专利名称：用于无线通信接收前端的放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及模拟放大器领域，特别涉及用于无线通信接收前端的放大器。
背景技术：
低噪声放大器技术，被广泛应用于无线通信的接收前端，为了克服无线通信过程中长距离信号的各种衰弱，在无线通信的接收前端，往往需要对信号进行放大，才能进入到下一级电路进行处理，由于低噪放具有较低的噪声和较高的增益，使得其提高了整个接收系统的灵敏度，增强了通信效果。但随着无线通信的不断快速发展，应用的多样化及电磁环境的复杂化，传统的低噪声放大器已不能满足我们现在的要求，它有可能对整个接收系统产生致命影响。噪声系数不够低、动态范围的不够高将使得整个接收机系统灵敏度下降 ’大信号下的传输失真；强干扰下弱信号无法正常传输；非线性产生的互调分量对信道的产生较大危害。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点与不足，提供一种结构合理、简单的用于无线通信接收前端的放大器，本放大器具有噪声系数超低且动态范围较高的优点，在不显著改变传统放大器的体积和重量的基础上，提供性能指标更好的低噪声放大器， 以满足现在无线通信系统的需求。为达上述目的，本实用新型采用如下的技术方案用于无线通信接收前端的放大器，包括前端输入变压器、中端放大电路和后端输出变压器，所述中端放大电路包括第一组共基极放大电路和第二组共基极放大电路；所述前端输入变压器的第一初级输入端外接外部输入信号源，其第二初级输入端接地，其第一次级输出端连接后端输出变压器的第一初级输入端，其第二次级输出端连接后端输出变压器的第二初级输入端；所述第一组共基极放大电路的输入端连接后端输出变压器的第一初级输出端，其输出端连接后端输出变压器的第一次级输入端；所述第二组共基极放大电路的输入端连接后端输出变压器的第二初级输出端，其输出端连接后端输出变压器的第二次级输入端；所述后端输出变压器的第一次级输出端外接直流电源(直流偏置)，其第二次级输出端外接下级电路。所述第一组共基极放大电路包括第一电感以及若干个并联的放大电路单元，每个放大电路单元均包括第一电容、第一三极管、第一电阻、第一二极管、第二电容和第二电阻， 所述第一电容的正极连接后端输出变压器的第一初级输出端，其负极连接第一三极管的发射极；第一三极管的基极连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端外接直流电源；第一三极管的集电极连接后端输出变压器的第一次级输入端；第一电阻的一端连接第一三极管的发射极，另一端连接第一电感的一端，第一电感的另一端接地；第一二极管的正极连接第一三极管的发射极，其负极连接第一三极管的基极；所述第二电容的正极连接第一三极管的基极，其负极接地；各放大电路单元的第一电阻的接第一电感端相互连接，各放大电路单元的第二电阻的外接直流电源端相互连接；各个放大电路单元的第一三极管的集电极相互连接，且各个放大电路单元的第一电容的正极相互连接。所 述第二组共基极放大电路包括第二电感以及若干个并联的放大电路单元，每个放大电路单元均包括第三电容、第二三极管、第三电阻、第二二极管、第四电容和第四电阻， 所述第三电容的正极连接后端输出变压器的第二初级输出端，其负极连接第二三极管的发射极；第二三极管的基极连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端外接直流电源；第二三极管的集电极连接后端输出变压器的第二次级输入端；第三电阻的一端连接第二三极管的发射极，另一端连接第二电感的一端，第二电感的另一端接地；第二二极管的正极连接第二三极管的发射极，其负极连接第二三极管的基极；所述第四电容的正极连接第二三极管的基极，其负极接地；各放大电路单元的第三电阻的接第二电感端相互连接，各放大电路单元的第四电阻的外接直流电源端相互连接；各个放大电路单元的第二三极管的集电极相互连接，且各个放大电路单元的第三电容的正极相互连接。所述第一组共基极放大电路、第二组共基极放大电路均分别包括多个并联的放大电路单元(并联的个数由实际需要而定)，优选为2 10个并联的放大电路单元。作为一种优选方案，所述第一组共基极放大电路、第二组共基极放大电路均分别包括四个并联的放大电路单元。所述第一三极管、第二三极管均为晶体三极管。所述前端输入变压器为非平衡转平衡变压器。所述后端输出变压器为平衡转非平衡变压器。本实用新型的工作原理前端输入变压器将输入的非平衡信号转化为两路平衡信号由前端输入变压器的第一次级输出端、前端输入变压器的第二次级输出端输出，两路平衡信号分别经后端输出变压器的第一初级输出端、后端输出变压器的第二初级输出端分别输入到两个对称的第一组共基极放大电路、第二组共基极放大电路中放大。两个对称的第一组共基极放大电路、第二组共基极放大电路均由数个相同的单元电路并行连接而成，输入到中端放大电路的两路平衡信号各分成四路，分别输入到每个放大电路单元的第一三极管(或第二三极管)的发射极，然后经第一三极管(或第二三极管)的集电极输出至后端输出变压器的第一次级输入端(第二次级输入端)，输出信号在后端输出变压器上进行合成后输出，可以通过改变后端输出变压器的匝数比调节输出增益，并实现与输出端口之间的阻抗匹配，实现信号的放大。多路并联的共基极放大电路在获得超低噪声的同时，提高其动态范围，并可减小单管的功耗，增强电路稳定度。本放大器采用推挽工作模式，可较大提高其动态范围，运用该放大器可以实现具有超低噪声且较高动态范围的放大器；可以实现更低噪声且较高动态范围的放大器；还可以实现较低噪声且更高动态范围的放大器。所述中端放大电路为多路并联共基极A类放大电路，采用推挽工作模式。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果本实用新型的放大器充分考虑了各种电路的优缺点，与现有同类技术相比，具有更低的噪声系数及更高的动态范围。噪声系数更低，对接收系统的灵敏度影响更小，可忽略不计；更高的动态范围，可保证设备在大信号不失真传输；强干扰恶劣环境下弱信号的正常传输，亦可大大减小由于非线性产生的互调成分，提高通信质量，确保正常通信。
图1是本实用新型放大器的结构框图。图2 是本实用新型放大器的电路示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例如图1所示，本用于无线通信接收前端的放大器，包括前端输入变压器13、中端放大电路和后端输出变压器14，所述中端放大电路包括第一组共基极放大电路和第二组共基极放大电路；所述前端输入变压器13的第一初级输入端1外接外部输入信号源，其第二初级输入端2接地，其第一次级输出端3连接后端输出变压器14的第一初级输入端5，其第二次级输出端4连接后端输出变压器14的第二初级输入端9 ；所述第一组共基极放大电路的输入端连接后端输出变压器14的第一初级输出端6，其输出端连接后端输出变压器14的第一次级输入端7 ；所述第二组共基极放大电路的输入端连接后端输出变压器14的第二初级输出端10，其输出端连接后端输出变压器14的第二次级输入端11 ；所述后端输出变压器 14的第一次级输出端8外接直流电源(直流偏置)+12v,其第二次级输出端12外接下级电路。 如图2所示，所述第一组共基极放大电路包括第一电感17以及四个并联的放大电路单元，每个放大电路单元均包括放大电路单元包括第一电容15、第一三极管20、第一电阻16、第一二极管18、第二电容19和第二电阻21，第一电容15的正极连接后端输出变压器14的第一初级输出端6，第一电容15的负极连接第一三极管20的发射极；第一三极管 20的基极通过第二电阻21外接直流电源+1. 9v ；第一三极管20的集电极连接后端输出变压器14的第一次级输入端7 ；第一电阻16的一端连接第一三极管20的发射极，第一电阻 16的另一端连接第一电感17下地；第一二极管18的正极连接第一三极管20的发射极；第一二极管18的负极连接第一三极管20的基极；所述第二电容19的正极连接第一三极管20 的基极，第二电容19的负极接地；所述第二电阻21的一端连接第一三极管20的基极，第二电阻21的另一端外接直流电源+1. 9v。各放大电路单元的第一电阻16的接第一电感端均相互连接，各放大电路单元的第二电阻21的接直流电源端均相互连接；各放大电路单元的第一三极管20的集电极相互连接，各放大电路单元的第一电容15的正极相互连接。 所述第二组共基极放大电路包括第二电感22以及四个并联的放大电路单元，如图2所示，每个放大电路单元均包括第三电容24、第二三极管27、第三电阻23、第二二极管 26、第四电容25和第四电阻28，第三电容24的正极连接后端输出变压器14的第二初级输出端10，第三电容24的负极连接第二三极管27的发射极，第二三极管27的基极通过第四电阻28连接直流电源+1. 9v，第二三极管27的集电极连接后端输出变压器14的第二次级输入端11 ；第三电阻23的一端连接第二三极管27的发射极，第三电阻23的另一端连接第二电感22下地；第二二极管26的正极连接第二三极管27的发射极，第二二极管26的负极连接第二三极管27的基极；所述第四电容25的正极连接第二三极管27的基极，第四电容 25的负极接地；所述第四电阻28的一端连接第二三极管27的基极，第四电阻28的另一端外接直流电源+1.9v ；各放大电路单元的第三电阻23的接第二电感端相互连接，各放大电路单元的第四电阻28的接直流电源端相互连接；各放大电路单元的第二三极管27的集电极相互连接，各放大电路单元的第三电容24的正极相互连接。所述第一三极管、第二三极管均为晶体三极管。所述前 端输入变压器13为非平衡转平衡变压器。所述后端输出变压器14为平衡转非平衡变压器。本实施例中，前端输入变压器的匝数比为4 4，考虑到在短波频段上使用，特选用双孔磁环2843000202材料。外部输入的非平衡信号通过该变压器转为两路平衡信号输出，并与外部输入端口实现阻抗匹配。可以通过改变此变压器匝数比调节增益指标。中端放大电路采用对称的四路并联共基极A类放大电路，本实施例中的三极管采用BFP196W。前端输入变压器输出的两路平衡信号各分成四路，输入至各个三极管的发射极，经三极管从集电极输出。三极管的外围电源和电阻为晶体管提供直流偏置。各三极管的基极电容将有效的降低整个放大管的噪声系数；发射极的电容起到隔直流的作用。该电路将大大降低放大器的噪声系数并大大提高其动态范围，同时降低单管功耗，提升放大器的稳定度。并且采用的推挽工作方式，对提高放大器的动态范围更加有利。本实施例中，前端输入变压器13的匝数比为4 4，后端输出变压器的匝数比为 2:2:6:6:8。考虑到使用频段、阻抗、线间电容及漏感，使用双孔磁环2861000202 材料。中端放大电路输出的两路平衡信号经此变压器合成后输出，并实现与输出端口之间的阻抗匹配，可以通过此变压器的匝数比调节放大器输出增益。当第一电阻、第三电阻取为56 Ω时，该放大器的参数如下
"^l测试指标
输入、输出驻波比(50 Ω端口)sS 1. 12
增益+5.6dB
噪声系数^ 1. 2dB
输出IdB压缩点^ 28dBm
输出二阶截点^ 75. 6dBm
输出三阶截点S 53. 6dBm上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.用于无线通信接收前端的放大器，其特征在于包括前端输入变压器、中端放大电路和后端输出变压器，所述中端放大电路包括第一组共基极放大电路和第二组共基极放大电路；所述前端输入变压器的第一初级输入端外接外部输入信号源，其第二初级输入端接地，其第一次级输出端连接后端输出变压器的第一初级输入端，其第二次级输出端连接后端输出变压器的第二初级输入端；所述第一组共基极放大电路的输入端连接后端输出变压器的第一初级输出端，其输出端连接后端输出变压器的第一次级输入端；所述第二组共基极放大电路的输入端连接后端输出变压器的第二初级输出端，其输出端连接后端输出变压器的第二次级输入端；所述后端输出变压器的第一次级输出端外接直流电源，其第二次级输出端外接下级电路。
2.根据权利要求1所述的用于无线通信接收前端的放大器，其特征在于所述第一组共基极放大电路包括第一电感以及若干个并联的放大电路单元，每个放大电路单元均包括第一电容、第一三极管、第一电阻、第一二极管、第二电容和第二电阻，所述第一电容的正极连接后端输出变压器的第一初级输出端，其负极连接第一三极管的发射极；第一三极管的基极连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端外接直流电源；第一三极管的集电极连接后端输出变压器的第一次级输入端；第一电阻的一端连接第一三极管的发射极，另一端连接第一电感的一端，第一电感的另一端接地；第一二极管的正极连接第一三极管的发射极，其负极连接第一三极管的基极；所述第二电容的正极连接第一三极管的基极，其负极接地； 各放大电路单元的第一电阻的接第一电感端相互连接，各放大电路单元的第二电阻的外接直流电源端相互连接；各个放大电路单元的第一三极管的集电极相互连接，且各个放大电路单元的第一电容的正极相互连接。
3.根据权利要求2所述的用于无线通信接收前端的放大器，其特征在于所述第二组共基极放大电路包括第二电感以及若干个并联的放大电路单元，每个放大电路单元均包括第三电容、第二三极管、第三电阻、第二二极管、第四电容和第四电阻，所述第三电容的正极连接后端输出变压器的第二初级输出端，其负极连接第二三极管的发射极；第二三极管的基极连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端外接直流电源；第二三极管的集电极连接后端输出变压器的第二次级输入端；第三电阻的一端连接第二三极管的发射极，另一端连接第二电感的一端，第二电感的另一端接地；第二二极管的正极连接第二三极管的发射极，其负极连接第二三极管的基极；所述第四电容的正极连接第二三极管的基极，其负极接地； 各放大电路单元的第三电阻的接第二电感端相互连接，各放大电路单元的第四电阻的外接直流电源端相互连接；各个放大电路单元的第二三极管的集电极相互连接，且各个放大电路单元的第三电容的正极相互连接。
4.根据权利要求3所述的用于无线通信接收前端的放大器，其特征在于所述第一组共基极放大电路、第二组共基极放大电路均分别包括2 10个并联的放大电路单元。
5.根据权利要求3所述的用于无线通信接收前端的放大器，其特征在于所述第一三极管、第二三极管均为晶体三极管。
6.根据权利要求3所述的用于无线通信接收前端的放大器，其特征在于所述前端输入变压器为非平衡转平衡变压器。
7.根据权利要求3所述的用于无线通信接收前端的放大器，其特征在于所述后端输出变压器为平衡转非平衡变压器。
专利摘要本实用新型提供了用于无线通信接收前端的放大器，包括前端输入变压器、第一组共基极放大电路、第二组共基极放大电路和后端输出变压器，前端输入变压器的第一次级输出端、第二次级输出端分别连接后端输出变压器的第一初级输入端、第二初级输入端；第一组共基极放大电路的输入端连接后端输出变压器的第一初级输出端，其输出端连接后端输出变压器的第一次级输入端；第二组共基极放大电路的输入端连接后端输出变压器的第二初级输出端，其输出端连接后端输出变压器的第二次级输入端；后端输出变压器的第一次级输出端接直流电源(直流偏置)，其第二次级输出端外接下级电路。本实用新型具有噪声系数超低、动态范围较高等优点。
文档编号H03F1/26GK201976071SQ20112011059
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者俞森吉, 张路明 申请人:广州海格通信集团股份有限公司