[发明专利]用于无线接收器的放大器

说明书

技术领域

本发明总体涉及通信系统，尤其涉及无线接收器中的射频（RF）放大器。

背景技术

可以采取本部分中所描述的方案，但这些方案不一定是先前已构思或采取的方案。因此，除非本文另有说明，否则本部分中所描述的方案对于本申请中的权利要求书而言并非为现有技术，且不能因包含在本部分中而被认为是现有技术。此外，所有实施方式不一定用来解决本部分中所提出的全部或者甚至任一问题。

射频（RF）系统通常包括天线，该天线通过前端模块（FEM）连接至RF接收器和RF发射器。例如，RF接收器可包括低噪声放大器（LNA），以及RF发射器可包括功率放大器（PA）。

即使RF接收器在接收天线处的高功率的阻塞信号时，RF接收器必须保持它们的性能。在频分双工（FDD）系统中通常是这种情况，其中，RF发射器发送高电平信号而RF接收器接收低电平信号。通常，阻塞信号在RF接收器的低噪声放大器（LNA）之前被滤波，有时在LNA之后被滤波。

在一些情况中，在输入的阻塞信号和自身的传输信号泄漏之间的互调产物（由于在放大器PA和LNA之间的有限的隔离）可落入低电平接收信号的频率带宽中。在该情况中，RF接收器灵敏度受到损害并且性能低于需求。

根据发送-接收频率间隔和阻塞信号频谱位置，这些情况可非常频繁地出现。通过目标RF通信系统的标准化组织指定阻塞信号的电平。

此外，在大多数现代移动通信装置中，RF系统，即，蜂窝射频集成电路（RF-IC），与其他无线电引擎（例如，蓝牙和无线LAN）共存。在该情况下，阻塞信号来自发射器，从而呈现出非常高的功率电平。即使具有在无线电引擎之间的良好的天线隔离以及在蜂窝天线和接收路径的输入端之间的良好的RF滤波性能，互调产品可完全降低接收器的灵敏度。

为了克服该共存的问题，必须设计高度线性的RF前端（LNA和混频器）。

目前，现有的RF CMOS前端解决方案是使用用于输出负载和用于反馈回路的电感器以实现LNA电路中的高线性度。这样的部件需要大的面积，从而以良好的品质因数正确地集成。

其他解决方案使用厚的氧化物MOS装置以及上述标称过程供给电压。这样的装置在制造期间需要附加的过程掩膜，这明显增大了批量生产中的总加工成本。此外它们略微增大了RF前端的总功耗。

其他解决方案包括在LNA输出端处的无源转移阻抗滤波。由于以阻塞频率的输入阻抗将增大以及相应地在放大器输入端的电压摆动，因此该技术不能对反馈LNA有效地作用。此外，该滤波器需要大的电容器面积以正常工作，伴随产生附加的RF相位。

美国专利US6,288,609描述了具有自动增益控制（AGC）系统的两级LNA，该自动增益控制（AGC）系统控制第二级（VGA）的增益和第一级（放大器反馈级）的偏置，以分别实现增益控制和线性增强。当线性增强起作用时，总的LNA增益不保持恒定，因此噪音性能降低。

美国专利US7,746,169描述了具有如下两种可行的操作模式的LNA：用于线性改善的失真取消模式（PDC）和用于灵敏度情况的高增益模式。为了改善LNA线性，附加的有源器件被用来取消通过主有源器件产生的三阶互调产物。此外，增益降低且从而功耗将增大。PDC具有栅极至源极电压依赖性且对装置不匹配敏感。因此，其需要正确的校准方法以实现线性改善。

美国专利US7,266,360描述了这样一种RF放大器：该RF放大器包括寄生电容取消系统、图像频率滤波部和增益可控部。如上文描述的系统，总的LNA增益不保持恒定，因此噪音性能降低。

需要用于在保持放大器的总增益和功耗不变的同时增强放大器的线性的改善的方法和装置。

发明内容

为了解决这些需求，本发明的第一方面涉及一种用于无线接收器的放大器，所述放大器包括：电压放大器模块，所述电压放大器模块具有可在第一电压增益值和高于所述第一增益值的第二电压增益值之间切换的电压增益；和电阻模块，所述电阻模块具有可在第一电阻值和高于所述第一电阻值的第二电阻值之间切换的电阻，所述电压放大器模块的输出端连接到所述电阻模块的输入端，所述放大器还包括一组开关，所述开关被配置成设置电压增益值和电阻值，所述放大器可以下列模式操作：

-标称操作模式，在所述标称操作模式中，电压增益值被设置成所述第二电压增益值，电阻值被设置成所述第二电阻值，和