IF信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為DC電壓并輸出轉(zhuǎn)換的DC電壓以控制RF放大器102的增益，及控制施密特觸發(fā)器電路單元110的輸出的AGC檢波器107。
參照?qǐng)D1和圖2，包括現(xiàn)有技術(shù)的低噪聲放大器的RF接收器與包括本發(fā)明的低噪聲放大器的RF接收器進(jìn)行如下比較。
如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)的RF接收器中，AGC檢波器8輸出的DC電壓值輸入到RF放大器3以控制RF放大器3的增益。
然而，如圖2所示，在本發(fā)明的RF接收器中，AGC檢波器107輸出的DC電壓值同時(shí)輸入到RF放大器102和施密特觸發(fā)器電路單元110。
施密特觸發(fā)器電路單元110輸出轉(zhuǎn)換控制電壓，用于控制經(jīng)天線ANT接收的RF信號(hào)是利用低噪聲放大電路單元120放大，還是RF信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)接電路單元130迂回以直接輸入到輸入調(diào)諧器101。也就是說，施密特觸發(fā)器電路單元110控制RF信號(hào)是否被放大。
詳細(xì)地說，包括在施密特觸發(fā)器電路單元110中的邏輯集成電路(IC)111根據(jù)AGC檢波器107輸出的DC電壓值，輸出用于控制第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的轉(zhuǎn)換控制電壓。
由轉(zhuǎn)換控制電壓打開/關(guān)閉的第一晶體管的轉(zhuǎn)換(switching)通過確定經(jīng)天線ANT接收的RF信號(hào)是在低噪聲放大電路單元120處被放大還是迂回通過轉(zhuǎn)接電路單元130來控制RF放大器的增益。
圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器100的結(jié)構(gòu)的電路圖。
本發(fā)明的低噪聲放大器100包括施密特觸發(fā)器電路單元110，低噪聲放大單元120，以及轉(zhuǎn)接電路單元130。
在下文中，本發(fā)明的低噪聲放大器的結(jié)構(gòu)將結(jié)合圖3和圖4被詳細(xì)說明。
首先，施密特觸發(fā)器電路單元110包括邏輯IC111和第一晶體管Q1。
施密特觸發(fā)器電路單元110根據(jù)AGC檢波器107輸出的DC電壓值輸出轉(zhuǎn)換控制電壓。
轉(zhuǎn)換控制電壓在經(jīng)天線ANT接收的RF信號(hào)為弱電場信號(hào)的情況下使低噪聲放大電路單元120工作，從而放大接收的RF信號(hào)，并且轉(zhuǎn)換控制電壓在RF信號(hào)為強(qiáng)電場信號(hào)的情況下使轉(zhuǎn)接電路單元130工作，從而將接收的RF信號(hào)迂回到輸入調(diào)諧器。
輸入端連接到AGC檢波器的輸出端的邏輯IC111根據(jù)參考電平與經(jīng)輸入端輸入的DC輸入電平的比較結(jié)果輸出高/低電平轉(zhuǎn)換控制電壓。
這里，在邏輯IC111的參考電平中，輸出高電平轉(zhuǎn)換控制電壓時(shí)的參考電平VT-與輸出低電平轉(zhuǎn)換控制電壓時(shí)的參考電平VT+不同，并且輸出低電平轉(zhuǎn)換控制電壓時(shí)的參考電平VT+高于輸出高電平轉(zhuǎn)換控制電壓時(shí)的參考電平VT-。另外，邏輯IC111輸出的轉(zhuǎn)換控制電壓應(yīng)具有滯后特性，如圖4所示。
參照?qǐng)D4進(jìn)行詳細(xì)說明，當(dāng)由AGC檢波器輸出并輸入到邏輯IC111的DC輸入值Vi大于參考電平VT+時(shí)，邏輯IC111輸出低電平轉(zhuǎn)換控制電壓。另外，當(dāng)DC電壓值Vi小于參考電平VT-時(shí)，邏輯IC111輸出高電平轉(zhuǎn)換控制電壓。
這時(shí)，輸出低電平轉(zhuǎn)換控制電壓時(shí)的參考電平VT+應(yīng)高于輸出高電平轉(zhuǎn)換控制電壓時(shí)的參考電平VT-。也就是說，參考電平VT+應(yīng)高于參考電平VT-。在這一條件被滿足的情況下，邏輯IC111的輸出表現(xiàn)出圖4所示的滯后特性。
換句話說，當(dāng)輸入到邏輯IC111的DC電壓值Vi下降到參考電平VT-以下時(shí)，邏輯IC111的輸出電壓Vo為高狀態(tài)。反之，當(dāng)輸入邏輯IC111的DC電壓值Vi逐漸升高到參考電平VT+以上時(shí)，邏輯IC111的輸出電壓Vo為低狀態(tài)。
邏輯IC111的一個(gè)輸出端連接到第一晶體管Q1的基極(base)和發(fā)射極(emitter)。另外，第一晶體管Q1的集電極(collector)接地。
同時(shí)，第一晶體管Q1根據(jù)邏輯IC111的轉(zhuǎn)換控制電壓來轉(zhuǎn)換。
詳細(xì)地說，如果輸入到邏輯IC111的DC電壓值升高，邏輯IC111在其輸出端輸出低電平轉(zhuǎn)換控制電壓，第一晶體管Q1被關(guān)閉。
反之，如果輸入邏輯IC111的DC電壓值下降，邏輯IC111在其輸出端輸出高電平轉(zhuǎn)換控制電壓，第一晶體管Q1被打開。
其次，將說明低噪聲放大電路單元120。
當(dāng)輸入弱電場信號(hào)時(shí)，低噪聲放大電路單元120根據(jù)施密特觸發(fā)器電路單元110輸出的轉(zhuǎn)換控制電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以放大經(jīng)天線接收的RF信號(hào)并通過串聯(lián)在天線和輸入調(diào)諧器之間的第一路徑輸出放大的RF信號(hào)。
低噪聲放大電路單元包括第二晶體管Q2，第一二極管D1和第二二極管D2。
第二晶體管Q2為場效應(yīng)管(FET)，其柵極(gate)和漏極(drain)分別連接到第一路徑并且其源極(source)接地。另外，第二晶體管Q2的柵極和漏極分別與第一晶體管Q1的發(fā)射極并聯(lián)，并且根據(jù)第一晶體管Q1的轉(zhuǎn)換來工作以對(duì)經(jīng)天線ANT輸入的RF信號(hào)進(jìn)行放大并輸出。
第一二極管D1連接在天線ANT和第二晶體管Q2的柵極之間。詳細(xì)地說，第一二極管D1的負(fù)極連接到天線ANT，正極連接到第二晶體管Q2的柵極。
同時(shí)，第二二極管D2連接在第二晶體管Q2的漏極和輸入調(diào)諧器101之間。詳細(xì)地說，第二二極管D2的負(fù)極連接到輸入調(diào)諧器，正極連接到第二晶體管Q2的漏極。
再次，將說明轉(zhuǎn)接電路單元130的結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)接電路單元130由第三二極管D3和第四二極管D4組成。
第三二極管D3連接在第二路徑和邏輯IC111的連接節(jié)點(diǎn)(a)之間。詳細(xì)地說，第三二極管D3的負(fù)極連接到第二路徑，正極連接到連接節(jié)點(diǎn)(a)。
另外，第四二極管D4連接在邏輯IC111的連接節(jié)點(diǎn)(a)和輸入調(diào)諧器之間。詳細(xì)地說，第四二極管D4的負(fù)極連接到輸入調(diào)諧器，正極連接到邏輯IC111的連接節(jié)點(diǎn)(a)。
第三二極管D3和第四二極管D4由根據(jù)邏輯IC111的轉(zhuǎn)換控制電壓打開/關(guān)閉的第一晶體管Q1來轉(zhuǎn)換。
沒有被說明的附圖標(biāo)記C1到C4表示電容，L1和L2表示電感，而R1到R6表示電阻。
在下文中，本發(fā)明的低噪聲放大器的操作將被詳細(xì)說明。
首先，如果由AGC檢波器輸出并輸入到邏輯IC的DC電壓值升高，從施密特觸發(fā)器電路單元110的邏輯IC111輸出低電平轉(zhuǎn)換控制電壓。該低電平轉(zhuǎn)換控制電壓使施密特觸發(fā)器電路單元110的第一晶體管Q1關(guān)閉。
此時(shí)，低電平電壓施加到第三二極管D3和第四二極管D4的正極。這使第三二極管D3和第四二極管D4關(guān)閉，并且使第二路徑打開。
與此同時(shí)，如果第一晶體管Q1被關(guān)閉，高電平DC電壓施加到第二晶體管Q2的柵極和漏極。于是，由于第二晶體管Q2被打開并且同時(shí)高電平電壓分別施加到第一二極管D1和第二二極管D2的正極，第一二極管D1和第二二極管D2被打開從而短接第一路徑。
因此，在經(jīng)天線ANT輸入的信號(hào)經(jīng)第一路徑輸入并經(jīng)第一二極管D1在第二晶體管Q2處被放大后，放大的信號(hào)經(jīng)第二二極管D2輸入到輸入調(diào)諧器101。
反之，如果由AGC檢波器輸出并輸入到邏輯IC的DC電壓值下降，邏輯IC111輸出高電平轉(zhuǎn)換控制電壓。該高電平轉(zhuǎn)換控制電壓使施密特觸發(fā)器電路單元110的第一晶體管Q1打開。
此時(shí)，高電平電壓施加到第三二極管D3和第四二極管D4的正極。這使第三二極管D3和第四二極管D4被打開并且使第二路徑被短接。
與此同時(shí)，如果第一晶體管Q1被打開，低電平DC電壓施加到第二晶體管Q2的柵極和漏極。于是，由于第二晶體管Q2被關(guān)閉并且同時(shí)低電平電壓分別施加到第一二極管D1和第二二極管D2的正極，第一二極管D1和第二二極管D2被關(guān)閉，從而打開第一路徑。
因此，經(jīng)天線ANT輸入的信號(hào)經(jīng)第二路徑通過第三二極管D3和第四二極管D4輸入到輸入調(diào)諧器101。
這時(shí)，邏輯IC111的轉(zhuǎn)換控制電壓，如圖4所示，遵循滯后特性曲線，其中當(dāng)輸入的DC電壓下降到VT-以下時(shí)，輸出電壓Vo為高電平，反之當(dāng)輸入的DC電壓逐漸升高到VT+以上時(shí)，輸出電壓Vo為低電平。
在下文中，根據(jù)低噪聲放大器的開/關(guān)狀態(tài)來控制包括本發(fā)明的低噪聲放大器的RF接收器的操作特性的過程將結(jié)合圖5和圖6被說明。
圖5為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的滯后曲線，以及包括根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的RF接收器的操作特性的曲線圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的低噪聲放大器的特性和通路特性增益的曲線圖。
在圖5中，實(shí)線表示現(xiàn)有技術(shù)的RF接收器的AGC衰減曲線，而虛線表示包括本發(fā)明的低噪聲放大器的RF接收器的AGC衰減曲線。
在圖5的滯后曲線中，如果Vi上升至VT+，輸出電壓Vo下降為低電平。另外，由于第一晶體管Q1被關(guān)閉從而使電流不流動(dòng)，DC偏壓施加到第二晶體管Q2以放大輸入信號(hào)。這時(shí)，第一二極管D1和第二二極管D2被打開，而第三二極管D3和第四二極管D4被關(guān)閉。
反之，如果Vi下降至VT-，輸出電壓Vo為高電平以便第一晶體管Q1被打開并且電流流向第一晶體管Q1的發(fā)射極。因此，DC偏壓不施加到第二晶體管Q2從而關(guān)閉第二晶體管Q2。
現(xiàn)有技術(shù)的RF接收器的AGC衰減曲線具有約0-50dB的衰減，如圖5實(shí)線所示。相反地，本發(fā)明的RF接收器具有由施密特觸發(fā)器電路的滯后曲線特性導(dǎo)致的雙倍衰減，如圖中虛線所示。
詳細(xì)地說，如果AGC檢波器107輸出的DC電壓值Vi下降到參考電平VT-以下，低噪聲放大電路單元120被關(guān)閉。在低噪聲放大電路單元120被關(guān)閉的情況下，通過低噪聲放大器的信號(hào)僅有約3dB的衰減特性，如圖6所示。因此，AGC檢波器107檢測到的信號(hào)強(qiáng)度被弱化，并且AGC檢波器107輸出的DC電壓值升高。
換句話說，類似當(dāng)強(qiáng)電場信號(hào)輸入時(shí)，在AGC檢波器輸出的DC電壓值下降到參考電平VT-以下的情況下，DC電壓值再次升高以便本發(fā)明的低噪聲放大器即使對(duì)于強(qiáng)電場的RF信號(hào)也能夠穩(wěn)定工作。
以相同的方式，如果AGC檢波器107輸出的DC電壓值Vi上升到參考電平VT+以上，低噪聲放大電路單元120被打開。在低噪聲放大電路單元120被打開的情況下，通過低噪聲放大器的信號(hào)具有放大特性，如圖6所示。因此，AGC檢波器107檢測到的信號(hào)強(qiáng)度被加強(qiáng)，并且AGC檢波器107輸出的DC電壓值下降。
換句話說，類似當(dāng)弱電場信號(hào)輸入時(shí)，在AGC檢波器107輸出的DC電壓值升高到參考電平VT+以上的情況下，DC電壓值再次下降以便本發(fā)明的低噪聲放大器即使對(duì)于具有較弱電場的RF信號(hào)也能夠穩(wěn)定工作。
因此，衰減幅度增加差不多一個(gè)復(fù)制域(duplicated region)，并且圖5表示當(dāng)衰減大于70dB時(shí)的情況。
這里，參考電平VT+和VT-能夠被改變以控制衰減幅度。
如圖6所示，當(dāng)經(jīng)天線輸入的RF信號(hào)為強(qiáng)電場信號(hào)時(shí)，第二晶體管Q2被關(guān)閉，并且輸入的RF信號(hào)經(jīng)第二路徑輸入到輸入調(diào)諧器。因此，強(qiáng)電場RF信號(hào)僅具有第一二極管D1和第二二極管D2的電阻系列(RS)值的恒定的衰減特性(約為3dB)。
然而，當(dāng)經(jīng)天線輸入的RF信號(hào)為弱電場信號(hào)時(shí)，第二晶體管Q2被打開，并且輸入的RF信號(hào)經(jīng)第一路徑輸入到低噪聲放大電路單元120。因此，弱電場RF信號(hào)被低噪聲放大電路單元120的增益值放大。
根據(jù)上文，當(dāng)弱電場信號(hào)輸入時(shí)，本發(fā)明的低噪聲放大器具有與低噪聲放大器的增益特性相同的良好選擇性；當(dāng)強(qiáng)電場信號(hào)輸入時(shí)，通過通路衰減特性而具有改進(jìn)的AGC衰減特性和更好的選擇性。
因此，由于滯后曲線特性是邏輯IC111的輸出特性，本發(fā)明的低噪聲放大器根據(jù)滯后區(qū)的變化，在RF接收器的RF放大器的增益特性上不同，以通過邏輯低噪聲放大器開關(guān)狀態(tài)的增益差使得增益即使在強(qiáng)電場或弱電場的情況下得到控制。
另外，使得RF接收器正常工作的RF信號(hào)工作區(qū)域被加寬。換句話說，用于正常工作的RF信號(hào)電場強(qiáng)度范圍被加寬。
在下文中，RF接收器的放大控制方法將參照?qǐng)D7被說明。
在根據(jù)本發(fā)明的RF接收器的放大控制方法中，RF接收器包括具有低噪聲放大電路單元的低噪聲放大器，輸入調(diào)諧器，放大器以及檢波器。
本發(fā)明的低噪聲放大器的放大控制方法包括第一步，檢查低噪聲放大電路單元的開/關(guān)狀態(tài)(S100)；第二步，若第一步(S100)的檢查結(jié)果為低噪聲放大電路單元被打開，則比較AGC電壓VAGC和用于關(guān)閉低噪聲放大電路單元的參考電平VT-(S200)，若第一步(S100)的檢查結(jié)果為低噪聲放大電路單元被關(guān)閉，則比較AGC電壓VAGC和用于打開低噪聲放大電路單元的參考電平VT+(S300)；第三步，根據(jù)第二步的檢查結(jié)果(S200)(S300)，維持低噪聲放大電路單元的當(dāng)前開/關(guān)狀態(tài)(S210)(S310)或反轉(zhuǎn)低噪聲放大電路單元的當(dāng)前開/關(guān)狀態(tài)(S240)(S340)。
詳細(xì)地說，首先，低噪聲放大器LNA的開/關(guān)狀態(tài)被檢查(S100)。也就是說，檢查低噪聲放大器是處于使得接收RF信號(hào)被放大的開狀態(tài)，還是處于使得接收的RF信號(hào)不經(jīng)放大就通過的關(guān)狀態(tài)。
若步驟(S100)的檢查結(jié)果為低噪聲放大器LNA處于開狀態(tài)，AGC檢波器輸出的AGC電壓與用于關(guān)閉低噪聲放大電路單元的參考電平VT-比較(S200)。
若步驟(S200)的檢查結(jié)果為AGC電壓大于用于關(guān)閉低噪聲放大器的參考電平VT-，當(dāng)前狀態(tài)，也就是，低噪聲放大器的開狀態(tài)被維持(S210)，并且接收的RF信號(hào)被低噪聲放大器放大(S220)。
另外，若步驟(S200)的檢查結(jié)果為AGC電壓小于用于關(guān)閉低噪聲放大器的參考電平VT-，用于關(guān)閉低噪聲放大器的轉(zhuǎn)換控制輸出L被輸出(S230)，低噪聲放大器被轉(zhuǎn)換控制輸出L關(guān)閉(S240)，并且接收的RF信號(hào)不經(jīng)放大就通過。
同時(shí)，若低噪聲放大器LNA的開/關(guān)狀態(tài)檢查結(jié)果(S100)為低噪聲放大器LNA處于關(guān)狀態(tài)，AGC檢波器輸出的AGC電壓與用于打開低噪聲放大電路單元的參考電平VT+比較(S300)。
若步驟(S300)的檢查結(jié)果為AGC電壓小于用于打開低噪聲放大器的參考電平VT+，當(dāng)前狀態(tài)，也就是，低噪聲放大器的關(guān)狀態(tài)被維持(S310)，并且接收的RF信號(hào)不經(jīng)放大就通過(S320)。
另外，若步驟(S300)的檢查結(jié)果為AGC電壓大于用于打開低噪聲放大器的參考電平VT+，用于打開低噪聲放大器的轉(zhuǎn)換控制輸出H被輸出(S330)，低噪聲放大器被轉(zhuǎn)換控制輸出H打開(S340)，并且接收的RF信號(hào)被放大(S350)。
上述RF接收器的放大控制方法利用施密特觸發(fā)器電路的滯后特性變化和AGC檢波器輸出的DC電壓，以操作低噪聲放大器。
換句話說，該低噪聲放大器被打開以放大接收的弱電場信號(hào)，并且低噪聲放大器被關(guān)閉以允許強(qiáng)電場信號(hào)不經(jīng)放大就通過。
這樣得到與在打開/關(guān)閉低噪聲放大器時(shí)的增益差一樣多的AGC衰減，以便本發(fā)明的低噪聲放大器能夠穩(wěn)定地工作并對(duì)電場強(qiáng)度范圍具有高選擇性。
工業(yè)應(yīng)用如上所述，在本發(fā)明的邏輯低噪聲放大器和放大控制方法中，能夠獲得具有寬電場強(qiáng)度范圍的RF信號(hào)的穩(wěn)定工作。特別當(dāng)強(qiáng)電場信號(hào)和弱電場信號(hào)輸入時(shí)，RF接收器的增益能夠被控制以便RF信號(hào)的更寬范圍具有最佳接收選擇性。
盡管本發(fā)明是結(jié)合其優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述和說明的，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是其中作出的各種修改和改變不脫離出本發(fā)明的宗旨和范圍。因此，本發(fā)明旨在包括在本發(fā)明的附加權(quán)利要求及同等意義的范圍內(nèi)的修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種低噪聲放大器，用于包括有天線、輸入調(diào)諧器、放大器和檢波器的RF接收器，該低噪聲放大器包括根據(jù)RF信號(hào)的電場強(qiáng)度來控制RF信號(hào)的放大的RF放大控制電路單元；在RF放大控制電路單元的控制下，放大RF信號(hào)的低噪聲放大電路單元；以及在RF放大控制電路單元的控制下，使得RF信號(hào)通過的轉(zhuǎn)接電路單元。
2.如權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述RF放大控制電路單元將由檢波器輸出的輸入電平與參考電平比較，以選擇性地使得低噪聲放大電路單元或轉(zhuǎn)接電路單元工作。
3.如權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述低噪聲放大電路單元在RF放大控制電路單元的控制下被轉(zhuǎn)換，并且當(dāng)弱電場信號(hào)輸入時(shí)，對(duì)由天線輸入的RF信號(hào)進(jìn)行放大和輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接電路單元在RF放大控制電路單元的控制下被轉(zhuǎn)換，并且當(dāng)強(qiáng)電場信號(hào)輸入時(shí)，使得由天線輸入的RF信號(hào)通過。
5.如權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述RF放大控制電路單元包括比較由檢波器輸出端輸出的輸入電平和參考電平以輸出高/低電平信號(hào)的邏輯IC(集成電路)。
6.如權(quán)利要求5所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述RF放大控制電路單元還包括連接到邏輯IC，根據(jù)邏輯IC的輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的開關(guān)單元。
7.如權(quán)利要求6所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述開關(guān)單元為基極和發(fā)射極連接到邏輯IC的輸出端，集電極接地的晶體管。
8.如權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述RF放大控制電路單元包括用于比較由檢波器輸出的輸入電平和參考電平以輸出高/低電平信號(hào)的邏輯IC，并且使得輸出高電平信號(hào)時(shí)的參考電平與低電平信號(hào)時(shí)的參考電平不同，及使得輸出低電平信號(hào)時(shí)的參考電平高于輸出高電平信號(hào)時(shí)的參考電平，以便邏輯IC的參考電平具有滯后特性。
9.如權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述低噪聲放大電路單元包括對(duì)由天線輸入的RF信號(hào)進(jìn)行放大并輸出的放大單元；連接在天線和放大單元之間的第一二極管；以及連接在放大單元和輸入調(diào)諧器之間的第二二極管。
10.如權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接電路單元包括與低噪聲放大電路單元并聯(lián)并連接到天線的第一二極管；和連接在第一二極管和輸入調(diào)諧器之間的第二二極管。
11.一種邏輯低噪聲放大器，包括根據(jù)RF信號(hào)的電場強(qiáng)度來控制RF信號(hào)放大的RF放大控制電路單元；在RF放大控制電路單元的控制下，放大RF信號(hào)的低噪聲放大電路單元；以及在RF放大控制電路單元的控制下，使得RF信號(hào)通過的轉(zhuǎn)接電路單元。
12.如權(quán)利要求11所述的邏輯低噪聲放大器，其特征在于，所述RF放大控制電路單元還包括邏輯IC，和與該邏輯IC相連接的開關(guān)單元。
13.如權(quán)利要求11所述的邏輯低噪聲放大器，其特征在于，所述低噪聲放大電路單元還包括放大單元、連接在天線和放大單元之間的第一二極管，以及連接在放大單元和輸入調(diào)諧器之間的第二二極管。
14.如權(quán)利要求11所述的邏輯低噪聲放大器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接電路單元還包括與低噪聲放大電路單元并聯(lián)并與天線連接的第一二極管；和連接在第一二極管和輸入調(diào)諧器之間的第二二極管。
15.如權(quán)利要求11所述的邏輯低噪聲放大器，其特征在于，所述RF放大控制電路單元包括邏輯IC和與該邏輯IC相連接的開關(guān)單元，并且其中，所述低噪聲放大電路單元還包括放大單元、連接在天線和放大單元之間的第一二極管，以及連接在放大單元和輸入調(diào)諧器之間的第二二極管，及其中，所述轉(zhuǎn)接電路單元與低噪聲放大單元并聯(lián)，并且還包括與天線相連接的第三二極管和連接在第三二極管和輸入調(diào)諧器之間的第四二極管。
16.一種具有低噪聲放大器的RF接收器的控制方法，該低噪聲放大器包括低噪聲放大電路單元、輸入調(diào)諧器、放大器和檢波器，該控制方法包括第一步，檢查低噪聲放大電路單元的開/關(guān)狀態(tài)；第二步，若第一步的檢查結(jié)果為低噪聲放大電路單元處于開狀態(tài)，比較控制電壓和用于關(guān)閉低噪聲放大電路單元的參考電平，若低噪聲放大電路單元處于關(guān)狀態(tài)，比較控制電壓和用于打開低噪聲放大電路單元的參考電平；以及第三步，根據(jù)第二步的檢查結(jié)果，選擇RF信號(hào)是放大還是通過。
17.如權(quán)利要求16所述的控制方法，還包括，若第一步的檢查結(jié)果為低噪聲放大電路單元處于開狀態(tài)并且第二步的檢查結(jié)果為控制電壓大于用于關(guān)閉低噪聲放大電路單元的參考電平，那么維持當(dāng)前狀態(tài)并放大RF信號(hào)的步驟。
18.如權(quán)利要求16所述的控制方法，還包括，若第一步的檢查結(jié)果為低噪聲放大電路單元處于開狀態(tài)并且第二步的檢查結(jié)果為控制電壓小于用于關(guān)閉低噪聲放大電路單元的參考電平，那么輸出用于關(guān)閉低噪聲放大電路單元的轉(zhuǎn)換控制并使得RF信號(hào)通過的步驟。
19.如權(quán)利要求16所述的控制方法，還包括，若第一步的檢查結(jié)果為低噪聲放大電路單元處于關(guān)狀態(tài)并且第二步的檢查結(jié)果為控制電壓小于用于打開低噪聲放大電路單元的參考電平，那么維持當(dāng)前狀態(tài)并使得RF信號(hào)通過的步驟。
20.如權(quán)利要求16所述的控制方法，還包括，若第一步的檢查結(jié)果為低噪聲放大電路單元處于關(guān)狀態(tài)并且第二步的檢查結(jié)果為控制電壓大于用于打開低噪聲放大電路單元的參考電平，那么輸出用于打開低噪聲放大電路單元的轉(zhuǎn)換控制并放大RF信號(hào)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及邏輯低噪聲放大器及其放大控制方法。該低噪聲放大器包括根據(jù)RF信號(hào)的電場強(qiáng)度來控制RF信號(hào)的放大的RF放大控制電路單元；在RF放大控制電路單元的控制下，放大RF信號(hào)的低噪聲放大電路單元；以及在RF放大控制電路單元的控制下，使得RF信號(hào)通過的轉(zhuǎn)接電路單元。
文檔編號(hào)H03F3/193GK1698265SQ200480000179
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月22日
發(fā)明者金容圭 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司