带有开关的低噪声放大器及射频信号放大方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低噪声放大器及射频信号放大方法，尤其是一种带有开关的低噪声放大器及射频信号放大方法，属于低噪声放大器的技术领域。
【背景技术】
[0002]在无线或者移动通信系统中常常会采用射频开关(RF Switch)进行射频通道选择。例如在WiF1、蓝牙等模块中使用射频开关选择发射和接收通道；在移动通信中使用射频开关进行多频段多模式的控制。射频开关在无线移动终端设备的射频前端设计中扮演越来越重要的角色。低噪声放大器是射频前端必不可少的器件，用于放大由天线接收到的微弱射频信号，其输出送到后级放大器或者混频器进行放大或变频处理。
[0003]现有技术中，射频开关和低噪声放大器是两个分开的模块，占用面积多，寄生影响大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种带有开关的低噪声放大器及射频信号放大方法，其结构紧凑，同时实现射频开关以及低噪声放大的能力，减少占用面积，降低寄生影响，适应范围广，安全可靠。
[0005]按照本发明提供的技术方案，所述带有开关的低噪声放大器，包括
增益级电路，包含与待放大射频信号数量一致的放大器，所述放大器与射频信号一一对应，以能对每路射频信号进行独立放大；
放大选择开关电路，与增益级电路连接，能根据待放大的射频信号选择增益级电路内的放大器，以使得所述增益级电路内选择确定的放大器能对所述射频信号进行放大；
负载电路，用于接收经增益级电路放大后的射频输出信号，并形成将经增益级电路放大后的射频输出信号输出的射频信号放大输出端。
[0006]所述增益级电路还与用于接地的耦合电路连接。
[0007]所述增益级电路的输出端通过驱动级电路与负载电路连接，所述射频信号放大输出端形成于驱动级电路与负载电路的连接处。
[0008]所述放大器包括增益晶体管，所述增益晶体管采用M0S管时，射频信号加载到增益晶体管的栅极端，且增益晶体管的栅极端还与放大选择开关电路连接，增益晶体管的漏极端与负载电路连接。
[0009]所述放大选择开关电路包括与增益级电路中放大器数量一致的放大选择电路，所述放大选择电路包括一端与偏置电压Vbias连接的电源开关，所述电源开关的另一端通过选择电阻器与接地开关以及增益级电路中对应的放大器连接，接地开关的另一端接地。
[0010]所述负载电路包括负载电感、负载电容、负载电阻、巴伦或晶体管。
[0011 ] 所述耦合电路包括耦合电感，所述耦合电感包括片上电感、封装基板电感、分立器件电感或焊线电感。
[0012]所述驱动级电路至少一个驱动晶体管。
[0013]所述增益级电路用于接收射频信号的输入端与射频信号放大输出端间设有用于缓解射频信号幅度过大引起输出失真的旁路电路，所述旁路电路包括与待放大射频信号数量相一致的旁路支路，所述旁路支路与放大选择开关电路、增益级电路对应连接；
旁路支路包括旁路选择开关，所述旁路选择开关的一端与放大选择开关电路以及增益级电路连接，旁路选择开关的另一端通过耦合隔断电容器与射频信号放大输出端连接。
[0014]所述增益级电路还与用于接地的耦合电路连接，所述耦合电路包括耦合电感，所述耦合电感的数量为一个或与增益级电路中增益晶体管的数量相一致，所述增益晶体管的源极端通过耦合电感接地。
[0015]所述利用带有开关的低噪声放大器对射频信号的放大方法，利用增益级电路接收待放大的射频信号，所述增益级电路内包含与待放大射频信号数量一致的放大器，所述放大器与射频信号一一对应，以能对每路射频信号进行独立放大；
利用与增益级电路连接的放大选择开关电路根据待放大的射频信号选择增益级电路内的放大器，以使得所述增益级电路内选择确定的放大器能对所述射频信号进行放大；
对增益级电路放大后的射频输出信号，利用负载电路形成的射频信号放大输出端输出。
[0016]所述放大选择开关电路选择确定放大器的数量小于等于增益级电路内包含的放大器数量。
[0017]所述增益级电路还与用于接地的耦合电路连接。
[0018]所述增益级电路的输出端通过驱动级电路与负载电路连接，所述射频信号放大输出端形成于驱动级电路与负载电路的连接处。
[0019]所述增益级电路用于接收射频信号的输入端与射频信号放大输出端间设有用于缓解射频信号幅度过大引起输出失真的旁路电路，所述旁路电路包括与待放大射频信号数量相一致的旁路支路，所述旁路支路与放大选择开关电路、增益级电路对应连接；
旁路支路包括旁路选择开关，所述旁路选择开关的一端与放大选择开关电路以及增益级电路连接，旁路选择开关的另一端通过耦合隔断电容器与射频信号放大输出端连接。
[0020]本发明的优点:在增益级电路内设置与待放大射频信号数量一致的放大器，放大选择开关电路内设置与放大器数量一致的放大选择电路，放大选择电路根据待放大的射频信号能选择确定对应的放大器，实现对射频信号的放大，经驱动级电路驱动后通过射频信号放大输出端输出射频输出信号，结构紧凑，同时实现射频开关以及低噪声放大的能力，减少占用面积，降低寄生影响，适应范围广，安全可靠。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的使用状态框图。
[0022]图2为本发明形成第一低噪声放大器的电路原理示意图。
[0023]图3为本发明形成第二低噪声放大器的电路原理示意图。
[0024]图4为本发明形成第三低噪声放大器的电路原理示意图。
[0025]图5为本发明形成第四低噪声放大器的电路原理示意图。
[0026]图6为本发明形成第五低噪声放大器的电路原理示意图。
[0027]图7为本发明形成第六低噪声放大器的电路原理示意图。
[0028]图8为本发明形成第七低噪声放大器的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0030]为了同时实现射频开关以及低噪声放大的能力，减少占用面积，降低寄生影响，本发明包括
增益级电路16，包含与待放大射频信号数量一致的放大器，所述放大器与射频信号一一对应，以能对每路射频信号进行独立放大；
放大选择开关电路8，与增益级电路16连接，能根据待放大的射频信号选择增益级电路内的放大器，以使得所述增益级电路16内选择确定的放大器能对所述射频信号进行放大；
负载电路24，用于接收经增益级电路16放大后的射频输出信号，并形成将经增益级电路16放大后的射频输出信号输出的射频信号放大输出端。
[0031]具体地，通过增益级电路16来接收待放大的射频信号，待放大的射频信号一般为交流小信号，待放大的射频信号为一路或多路，增益级电路16内放大器能对每一对应的射频信号进行独立放大。具体实施时，待放大射频信号的数量一般小于等于放大器，在对待放大射频信号进行放大时，均需要通过放大选择开关电路来选择与待放大射频信号对应的放大器，即放大选择开关电路8能根据待放大射频信号来启用增益级电路16内对应的放大器，而增益级电路16内未被选择确定的放大器一般处于关断状态。通过负载电路24将射频输出信号通过射频信号放大输出端输出，负载电路24还与电源电压VDD连接，电源电压VDD的大小根据需要进行选择确定。通过放大选择开关电路8与增益级电路16的连接配合达到实现射频开关与低噪声放大的能力，减少占用面积，降低寄生影响的目的。
[0032]进一步地，所述增益级电路16还与用于接地的耦合电路4连接。本发明实施例中，所述耦合电路4包括耦合电感，所述耦合电感包括片上电感、封装基板电感、分立器件电感或焊线电感。
[0033]所述增益级电路16的输出端通过驱动级电路20与负载电路24连接，所述射频信号放大输出端形成于驱动级电路20与负载电路24的连接处。本发明实施例中，所述驱动级电路20至少一个驱动晶体管。所述负载电路24包括负载电感、负载电容、负载电阻、巴伦或晶体管。通过驱动级电路20能对所有经放大器放大的射频放大信号进行驱动，以在射频信号放大输出端得到射频输出信号。
[0034]此外，所述放大器包括增益晶体管，所述增益晶体管采用M0S管时，射频信号加载到增益晶体管的栅极端，且增益晶体管的栅极端还与放大选择开关电路8连接，增益晶体管的漏极端与负载电路24连接。
[0035]所述放大选择开关电路8包括与增益级电路中放大器数量一致的放大选择电路，所述放大选择电路包括一端与偏置电压Vbias连接的电源开关，所述电源开关的另一端通过选择电阻器与接地开关以及增益级电路中对应的放大器连接，接地开关的另一端接地。
[0036]本发明实施例中，待放大的射频信号同时加载于增益晶体管的栅极端、接地开关的一端连接，电源开关、接地开关的开关状态由控制信号产生电路控制，控制信号产生电路的具体形式可以根据需要进行选择确定，具体为本技术领域人员所确定。当控制信号产生电路产生的控制信号使得电源开关闭合且接地开关断开时，能使得与所述放大选择电路连接的增益晶体管导通，从而能通过增益晶体管对待放大射频信号进行放大。具体实施时，控制信号产生电路能对放大选择开关电路8内放大选择电路进行独立控制，放大选择开关电路8内的放大选择电路与增益级电路16内的放大器呈--对应连接，即实现增益级电路16
内放大器对每一待放大射频信号的独立放大。待放大射频信号的工作频率或频段可以相同或不同，具体根据需要进行选择确定，此处不再赘述。此外，所述耦合电感的数量为一个或与增益级电路16中增益晶体管的数量相一致，所述增益晶体管的源极端通过耦合