一种高输出线性度的射频接收机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高输出线性度的射频接收机，射频接收机通路从前端至后端依次连接的低噪声放大器LNA、混频器MIXER、滤波器FILTER与可变增益放大器电路VGA，锁相环电路PLL，自举升压控制组BOOSTRAP。本实用新型的一种高输出线性度的射频接收机，在保持通道方案不变的情况下，增大输出摆幅并提高输出线性度；本实用新型的一种高输出线性度的射频接收机，在增大输出摆幅并提高输出线性度的同时，最大限度的减少由此引起的噪声与功耗的增加。
【专利说明】
一种高输出线性度的射频接收机
技术领域
[0001] 本实用新型涉及射频接收机技术领域，具体是一种高输出线性度的射频接收机。
【背景技术】
[0002] 射频接收机电路广泛应用于无线通讯，卫星导航等领域，是近些年学术人员研究 的重点。随着工艺制程的进步，芯片正在向着小型化、低功耗的方向发展。但与此同时，由于 供电电压的大幅度降低，芯片设计的难度也在逐渐提高。
[0003] 对于传统的射频接收机而言，工艺制程的进步对前端噪声起到了改善的作用，使 得低噪声应用相对的易于实现。但由于供电电压降低的幅度大于场效应晶体管的阈值电压 降低的幅度，限制了接收机中可变增益放大器输出端的摆幅和线性度，使得后面紧接着的 模数转换器最低有效位的幅值过小，极大地增加了模数转换器的设计难度。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种高输出线性度的射频接收机，以克服现有技术中 存在的缺陷。
[0005] 本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
[0006] -种高输出线性度的射频接收机，射频接收机通路从前端至后端依次连接的低噪 声放大器LNA、混频器MIXER、滤波器FILTER与可变增益放大器电路VGA，以及
[0007] 与混频器MIXER连接用于产生混频频率的锁相环电路PLL;
[0008] 与可变增益放大器电路VGA连接用于增益切换的自举升压控制组B00STRAP;
[0009] 提供电源偏置以及电压转换的电源管理电路，所述电源管理电路包括低压差线性 稳压器LD0及与其相连的DC-DC升压电路。
[0010]更优的，所述射频接收机中的低噪声放大器LNA、混频器MIXER、锁相环PLL与滤波 器FILTER，均由低压差线性稳压器LD0电路供电;所述射频接收机中的可变增益放大器电路 VGA由低压差线性稳压器LD0经过DC-DC升压电路后进行供电。
[0011]更优的，所述射频接收机中的可变增益放大器VGA的输入信号为VGAIN，输出信号 为VGA0UT;可变增益放大器VGA包括主体电路和电阻选择网络，其中：
[0012] 主体电路由一个DC-DC升压供电，并通过点XP与点XN连接至电阻选择网络；
[0013] 电阻选择网络由从1到N共N个串联的电阻、场效应晶体管对并联而成，每个电阻的 正输入端与负输入端分别连接至点XP与相应串联的场效应晶体管的漏极，每个场效应晶体 管的源极连接至点XN，每个场效应晶体管的栅极分别通过CT1到CTN连接至自举升压控制阵 列。
[0014] 本实用新型的有益效果：
[0015] (1)本实用新型的一种高输出线性度的射频接收机，在保持通道方案不变的情况 下，增大输出摆幅并提高输出线性度。
[0016] (2)本实用新型的一种高输出线性度的射频接收机，在增大输出摆幅并提高输出 线性度的同时，最大限度的减少由此引起的噪声与功耗的增加。
【附图说明】
[0017] 图1是实用新型的射频接收机的结构框图。
[0018] 图2是实用新型的射频接收机改进部分的结构框图。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合具体实施例对本实用新型作进一步描述。
[0020] 本实用新型的一种高输出线性度的射频接收机，如图1所示:射频接收机通路从前 端至后端依次连接的低噪声放大器LNA、混频器MIXER、滤波器FILTER与可变增益放大器电 路VGA，以及
[0021]与混频器MIXER连接用于产生混频频率的锁相环电路PLL;
[0022]与可变增益放大器电路VGA连接用于增益切换的自举升压控制组B00STRAP;
[0023]提供电源偏置以及电压转换的电源管理电路，所述电源管理电路包括低压差线性 稳压器LD0及与其相连的DC-DC升压电路。
[0024]更优的实施例中，所述射频接收机中的低噪声放大器LNA、混频器MIXER、锁相环 PLL与滤波器FILTER，均由低压差线性稳压器LD0电路供电；所述射频接收机中的可变增益 放大器电路VGA由低压差线性稳压器LD0经过DC-DC升压电路后进行供电。
[0025] 所述射频接收机中的可变增益放大器VGA，其增益的切换是通过改变可变增益放 大器VGA中电阻的阻值来实现的，电阻的阻值由一组自举升压控制组B00STRAP进行切换控 制，如图2所示。对于可变增益放大器VGA，输入信号为VGAIN，输出信号为VGA0UT;可变增益 放大器VGA主体电路VGA MAIN CIR⑶IT由一个DC-DC升压电路供电，并通过点XP与点XN连接 至电阻选择网络。电阻选择网络由从1到N共N个串联的电阻、场效应晶体管对并联而成，每 个开关电阻的正输入端与负输入端分别连接至点XP与相应的场效应晶体管的漏极，每个场 效应晶体管的源极连接至点XN，每个场效应晶体管的栅极分别通过CT1到CTN连接至自举升 压控制阵列BOOTSTRAP CONTROL ARRAY。
[0026] 本实用新型的一种高输出线性度的射频接收机，用DC-DC升压电路给射频接收机 末端的可变增益放大器供电，由于供电电压的增加，提高了输出级的电压摆幅和线性度，使 得后面紧跟着的模数转换器电路的最低有效位的幅值增大，降低了模数转换器的设计难 度。
[0027]而在本实用新型的一种高输出线性度的射频接收机中，DC-DC升压电路只给射频 接收机末端的可变增益放大器供电，而射频接收机前端电路仍然沿用传统的方案靠 LD0供 电，有两个原因，第一个是因为DC-DC升压电路本身产生的噪声远大于LD0电路本身产生的 噪声，如果用DC-DC升压电路给射频接收机前端的射频电路供电，势必会将噪声引入前端射 频电路，而由于在射频接收机级联通路中，噪声级联公式为：
[0028]
[0029]其中Gm为第i级放大器的资用功率增益，Fi为第i级的噪声系数，它是以其前一级 的输出电阻为参考计算到的。显而易见的是射频接收机通道总的噪声系数主要取决于前端 电路的噪声系数，因此为了实现较低的总噪声系数，不能用DC-DC升压电路的给射频接收机 前端的射频电路供电。
[0030] 第二个原因是用DC-DC升压电路供电，供电电压的增加会引起功耗的增加，因此在 提高输出摆幅和线性度的情况下，用DC-DC升压电路给尽可能少的电路模块供电，可以最大 程度的控制功耗的增加，以达到低功耗芯片的要求。
[0031] 在本实用新型的一种高输出线性度的射频接收机中，可变增益放大器增益的切换 是通过改变可变增益放大器中电阻的阻值来实现的，电阻的阻值由一组自举升压控制组进 行切换控制，如图2所示。用自举升压电路将所需部分SPI控制值电压提升，来控制场效应晶 体管开关，而不是直接用DC-DC来提升SPI的控制电压，是因为DC-DC升压电路产生的噪声和 毛刺，会通过场效应晶体管开关耦合进入可变增益放大器电路，影响可变增益放大器电路 的性能。而自举升压电路本身不产生大的噪声和毛刺，可以保证可变增益放大器电路的性 能。
[0032] 以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质 和范围。
【主权项】
1. 一种高输出线性度的射频接收机，其特征在于所述射频接收机的通路从前端至后端 依次连接的低噪声放大器LNA、混频器MIXER、滤波器FILTER与可变增益放大器电路VGA，以 及 与混频器MIXER连接用于产生混频频率的锁相环电路PLL; 与可变增益放大器电路VGA连接用于增益切换的自举升压控制组BOOSTRAP; 提供电源偏置以及电压转换的电源管理电路，所述电源管理电路包括低压差线性稳压 器LDO及与其相连的DC-DC升压电路。2. 根据权利要求1所述的一种高输出线性度的射频接收机，其特征在于:所述射频接收 机中的低噪声放大器LNA、混频器MIXER、锁相环PLL与滤波器FILTER，均由低压差线性稳压 器LDO电路供电；所述射频接收机中的可变增益放大器电路VGA由低压差线性稳压器LDO经 过DC-DC升压电路后进行供电。3. 根据权利要求1所述的一种高输出线性度的射频接收机，其特征在于:所述射频接收 机中的可变增益放大器VGA的输入信号为VGAIN，输出信号为VGA0UT;可变增益放大器VGA包 括主体电路和电阻选择网络，其中： 主体电路由一个DC-DC升压供电，并通过点XP与点XN连接至电阻选择网络； 电阻选择网络由从1到N共N个串联的电阻、场效应晶体管对并联而成，每个电阻的正输 入端与负输入端分别连接至点XP与相应串联的场效应晶体管的漏极，每个场效应晶体管的 源极连接至点XN，每个场效应晶体管的栅极分别通过CTl到CTN连接至自举升压控制阵列。
【文档编号】H04B1/16GK205566271SQ201620279782
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】赵寅升, 沈剑均
【申请人】江苏星宇芯联电子科技有限公司