[发明专利]一种具有噪声抵消电路的全差分功率电流放大器

说明书

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种具有噪声抵消电路的全差分功率电流放大器。

背景技术

全差分功率电流放大器的输出信号为差分的电流，当其具有足够大的增益时，可以直接驱动混频器的开关级，省去混频器的跨导级，从而形成一种新型的射频前端电路，与传统射频前端电流相比，该电路具有更高的线性，工艺一致性和鲁棒性。

然而，由于功率电流放大器中反馈网络的噪声贡献较大（约占20%，见参考文献[1]）,在构成对称的差分结构时，反馈网络的噪声也相应地翻倍，导致整个放大器的噪声性能受到反馈网络的严重制约。为了减小全差分功率电流低噪声放大器中反馈网络（尤其是电流并联负反馈网络，如用变压器实现）的噪声贡献，本发明提出了一个抵消无源差分电流并联负反馈网络所产生噪声的方法。

目前尚无相关的文献介绍，亦未搜到相关的专利文件。

参考文献

[1]Xiaolong Li and Wouter A.Serdijn,“On the Design of Broadband Power-to-Current Low Noise Amplifiers,”IEEE Transactions on Circuits and Systems-I:Regular Papers,vol.59，no.3，pp.493-504,March 2012.

发明内容

本发明的目的所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种具有噪声抵消电路的全差分功率电流放大器。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有噪声抵消电路的全差分功率电流放大器，包括全差分功率电流放大器本体，还包括噪声抵消电路，所述的噪声抵消电路由两条结构相同的抵消支路构成，每条抵消支路都由依次级联的电流检测级、电流‐电压转换级、电压‐电流转换级和混合电流合成级构成；信号源分别与全差分功率电流放大器本体和每条抵消支路的电流检测级的输入端连接，全差分功率电流放大器本体的输出端分别与每条抵消支路的混合电流合成级的输入端连接，每条抵消支路的混合电流合成级的输出端分别接负载。

所述全差分功率电流放大器本体由两条结构相同的放大支路构成，每条放大支路都与抵消支路对应设置，每条放大支路都由Nullor、电流并联负反馈网络、电流串联负反馈网络构成；所述两个电流并联负反馈网络分别为第一、第二变压器，所述两个电流串联负反馈网络为第一、第二电阻；上述第一变压器的初级线圈的同名端与第一Nullor的反相输出端相连，第一变压器的初级线圈的同名端分别与第一Nullor的同相输入端以及信号源连接；第一变压器次级线圈的同名端与对应的混合电流合成级的输入端相连，第一变压器次级线圈的异名端接地；第一电阻的一端连接第一Nullor的反相输入端和同相输出端。

上述第二变压器的初级线圈的同名端与第二Nullor的反相输出端相连，第二变压器的初级线圈的同名端分别与第二Nullor的同相输入端以及信号源连接；第二变压器次级线圈的同名端与对应的混合电流合成级的输入端相连，第二变压器次级线圈的异名端接地；第二电阻的一端连接第二Nullor的反相输入端和同相输出端；第一、第二电阻的另一端相互连接。

所述的电流检测级采用电流传感器或集成变压器。

所述的混合电流合成级采用电流加法器或减法器。

所述的电流-电压信号转换级采用无源或有源的电流-电压转换电路。

本发明的一种具有噪声抵消电路的全差分功率电流放大器具有如下优点和有益效果：

1.由于本发明的一种具有全差分功率电流放大器可以抵消电流并联负反馈网络的噪声，因此可以减小电流并联负反馈网络对放大器的噪声贡献，从而提高整个放大器的噪声性能。

2.由于本发明的一种具有全差分功率电流放大器其噪声抵消电路检测和处理的是差分的电流信号，因此噪声抵消电路的引入不会影响原差分功率电流放大器的拓扑结构。

3.由于本发明的一种具有全差分功率电流放大器其噪声抵消电路构成对称的差分结构，因此在其两对称的混合电流合成级输出的信息信号叠加后，在提高增益的同时保持了较高的共模抑制比，工艺一致性和鲁棒性。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

图2是图1的具体实现示意图。

图1和图2中：10、20.电流检测级，11、21.电流-电压转换级12、22.电压-电流转换级，13、23.混合电流合成级，30、40.Nullor，31、41.变压器。