低噪聲放大器及gnss系統(tǒng)接收機(jī)前端的射頻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低噪聲放大器，包括濾波模塊、信號(hào)匹配模塊、放大模塊、干擾抑制模塊及輸出選頻模塊，濾波模塊輸出端連接信號(hào)匹配模塊輸入端，信號(hào)匹配模塊輸出端連接放大模塊輸入端，放大模塊輸出端連接干擾抑制模塊輸入端，放大模塊輸出端連接輸出選頻模塊輸入端，輸出選頻模塊輸出端輸出信號(hào)，干擾抑制模塊對(duì)于有用信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配減少反射損耗，對(duì)干擾信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗衰減抑制，通過選頻模塊完成信號(hào)輸出。該低噪聲放大器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好、功耗低、整體芯片面積小，實(shí)現(xiàn)射頻前端板級(jí)無SAW濾波器,降低系統(tǒng)應(yīng)用成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【專利說明】低噪聲放大器及GNSS系統(tǒng)接收機(jī)前端的射頻系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種具有低噪聲的放大器及帶外干擾抑制的GNSS系統(tǒng)接收機(jī)如端的射頻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前GNSS無線通信產(chǎn)品，基本上均采用板級(jí)SAW濾波器，濾除其他通信系統(tǒng)強(qiáng)發(fā)射干擾，如GSM/WCDMA/LTE等發(fā)射/接收干擾，但是SAW濾波器的價(jià)格高，占用面積大，BOM價(jià)格高，如果能在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)GSM發(fā)射/接收干擾抑制，就可以實(shí)現(xiàn)射頻前端板級(jí)無SAW濾波器系統(tǒng)方案。采用SAW濾波器功耗高、芯片性能低、芯片面積大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種在GNSS無線通信系統(tǒng)中取消使用高成本的SAW濾波器，降低芯片面積和功耗，提高芯片性能，設(shè)計(jì)一種自帶干擾抑制低噪聲放大器與混頻器、跨阻放大器來實(shí)現(xiàn)射頻前端板級(jí)無SAW濾波器系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種低噪聲的放大器，該放大器包括濾波模塊、信號(hào)匹配模塊、放大模塊、干擾抑制模塊及輸出選頻模塊，所述濾波模塊輸出端連接所述信號(hào)匹配模塊輸入端，所述信號(hào)匹配模塊輸出端連接所述放大模塊輸入端，所述放大模塊輸出端連接所述干擾抑制模塊輸入端，所述放大模塊輸出端連接所述輸出選頻模塊輸入端，所述輸出選頻模塊輸出端輸出信號(hào)，所述干擾抑制模塊對(duì)于有用信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配減少反射損耗，對(duì)干擾信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗抑制，通過輸出選頻模塊完成信號(hào)輸出。
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述干擾抑制模塊包括電感Lsl、電感Ls2、電容Cm及恒流源，所述電感Lsl的一端分別連接所述電感Ls2的一端及恒流源的輸入端，所述電感Ls2的另一端連接所述電容Cm的一端,所述恒流源輸出端接地,所述電容Cm另一端接地。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述濾波模塊包括電感LI及電容Cl，所述電感LI一端連接所述電容Cl 一端，所述電容Cl另一端接地。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述干擾抑制模塊包括電感Lsl、等效電抗X2及恒流源，所述電感Lsl —端連接所述等效電抗X2 —端,所述等效電抗X2另一端接地,所述電感Lsl —端連接所述恒流源輸入端，所述恒流源輸出端接地。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述濾波模塊包括等效電抗XI，所述等效電抗Xl —端連接輸入信號(hào)，所述等效電抗Xl另一端接地。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述信號(hào)匹配模塊包括電感Lg及電容Cgs，所述電感Lg —端連接電容Cgs —端,所述電容Cgs另一端連接所述電感Lsl的另一端；放大模塊包括N-MOS管Ml及N-MOS管M2，所述N-MOS管Ml柵極連接所述電感Lg的一端，所述N-MOS管Ml的源極連接所述電感Lsl的另一端，所述N-MOS管Ml的漏極連接所述N-MOS管M2的源極，所述N-MOS管M2的柵極連接Vdd ;所述選頻模塊包括電感L2及可調(diào)電容C2，所述電感L2與所述可調(diào)電容C2并聯(lián)后一端連接Vdd，所述電感L2與所述可調(diào)電容C2并聯(lián)后另一端連接所述N-MOS管M2的漏極并輸出信號(hào)。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供一種GNSS系統(tǒng)接收機(jī)前端的射頻系統(tǒng)，該射頻系統(tǒng)包括具有權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的低噪聲放大器、接收天線、輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、正交混頻器及跨阻放大器，所述接收天線輸出端連接所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端連接所述低噪聲放大器輸入端，所述低噪聲放大器輸出端連接所述正交混頻器輸入端，所述正交混頻器輸出端連接所述跨阻放大器輸入端，所述跨阻放大器輸出端輸出中頻信號(hào)；所述低噪聲放大器用于對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配減少反射損耗，對(duì)干擾信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗抑制完成信號(hào)放大輸出；所述接收天線，用于接收電子信號(hào)并且輸出信號(hào)；所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，用于對(duì)雙頻接收天線輸入不同頻率的信號(hào)進(jìn)行通道匹配；所述正交混頻器，用于對(duì)低噪聲放大器處理過的射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻處理；所述跨阻放大器，用于將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流輸出。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述正交混頻器為兩個(gè)，兩個(gè)所述正交混頻器的輸入端分別連接所述低噪聲放大器輸入端。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述跨阻放大器為兩個(gè)，每個(gè)所述跨阻放大器輸入端分別與一個(gè)所述混頻器輸出端連接。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述跨阻放大器包括單端輸入單端輸出的放大器Al、電阻R3及電容C3，所述電阻R3與所述電容C3并聯(lián)后與所述放大器Al的輸入端至輸出
端并聯(lián)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:通過片內(nèi)集成濾波、陷波濾波器，對(duì)片外輸入信號(hào)的有用信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配減少反射損耗，對(duì)干擾信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗抑制，使得芯片體積減小、降低了功耗、提高了芯片的性能；該放大器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好、功耗低、整體芯片面積小，實(shí)現(xiàn)射頻前端板級(jí)無SAW濾波器，降低系統(tǒng)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的低噪聲放大器結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的低噪聲放大器電路原理圖一；
[0017]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的低噪聲放大器電路原理圖二 ；
[0018]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的GNSS系統(tǒng)接收機(jī)前端的射頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的跨阻放大器電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]附圖標(biāo)記:10_濾波模塊20-信號(hào)匹配模塊30-放大模塊40-干擾抑制模塊50-輸出選頻模塊100-接收天線200-輸入匹配網(wǎng)絡(luò)300-低噪聲放大器400-正交混頻器500-跨阻放大器
[0021]圖1示出了本發(fā)明提供的低噪聲放大器300，該放大器包括濾波模塊10、信號(hào)匹配模塊20、放大模塊30、干擾抑制模塊40及輸出選頻模塊50，所述濾波模塊10輸出端連接所述信號(hào)匹配模塊20輸入端，所述信號(hào)匹配模塊20輸出端連接所述放大模塊30輸入端，所述放大模塊30輸出端連接所述干擾抑制模塊40輸入端，所述放大模塊30輸出端連接所述輸出選頻模塊50輸入端,所述輸出選頻模塊50輸出端輸出信號(hào),所述干擾抑制模塊40對(duì)于有用信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配減少反射損耗，對(duì)干擾信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗抑制，通過輸出選頻模塊50完成信號(hào)輸出。通過片內(nèi)集成濾波、陷波濾波器，對(duì)片外輸入信號(hào)的有用信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配減少反射損耗，對(duì)干擾信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗抑制，使得芯片體積減小、降低了功耗、提高了芯片的性能；該放大器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好、功耗低、整體芯片面積小，實(shí)現(xiàn)射頻前端板級(jí)無SAff濾波器，降低系統(tǒng)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0022]如圖2所示，所述干擾抑制模塊40包括電感Lsl、電感Ls2、電容Cm及恒流源，所述電感Lsl的一端分別連接所述電感Ls2的一端及恒流源的輸入端，所述電感Ls2的另一端連接所述電容Cm的一端,所述恒流源輸出端接地,所述電容Cm另一端接地。
[0023]所述濾波模塊10包括電感LI及電容Cl，所述電感LI 一端連接所述電容Cl 一端，所述電容Cl另一端接地。
[0024]如圖3所示，所述干擾抑制模塊40包括電感Ls 1、等效電抗X2及恒流源，所述電感Lsl —端連接所述等效電抗X2 —端,所述等效電抗X2另一端接地,所述電感Lsl —端連接所述恒流源輸入端，所述恒流源輸出端接地。
[0025]所述濾波模塊10包括等效電抗Xl，所述等效電抗Xl —端連接輸入信號(hào)，所述等效電抗Xl另一端接地。
[0026]如圖2、3所示，所述信號(hào)匹配模塊20包括電感Lg及電容Cgs，所述電感Lg —端連接電容Cgs —端，所述電容Cgs另一端連接所述電感Lsl的另一端；放大模塊30包括N-MOS管Ml及N-MOS管M2，所述N-MOS管Ml柵極連接所述電感Lg的一端，所述N-MOS管Ml的源極連接所述電感Lsl的另一端，所述N-MOS管Ml的漏極連接所述N-MOS管M2的源極，所述N-MOS管M2的柵極連接Vdd ;所述選頻模塊50包括電感L2及可調(diào)電容C2，所述電感L2與所述可調(diào)電容C2并聯(lián)后一端連接Vdd，所述電感L2與所述可調(diào)電容C2并聯(lián)后另一端連接所述N-MOS管M2的漏極并輸出信號(hào)。
[0027]如圖2 所不，為 GNSS (Global navigat1n satellite system 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))帶外干擾抑制的低噪聲放大器10的電路，其中電感L1、電容Cl為芯片外高Q值電感和電容，諧振頻率在偏離GNSS信號(hào)100M以上，如LTE (Long Term Evolut1n,長(zhǎng)期演進(jìn))干擾信號(hào)(1.71GHz)，對(duì)帶外干擾信號(hào)進(jìn)行抑制，對(duì)GNSS帶內(nèi)信號(hào)正常通過；差分電感的一半Ls2和Cm諧振在GNSS頻段。以下是在不同的工作頻率，電路特性分析。
[0028]在GNSS頻段頻率工作，LI Cl為片外高Q值電感和電容等效為高電抗特性XI，對(duì)有用信號(hào)正常通過，而Ls2和Cm等效為低電抗特性X2，如圖3所示，從而實(shí)現(xiàn)GNSS輸入阻抗匹配，此時(shí)低噪聲放大器輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算如下:
【權(quán)利要求】
1.一種低噪聲放大器,其特征在于:該放大器包括濾波模塊、信號(hào)匹配模塊、放大模塊、干擾抑制模塊及輸出選頻模塊，所述濾波模塊輸出端連接所述信號(hào)匹配模塊輸入端，所述信號(hào)匹配模塊輸出端連接所述放大模塊輸入端，所述放大模塊輸出端連接所述干擾抑制模塊輸入端，所述放大模塊輸出端連接所述輸出選頻模塊輸入端，所述輸出選頻模塊輸出端輸出信號(hào)，所述干擾抑制模塊對(duì)于有用信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配減少反射損耗，對(duì)干擾信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗抑制，通過輸出選頻模塊完成信號(hào)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述干擾抑制模塊包括電感Lsl、電感Ls2、電容Cm及恒流源，所述電感Lsl的一端分別連接所述電感Ls2的一端及恒流源的輸入端，所述電感Ls2的另一端連接所述電容Cm的一端，所述恒流源輸出端接地，所述電容Cm另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述濾波模塊包括電感LI及電容Cl，所述電感LI 一端連接所述電容Cl 一端，所述電容Cl另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述干擾抑制模塊包括電感Ls 1、等效電抗X2及恒流源,所述電感Ls I —端連接所述等效電抗X2 —端,所述等效電抗X2另一端接地，所述電 感Lsl —端連接所述恒流源輸入端，所述恒流源輸出端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述濾波模塊包括等效電抗XI，所述等效電抗XI —端連接輸入信號(hào)，所述等效電抗XI另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的低噪聲放大器，其特征在于，所述信號(hào)匹配模塊包括電感Lg及電容Cgs,所述電感Lg —端連接電容Cgs —端,所述電容Cgs另一端連接所述電感Lsl的另一端；放大模塊包括N-MOS管Ml及N-MOS管M2，所述N-MOS管Ml柵極連接所述電感Lg的一端，所述N-MOS管Ml的源極連接所述電感Lsl的另一端，所述N-MOS管Ml的漏極連接所述N-MOS管M2的源極，所述N-MOS管M2的柵極連接Vdd ;所述選頻模塊包括電感L2及可調(diào)電容C2，所述電感L2與所述可調(diào)電容C2并聯(lián)后一端連接Vdd，所述電感L2與所述可調(diào)電容C2并聯(lián)后另一端連接所述N-MOS管M2的漏極并輸出信號(hào)。
7.—種GNSS系統(tǒng)接收機(jī)前端的射頻系統(tǒng)，其特征在于，該射頻系統(tǒng)包括具有權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的低噪聲放大器、接收天線、輸入匹配網(wǎng)絡(luò)、正交混頻器及跨阻放大器，所述接收天線輸出端連接所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端，所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端連接所述低噪聲放大器輸入端，所述低噪聲放大器輸出端連接所述正交混頻器輸入端，所述正交混頻器輸出端連接所述跨阻放大器輸入端，所述跨阻放大器輸出端輸出中頻信號(hào)；所述低噪聲放大器用于對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配減少反射損耗，對(duì)干擾信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗抑制完成信號(hào)放大輸出；所述接收天線，用于接收電子信號(hào)并且輸出信號(hào)；所述輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，用于對(duì)雙頻接收天線輸入不同頻率的信號(hào)進(jìn)行通道匹配；所述正交混頻器，用于對(duì)低噪聲放大器處理過的射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻處理；所述跨阻放大器，用于將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻系統(tǒng)，其特征在于，所述正交混頻器為兩個(gè)，兩個(gè)所述正交混頻器的輸入端分別連接所述低噪聲放大器輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的射頻系統(tǒng)，其特征在于，所述跨阻放大器為兩個(gè)，每個(gè)所述跨阻放大器輸入端分別與一個(gè)所述混頻器輸出端連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的射頻系統(tǒng)，其特征在于，所述跨阻放大器包括單端輸入單端輸出的放大器Al、電阻R3及電容C3，所述電阻R3與所述電容C3并聯(lián)后與所述放大器Al的輸入端至輸 出端并聯(lián)。
【文檔編號(hào)】H03F1/26GK104035105SQ201410240273
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】袁永斌 申請(qǐng)人:深圳貝特萊電子科技有限公司