[发明专利]具有包络检测功能的低噪声放大器

说明书

本发明属于集成电路技术领域，具体为具有包络检测功能的低噪声放大器。该具有包络检测功能的低噪声放大器在低噪声放大器的基础上添加了一条包络检测支路，它可以在输入信号被放大前提取包络，改变输入偏置电压，从而抑制带内干扰，同时保持较小的噪声系数和低功耗，并且适合长距离的无线应用。该低噪声放大器还可级联使用，进一步增加信号干扰比。为了减少PVT变化导致的非恒定包络干扰，还提出了一种包络反馈环路，可以自动校准输出包络。这种具有包络检测功能的低噪声放大器同时兼顾电压动态范围和噪声性能两个重要指标，为无线网络应用的多网络共存提供了前提条件。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种具有包络检测功能的低噪声放大器。

背景技术

随着物联网的发展，可供使用的工业科学医学（ISM）带宽，例如2.4GHz频段，变得越来越拥挤，因此无线网络面临着多网共存的挑战。为了得到一个稳定的无线连接，相关接收器不仅要能够阻断带外干扰，而且要能够抑制高强度的无法由前端声表面/体表面期间滤波掉的带内干扰，然而，为了延长电池寿命，最先进的应用技术均采用了超低电源电压（≤1V），这非常不利于阻止带内干扰。

为了改善干扰又保持低功耗，一些文献^[1][2]提出了采用非线性抑制器来阻断干扰，这些非线性技术有两个显著优点，其一，传统的技术依赖频率且消耗大量能耗来实现高Q值滤波，与传统的技术不同，非线性抑制器与频率无关并且只需要使用干扰的包络信息来调节非线性方程，进而抑制干扰；其二，他们的电压动态范围可以通过移动线性范围来拓宽，因此并不受电源电压影响。然而这些非线性抑制器需要权衡他们的噪声性能和动态范围，因此不适合长距离无线应用。

为了解决以上的问题，我们提供了一种具有包络检测功能的低噪声放大器，它利用了非线性方法来抑制干扰，同时最小化了噪声系数的恶化。

[1] E. J.G. Janssen et al., “A 1.8GHz Amplifier with 39dB Frequency-Independent Smart Self-Interference Blocker Suppression,” RFIC Symp. Dig. Papers, pp. 98-100, Jun. 2012

[2] D. Ye et al., “An Ultra-Low-Power Receiver Using Transmitted-Reference and Shifted-Limiters for In-band Interference Resilience,” ISSCC Dig. Tech. Papers, pp. 438-439, Feb. 2016.。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种具有包络检测功能的低噪声放大器。

本发明提供的具有包络检测功能的低噪声放大器，它在基于反相器的低噪声放大器的基础上添加了一条包络检测支路，它可以在输入信号被放大前提取包络信息,调整输入信号的偏置电压，使低噪声放大器的输出不会被低电源电压截断。

具体的，该包络检测支路由包络检测器、电压倍增器和镜像偏置电路依次连接组成，其中，电压倍增器的输出连接到镜像偏置电路的电源处，电压倍增器起到抵消镜像偏置电路导致的电压变化的作用，该支路可连接在低噪声放大器输入端的隔直电容的两端。

进一步，该具有包络检测功能的低噪声放大器，可以通过增加放大器的宽长比改善平均噪声系数，因此低噪声放大器的宽长比是可调的。

本发明提出的具有包络检测功能的低噪声放大器，可以采用级联的形式使用，从而进一步改善信号干扰比；级联形式的低噪声放大器中，各级低噪声放大器，包络检测支路由包络检测器、负单位增益缓冲器、电压倍增器和镜像偏置电路依次相连组成；同样的，电压倍增器的输出连接到镜像偏置电路的电源处。