一种共基差分低噪声放大器设计

时间:2010-11-24来源:网络

2.2.1 可变增益放大器的设计
可变增益放大器的电路如图2所示,模块VGLNA采用两级放大,整个电路的增益主要来自第一级由VQ1、VQ2组成的共基放大器,射频信号RFI1和RFI2分别由VQ1和VQ2的射极输入。第二级为射随放大器电路,具有高输入电阻、低输出电阻和近似为单位1的电压增益,对总体增益基本没有贡献。

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设连接VQ1、VQ2集电极的串联电阻为RC,连接VQ1、VQ2发射极的串联电阻为RE。RE用来设置合适的工作点,而RC则是把输出电流转换为电压。室温下,VQ1、VQ2的单管增益为:
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输入管VQ1、VQ3的基极电压与集电极电流的关系如图3所示,可以看出基极电压与电流的关系。假设VQ3、VQ4不工作,即VIN2的电压值小于0.9 V。若流过VQ1的电流Ic为340 μA,Rc为2 kΩ。则Av=24,即VQ1,VQ2的单管增益为27 dB。

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RFI1、RFI2输入信号的工作点电压为:
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VQ3、VQ4管的作用是通过分流减小VQ1、VQ2管的增益。升高IN2点的电压可使VQ3、VQ4管导通。改变VIN1,VIN2的电压值,使流过VQ1的电流减小,流过VQ3的电流增大,VQ1管增益减小。为满足增益变化,且输出不大于100 mV的限制,要求控制电压VIN1的变化范围为1.7l~1.69 V,VIN2的范围为0.9~1.71 V。
2.2.2 增益控制级的设计
模块CON2是一个比较器电路,通过改变输入VAGC_N和VAGC_P的电压值,对VIN1和VIN2进行控制。根据VGLNA的目标要求,VIN1的变化范围为1.7l~1.69 V,VIN2的范围为0.9~1.71 V,模块CON2的输出要达到这个要求。
2.2.3 增益控制级CON1的设计
模块CON1的作用是对VIN1和VIN2的值进行反馈控制。CON1的电路如图4所示,IN1,IN2作为模块CON1比较器的一个输入电压VN,与另一端的基准电压VR进行比较。假设VIN2=0.9 V,即VQ2管不工作,同时模块CON2的VQ12管也不工作。由于节点IN1的电平VIN1较低,导致VN>V R,I1I2,且I1=I3,则I2>I3,要从CON2的比较器的节点OUT中抽取一部分电流Io,等效于CON2的比较器多了一个电流源。这样流过VQ11一路的电流增大,VIN1也增大。VIN1反馈到CON1的VQ1管,使VN逐渐接近基准电压VR。当VN=VR时,I1=I2,则I3=0,这时CON1对CON2没有控制作用,流过VQ1、VQ2的总电流达到了一个恒定的值。

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关键词: 共基 差分 低噪声 放大器设计

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