一种低功耗ＣＭＯＳ并行双频低噪声放大器
2019-08-02 13:17:05 点击：
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此外，由于ＬＮＡ在射频前端中的位置，它从前端的天线接收射频信号，放大后传输给后级的混频器（ｍｉｘｅｒ）进行下一步处理。天线是单端输出的，为了防止衬底耦合对电路性能的影响和抑制本振信号泄露到输出端，混频器通常采用双平衡结构。采用传统的单端ＬＮＡ，需要在ＬＮＡ和混频器之间加巴伦（ｂａｌｕｎ）；采用传统的差分ＬＮＡ，需要在天线和ＬＮＡ之间加巴伦。但是巴伦很难片上集成，通常需要引入片外元件，不仅降低了系统集成度、增加了成本，而且会带来１～３ｄＢ的损耗，降低系统的灵敏度。而有着较低损耗的高性能巴伦通常是窄带的，不能应用于双频接收，适用于双频接收的宽带巴伦不仅有较高损耗，还会给系统引入较大噪声。
２ 并行双频ＬＮＡ电路设计
图１为本文设计的单端输入转差分输出的并行双频ＬＮＡ的电路结构，在传统的窄带ＬＮＡ基础上加入双频段输入匹配网络和单端输入转差分输出级。单端输入的主放大电路采用ｃａｓｃｏｄｅ共源共栅结构，共源管Ｍ１作为主放大管给电路提供足够的增益，共栅管Ｍ２可以减小共源管引起的密勒效应，增强整个电路的反向隔离性能。双频段输入匹配网络采用无源器件网络，可以完成双频段的输入阻抗匹配和噪声匹配。单端转差分输出级主要包括共源管Ｍ３和共栅管Ｍ４，使得电路可以完成单端输入到差分输出的转换。输出网络作为输出级使得电路可以在双频段提供合适的增益。
２．１ 输入阻抗匹配
ＬＮＡ的输入阻抗匹配非常重要，它对增益、噪声以及信号传输都有重要作用，所以并行双频ＬＮＡ的输入阻抗匹配是设计的关键之一。对图１的输入端进行小信号分析，如图２所