一種自適應干擾信號擴大裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種自適應干擾信號擴大裝置，包括信號源、輸入匹配網絡、有源器件、直流偏置、輸出匹配網絡和負載；所述信號源的輸出端連接輸入匹配網絡的輸入端，輸入匹配網絡的輸出端連接有源器件的輸入端，有源器件的輸出端連接輸出匹配網絡的輸入端，輸出匹配網絡的輸出端連接至負載的輸入端；所述直流偏置的輸出端連接至有源器件。本發明專利技術能夠實現干擾匹配和功率增益匹配，不僅能夠達到干擾信號擴大器的最小干擾系數，而且能夠實現功率的最大傳輸。

【技術實現步驟摘要】
一種自適應干擾信號擴大裝置
本專利技術屬于電子設備與信號接收
，涉及一種信號擴大裝置，尤其是一種應用在集成電路設計中的自適應干擾信號擴大裝置。
技術介紹
干擾信號擴大器是接收機系統中的第一個信號擴大器，它的主要功能就是放大接收到的信號并傳輸到下一級，并且自身增加的干擾應盡量小。因此要求干擾信號擴大器具有足夠的增益，并且干擾系數要非常低。然而在進行干擾信號擴大器設計時，實現最小干擾系數和實現最大功率傳輸之間存在矛盾。在進行輸入匹配設計時，將信號源與晶體管的輸入阻抗之間進行共軛匹配，便可以獲得最大功率傳輸，即獲得最大增益；相應地為了獲得最小的干擾系數，必須將信號源匹配到晶體管的干擾最優源阻抗，以使信號擴大器得到最佳的干擾性能。然而這兩者通常是不相等的，設計者只能在兩者之間進行權衡取舍，很難同時實現干擾匹配和功率增益匹配。隨著集成電路產業的飛速發展，單一芯片中集成的功能越來越多，晶體管數量也不斷增加，隨之而來的是芯片的功耗在不斷增加。盡管不斷降低芯片的工作電壓、改進工藝，使用各種方法降低芯片的功耗，但功耗仍然是當今集成電路設計中最令工程師頭痛的問題之一。在干擾信號擴大器中同樣存在低功耗問題，如何實現低功耗設計是目前的研究熱點，特別是在功耗約束條件下實現最小干擾系數和最大功率傳輸的自適應。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種自適應干擾信號擴大裝置，該裝置能夠實現干擾匹配和功率增益匹配，不僅能夠達到干擾信號擴大器的最小干擾系數,而且能夠實現功率的最大傳輸。本專利技術的目的是通過以下技術方案來解決的這種自適應干擾信號擴大裝置，包括信號源、輸入匹配網絡、有源器件、直流偏置、 輸出匹配網絡和負載；所述信號源的輸出端連接輸入匹配網絡的輸入端，輸入匹配網絡的輸出端連接有源器件的輸入端，有源器件的輸出端連接輸出匹配網絡的輸入端，輸出匹配網絡的輸出端連接至負載的輸入端；所述直流偏置的輸出端連接至有源器件。進一步的，該裝置的電路包括第一 MOS晶體管、第二 MOS晶體管、第一電阻、第二電阻、負載電阻、限流電阻、第一電感、第二電感、第一電容、第二電容和隔直電容；其中第一 MOS晶體管作為信號擴大器件按照共源結構連接，第二電感連接在第一 MOS管的源極和地電位之間，其提供的串聯負反饋效應使第一 MOS管柵極的輸入阻抗等于或近似等于干擾最優源阻抗的共軛，第一 MOS管的漏極通過第二電容和負載電阻接地電位；第一電容和第一電感組成一個L型輸入匹配網絡，其中一端與第一 MOS管柵極相連，另一端通過隔直電容與信號源連接；第二電容和第四電感組成一個L型輸出匹配網絡,其中一端與第一MOS管漏極相連，另一端與負載連接；限流電阻一端與電源Vdd相連，另一端與第四電感相連；第二 MOS管、第一電阻和第二電阻組成電流鏡電路，第二 MOS管的柵極和漏極相連，源極接地電位， 第一電阻的一端與電源Vdd相連,另一端與第二 MOS管的漏極相連,第二電阻的一端與第二 MOS管的柵極相連，另一端連接在隔直電容和第一電感的公共連接點上。與現有技術相比較，本專利技術提出的自適應的干擾信號擴大裝置，其優點與效果是(I)本專利技術提出的干擾信號擴大器在輸入級同時實現了干擾匹配和功率增益匹配，不僅能夠達到干擾信號擴大器的最小干擾系數，而且實現了功率的最大傳輸。(2)本專利技術通過合理地選擇晶體管，可以在功耗約束條件下實現干擾信號擴大器輸入級的自適應。(3)本專利技術提出的設計方法簡單，能夠被設計者很容易的掌握并應用在集成電路設計中。附圖說明圖I為本專利技術的設計原理圖2為本專利技術的自適應干擾信號擴大器實施例電路圖。其中1為信號源；2為輸入匹配網絡；3為有源器件；4為直流偏置；5為輸出匹配網絡；6為負載。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術做進一步詳細描述參見圖1，本專利技術的自適應干擾信號擴大裝置，包括信號源I、輸入匹配網絡2、有源器件3、直流偏置4、輸出匹配網絡5和負載6 ;所述信號源I的輸出端連接輸入匹配網絡 2的輸入端，輸入匹配網絡2的輸出端連接有源器件3的輸入端，有源器件3的輸出端連接輸出匹配網絡5的輸入端，輸出匹配網絡5的輸出端連接至負載6的輸入端；直流偏置4的輸出端連接至有源器件3。本專利技術的具體電路圖如圖2給出的一個具體實施例所示，該電路圖包括第一 MOS 晶體管Ml、第二 MOS晶體管M2、第一電阻R1、第二電阻R2、負載電阻&、限流電阻Rd、第一電感L1、第二電感Ls、第一電容C1、第二電容C2和隔直電容C。；其中第一 MOS晶體管Ml作為信號擴大器件按照共源結構連接，第二電感Ls連接在第一 MOS管Ml的源極和地電位之間，其提供的串聯負反饋效應使第一 MOS管Ml柵極的輸入阻抗等于或近似等于干擾最優源阻抗的共軛，第一 MOS管Ml的漏極通過第二電容C2和負載電阻Rlj接地電位；第一電容C1和第一電感L1組成一個L型輸入匹配網絡2,其中一端與第一 MOS管Ml柵極相連,另一端通過隔直電容Cc與信號源連接；第二電容C2和第四電感Ld組成一個L型輸出匹配網絡5，其中一端與第一 MOS管Ml漏極相連，另一端與負載6連接；限流電阻Rd —端與電源Vdd相連，另一端與第四電感Ld相連；第二 MOS管M2、第一電阻R1和第二電阻R2組成電流鏡電路，第二 105管仏的柵極和漏極相連，源極接地電位，第一電阻R1的一端與電源Vdd相連，另一端與第二皿^管仏的漏極相連，第二電阻R2的一端與第二皿^管仏的柵極相連，另一端連接在隔直電容C。和第一電感L1的公共連接點上。綜上所述，圖2中的第一 MOS管Ml按照其共源組態相連接。由功耗約束干擾優化技術可知，當在功耗約束條件下進行設計時，晶體管的尺寸由下面公式所決定權利要求1.一種自適應干擾信號擴大裝置，其特征在于，包括信號源(I)、輸入匹配網絡(2)、有源器件(3)、直流偏置(4)、輸出匹配網絡(5)和負載(6);所述信號源(I)的輸出端連接輸入匹配網絡(2)的輸入端，輸入匹配網絡(2)的輸出端連接有源器件(3)的輸入端，有源器件(3)的輸出端連接輸出匹配網絡(5)的輸入端，輸出匹配網絡(5)的輸出端連接至負載(6)的輸入端；所述直流偏置(4)的輸出端連接至有源器件(3)。2.根據權利要求I所述的自適應干擾信號擴大裝置，其特征在于，該裝置的電路包括第一 MOS晶體管(Ml)、第二 MOS晶體管(M2)、第一電阻(凡)、第二電阻(R2)、負載電阻(RJ、限流電阻(Rd)、第一電感(U)、第二電感(Ls)、第一電容(C1X第二電容(C2)和隔直電容(Cc);其中第一 MOS晶體管(Ml)作為信號擴大器件按照共源結構連接，第二電感(Ls)連接在第一 MOS管(Ml)的源極和地電位之間，其提供的串聯負反饋效應使第一 MOS管(Ml)柵極的輸入阻抗等于或近似等于干擾最優源阻抗的共軛，第一 MOS管(Ml)的漏極通過第二電容(C2)和負載電阻( )接地電位；第一電容(C1)和第一電感(L1)組成一個L型輸入匹配網絡(2)，其中一端與第一 MOS管(Ml)柵極相連，另一端通過隔直電容(C。)與信號源連接；第二電容(C2)和第四電感(Ld)組成一個L型輸出匹配網絡(5),其中一端與第一 MOS管(Ml)漏極相連，另一端與負載(6)連接；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自適應干擾信號擴大裝置，其特征在于，包括信號源（1）、輸入匹配網絡（2）、有源器件（3）、直流偏置（4）、輸出匹配網絡（5）和負載（6）；所述信號源（1）的輸出端連接輸入匹配網絡（2）的輸入端，輸入匹配網絡（2）的輸出端連接有源器件（3）的輸入端，有源器件（3）的輸出端連接輸出匹配網絡（5）的輸入端，輸出匹配網絡（5）的輸出端連接至負載（6）的輸入端；所述直流偏置（4）的輸出端連接至有源器件（3）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王斯剛，屈學民，文峻，尚永兵，李維娜，張敏，
申請(專利權)人：中國人民解放軍第四軍醫大學，
類型：發明
國別省市：