低噪声放大启动电路的制作方法

1.本技术实施例涉及射频电路技术领域，尤其涉及一种低噪声放大启动电路。


背景技术：

2.如图1，为经典的共源共栅射频低噪声放大器电路。其中，对于共源管栅极偏置电路中的电阻r1通常为大电阻，以提高噪声系数性能。而对于共栅管栅极偏置电路中电阻r2和电容cg，其中r2起到减小射频信号对vc的影响；而cg的作用是滤除栅极的射频信号，其主要是从m1漏端通过m1寄生栅漏电容泄露到栅极的射频信号，通常其容值越大对射频性能越好。但是r1、r2和cg等越大，那么就会导致整个电路启动时间变慢。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型实施例所解决的技术问题之一在于提供一种低噪声放大启动电路，用以克服现有技术中，低噪声放大启动电路的共源管栅极偏置电路电阻过大，导致整个电路启动时间变慢的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供一种低噪声放大启动电路，其包括：模拟控制电路、第一触发电路、第二触发电路、第一偏置充电支路、第二偏置充电支路和放大电路，其中，所述放大电路包括第一放大支路和第二放大支路；所述模拟控制电路分别与所述第一触发电路和所述第二触发电路电连接；所述第一偏置充电支路的一端与所述第一触发电路电连接，所述第一偏置充电支路的另一端与所述第一放大支路电连接，所述第一触发电路用于控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电；所述第二偏置充电支路的一端与所述第二触发电路电连接，所述第二偏置充电支路的另一端与所述第二放大支路电连接，所述第二触发电路用于控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电。
5.在本技术的另一实现方式中，所述第一偏置充电支路包括第一共源场效应管和第一开关；所述第一共源场效应管的栅极与所述第一开关的一端电连接，所述第一开关的另一端接地，所述第一共源场效应管的漏极与所述第一放大支路电连接，其中，所述第一触发电路与所述第一开关电连接，用于控制所述第一开关的通断。
6.在本技术的另一实现方式中，所述第二放大支路包括第一偏置电阻、放大器和第二开关；所述第一偏置电阻的一端与所述第二偏置充电支路电连接，所述第一偏置电阻的另一端与所述放大器电连接；所述第二开关的两端分别与所述降噪电路的两端电连接，其中，所述第二触发电路与所述第二开关电连接，用于控制所述第二开关的通断。
7.在本技术的另一实现方式中，所述第一触发电路包括第一脉冲信号单元，所述第二触发电路包括第二脉冲信号单元，所述模拟控制电路生成第一触发信号和第二触发信号，其中，第二触发信号延后于第一触发信号；所述第一脉冲信号单元根据所述第一触发信号控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电；所述第二脉冲信号单元根据所述第二触发信号控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电。
8.在本技术的另一实现方式中，所述第一脉冲信号单元根据所述第一触发信号控制
所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电，包括：所述第一脉冲信号单元根据所述第一触发信号的上升沿生成第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电。
9.在本技术的另一实现方式中，所述第二脉冲信号单元根据所述第二触发信号控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电，包括：所述第二脉冲信号单元根据所述第二触发信号的上升沿生成第二控制信号并根据所述第二触发信号的下降沿生成第三控制信号，所述第二控制信号用于控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电，所述第三控制信号用于控制所述第二放大支路放电。
10.在本技术的另一实现方式中，所述低噪声放大启动电路还包括第三触发电路，所述第一放大支路还包括第二偏置电阻、放大器和第三开关；所述第二偏置电阻的一端与所述第一偏置充电支路电连接，所述第二偏置电阻的另一端与所述放大器电连接；所述第三开关的两端分别与所述第二降噪电路的两端电连接，其中，所述第三触发电路与所述第三开关电连接，用于控制所述第三开关的通断。
11.在本技术的另一实现方式中，所述低噪声放大启动电路还包括第四触发电路，所述第二偏置充电支路包括第二共源场效应管和第四开关；所述第二共源场效应管的栅极与所述第四开关的一端电连接，所述第四开关的另一端接地，所述第二共源场效应管的漏极与所述第一放大支路电连接，其中，所述第四触发电路与所述第四开关电连接，用于控制所述第四开关的通断。
12.在本技术的另一实现方式中，所述放大器包括第一电感、第二电感、第一放大场效应管、第二放大场效应管；其中，所述第一放大场效应管的漏极与所述第二放大场效应管的源极电连接，所述第一电感与所述第一放大场效应管的源极电连接，所述第二电感与所述第二放大场效应管的漏极电连接；所述第一偏置电阻与所述第一放大场效应管的栅极电连接，所述第二偏置电阻与所述第二放大场效应管的栅极电连接。
13.在本技术的另一实现方式中，所述放大电路还包括信号输入端和信号输出端。
14.本技术实施例提供的低噪声放大启动电路，第一偏置充电支路的一端与第一触发电路电连接，第一偏置充电支路的另一端与第一放大支路电连接，第一触发电路用于控制第一偏置充电支路对第一放大支路充电；第二偏置充电支路的一端与第二触发电路电连接，第二偏置充电支路的另一端与第二放大支路电连接，第二触发电路用于控制第二偏置充电支路对第二放大支路充电，上述方式可以在保证电路放大效能的前提下，加快电路的启动时间。
附图说明
15.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比值绘制的。附图中：
16.图1为示例的共源共栅射频低噪声放大器电路的结构图；
17.图2为示例的低噪声放大启动电路的结构图；
18.图3为本技术实施例提供的一种低噪声放大启动电路的结构图；
19.图4为本技术实施例提供的一种低噪声放大启动电路的结构图；
20.图5为本技术实施例提供的一种低噪声放大启动电路的结构图；
21.图6为本技术实施例提供的一种低噪声放大启动电路的结构图；
22.图7为本技术实施例提供的一种低噪声放大启动电路的波形图；
23.图8为本技术实施例提供的一种低噪声放大启动电路的结构图。
具体实施方式
24.下面结合本实用新型实施例附图进一步说明本实用新型实施例具体实现。
25.现有的低噪声放大启动电路，如图2所示，通过加大电流ib1和ib2，可以加快启动时间。由于电路启动时，vc电压通过ib2进行充电，所以ib2的增大可以加快vcg的建立；而ib1的增大，会使ib3增大，同理可以加快vbg电压的建立，但是这种方法在稳态工作下就会增大静态功耗。此外，也可以通过减小射频电路这边的m0、m1场效应管的尺寸，或者通过减小r2、r1和cg来加快启动时间，但上述方式均会造成射频性能变差。
26.图3示出了本技术的一个实施例的一种低噪声放大启动电路的结构图。该低噪声放大启动电路，包括：模拟控制电路、第一触发电路、第二触发电路、第一偏置充电支路、第二偏置充电支路和放大电路，其中，所述放大电路包括第一放大支路和第二放大支路；所述模拟控制电路分别与所述第一触发电路和所述第二触发电路电连接；所述第一偏置充电支路的一端与所述第一触发电路电连接，所述第一偏置充电支路的另一端与所述第一放大支路电连接，所述第一触发电路用于控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电；所述第二偏置充电支路的一端与所述第二触发电路电连接，所述第二偏置充电支路的另一端与所述第二放大支路电连接，所述第二触发电路用于控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电。
27.需要说明的是，本技术中“第一、第二、第三、第四”等是为了区分本实施例中的同一类事物，还为了区分本实施例与其他实施例中同一类事物，并不用于限定，在本实施例中，有第一不代表一定有第二，有第二不代表一定有第一。本技术中，模拟控制电路可以输出脉冲信号，或者说是方波信号，当然，此处只是示例性说明，并不代表本技术局限于此。需要说明的是，此处的场效应管可以替换为三极管，例如mos管，当然，此处只是示例性说明，并不代表本技术局限于此。
28.本技术实施例提供的低噪声放大启动电路，第一偏置充电支路的一端与第一触发电路电连接，第一偏置充电支路的另一端与第一放大支路电连接，第一触发电路用于控制第一偏置充电支路对第一放大支路充电；第二偏置充电支路的一端与第二触发电路电连接，第二偏置充电支路的另一端与第二放大支路电连接，第二触发电路用于控制第二偏置充电支路对第二放大支路充电，上述方式可以在保证电路放大效能的前提下，加快电路的启动时间。
29.在一种可能的实现方式中，如图4所示，所述第一偏置充电支路包括第一共源场效应管和第一开关；所述第一共源场效应管的栅极与所述第一开关的一端电连接，所述第一开关的另一端接地，所述第一共源场效应管的漏极与所述第一放大支路电连接，其中，所述第一触发电路与所述第一开关电连接，用于控制所述第一开关的通断。
30.需要说明的是，由于第一共源场效应管的栅极与第一开关的一端电连接，第一开关的另一端接地，第一共源场效应管的漏极与第一放大支路电连接，通过第一开关控制第
一共源场效应管的栅极接地，可以增大充电电流，提前建立共栅管栅极电压，进而加快电路的启动时间。
31.在一种可能的实现方式中，如图5所示，所述第二放大支路包括第一偏置电阻、放大器和第二开关；所述第一偏置电阻的一端与所述第二偏置充电支路电连接，所述第一偏置电阻的另一端与所述放大器电连接；所述第二开关的两端分别与所述降噪电路的两端电连接，其中，所述第二触发电路与所述第二开关电连接，用于控制所述第二开关的通断。
32.需要说明的是，由于所述第一偏置电阻的一端与所述第二偏置充电支路电连接，所述第一偏置电阻的另一端与所述放大器电连接；所述第二开关的两端分别与所述降噪电路的两端电连接，通过第二开关控制第一偏置电阻短路，可以在第一共源管栅极电压建立时，加快第二放大支路的充电时间，进而加快电路的启动时间。
33.在一种可能的实现方式中，所述第一触发电路包括第一脉冲信号单元，所述第二触发电路包括第二脉冲信号单元，所述模拟控制电路生成第一触发信号和第二触发信号，其中，第二触发信号延后于第一触发信号；所述第一脉冲信号单元根据所述第一触发信号控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电；所述第二脉冲信号单元根据所述第二触发信号控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电。
34.需要说明的是，第二触发信号不能早于第一触发信号，过早的话第二充电支路充电未完成，第二开关断开，第二偏置充电支路存在第一偏置电阻，由于偏置电阻阻值一般较大，第二偏置充电支路电压建立时间将会延长；此外，第二触发信号也不能超过延后阈值，否则，在对第二放大支路充电时，由于存在第一偏置电阻，第二放大支路电压建立时间也会延长。
35.在一种可能的实现方式中，所述第一脉冲信号单元根据所述第一触发信号控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电，包括：所述第一脉冲信号单元根据所述第一触发信号的上升沿生成第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电。
36.需要说明的是，此处根据所述第一触发信号的上升沿生成第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电，可以提高电路灵敏度，加快电路启动时间。可选地，此处的第一控制信号、第二控制信号、第二触发信号的脉冲触发宽度可以根据实际进行调整。
37.在一种可能的实现方式中，所述第二脉冲信号单元根据所述第二触发信号控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电，包括：所述第二脉冲信号单元根据所述第二触发信号的上升沿生成第二控制信号并根据所述第二触发信号的下降沿生成第三控制信号，所述第二控制信号用于控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电，所述第三控制信号用于控制所述第二放大支路放电。
38.需要说明的是，此处的第二控制信号作用与第一控制信号作用类似，此处的第三控制信号，可以检测第二脉冲信号的下降沿，即在模拟控制电路不使能的时候，对第一偏置电阻进行短路，加快第二放大电路的放电，减短放大电路的关断时间。
39.在一种可能的实现方式中，所述低噪声放大启动电路还包括第三触发电路，所述第一放大支路还包括第二偏置电阻、放大器和第三开关；所述第二偏置电阻的一端与所述第一偏置充电支路电连接，所述第二偏置电阻的另一端与所述放大器电连接；所述第三开
关的两端分别与所述第二降噪电路的两端电连接，其中，所述第三触发电路与所述第三开关电连接，用于控制所述第三开关的通断。
40.需要说明的是，此处的第三触发电路的作用与第二触发电路作用相同，通过第三开关控制第二偏置电阻短路，可以在第一共源管栅极电压建立时，加快第一放大支路的充电时间，进而加快电路的启动时间。
41.在一种可能的实现方式中，所述低噪声放大启动电路还包括第四触发电路，所述第二偏置充电支路包括第二共源场效应管和第四开关；所述第二共源场效应管的栅极与所述第四开关的一端电连接，所述第四开关的另一端接地，所述第二共源场效应管的漏极与所述第一放大支路电连接，其中，所述第四触发电路与所述第四开关电连接，用于控制所述第四开关的通断。
42.需要说明的是，通过第四开关控制第二共源场效应管的栅极接地，可以增大充电电流，提前建立共栅管栅极电压，进而加快电路的启动时间。
43.在一种可能的实现方式中，所述放大器包括第一电感、第二电感、第一放大场效应管、第二放大场效应管；其中，所述第一放大场效应管的漏极与所述第二放大场效应管的源极电连接，所述第一电感与所述第一放大场效应管的源极电连接，所述第二电感与所述第二放大场效应管的漏极电连接；所述第一偏置电阻与所述第一放大场效应管的栅极电连接，所述第二偏置电阻与所述第二放大场效应管的栅极电连接。
44.具体地，结合图6、图7、图8，第一放大支路vcg可以包括第一电感、第一放大场效应管m1和第二偏置电阻r2；第二放大支路vbg可以包括第二电感、第二放大场效应管m0和第一偏置电阻r1、第二开关s2；第一偏置充电支路可以包括第一共源场效应管m5、第一开关s1；第二偏置充电支路可以包括第二共源场效应管m6；低噪声放大启动电路还包括：第一触发电路shot、第二触发电路dual shot、第一触发信号en_buf、第二触发信号en_dly、第一控制信号en_s1、第二控制信号en_s2。
45.当模拟控制电路发出使能信号时，产生第一触发信号en_buf，经过第一触发电路shot后产生第一控制信号en_s1，第一控制信号en_s1脉冲宽度可以为第一放大电路vcg电压建立的完成时间，通过第一控制信号将第一开关s1闭合导通，此时第一共源场效应管m5栅极下拉到地，第一共源场效应管m5漏极电流ib2变大，加快第一放大支路vcg的充电，而后第一放大支路vcg电压完成建立后，第一开关s1断开，工作波形如图7所示，en表示为模拟控制电路的使能信号，vc表示第二偏置电阻的电势、vb表示第一偏置电阻的电势。
46.低噪声放大启动电路还可以包括ibias电路，当ibias电路电压电流建立完成后，也就是ib1电流开始上升时，此时vc电压也准备就绪，ib1电流开始将m4管栅极充电，抬高栅压，同步ib3电流对vb开始充电。而第二触发信号en_dly可以在ibias电路电压电流建立后，产生第二控制信号en_s2，控制第二开关s2闭合。经过上述操作后，在ib3开始对vb充电时，第一偏置电阻r1被第二开关s2短路，这样ib3直接对第二放大支路vbg充电，加快第二放大支路vbg电压的建立。对第二放大支路vbg电压建立完成后，第二控制信号en_s2脉冲结束为低电平。
47.相应地，第二触发信号en_dly信号和第一控制信号en_s1、第二控制信号en_s2的脉冲宽度需在实际电路中适当调整优化。第二触发信号en_dly不能过早或过晚使能，过早的话第二放大支路vbg建立未完成第二开关s2断开，第一偏置电阻存在电路中，这样第二放
大支路vbg电压建立时间将会延长；过晚的话，刚开始对第二放大支路vbg充电时，第一偏置电阻存在充电支路中，这样第二放大支路vbg电压建立时间也会延长。其中第二控制信号en_s2信号由第二触发电路dual shot电路生成，可以在检测到第二触发信号下降沿，即在模拟控制电路en不使能时，第一偏置电阻r1同样被短路，加快第二放大支路vbg电压的放电，减短低噪声放大启动电路的关断时间。
48.可选地，低噪声放大启动电路还包括：第三触发电路shot、第四触发电路dual shot、第三控制信号en_s3、第四控制信号en_s4。第一放大支路vcg还可以包括第二偏置电阻r2和第三开关s3；第二偏置充电支路可以包括第四开关s4。
49.在一种可能的实现方式中，所述放大电路还包括信号输入端和信号输出端。
50.需要说明的是，通过在放大电路设置信号输入端和信号输出端，可以对待放大的信号进行放大。
51.至此，已经对本主题的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序，以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理可以是有利的。
52.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
53.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
54.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种低噪声放大启动电路，其特征在于，包括：模拟控制电路、第一触发电路、第二触发电路、第一偏置充电支路、第二偏置充电支路和放大电路，其中，所述放大电路包括第一放大支路和第二放大支路；所述模拟控制电路分别与所述第一触发电路和所述第二触发电路电连接；所述第一偏置充电支路的一端与所述第一触发电路电连接，所述第一偏置充电支路的另一端与所述第一放大支路电连接，所述第一触发电路用于控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电；所述第二偏置充电支路的一端与所述第二触发电路电连接，所述第二偏置充电支路的另一端与所述第二放大支路电连接，所述第二触发电路用于控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电。2.根据权利要求1所述的低噪声放大启动电路，其特征在于，所述第一偏置充电支路包括第一共源场效应管和第一开关；所述第一共源场效应管的栅极与所述第一开关的一端电连接，所述第一开关的另一端接地，所述第一共源场效应管的漏极与所述第一放大支路电连接，其中，所述第一触发电路与所述第一开关电连接，用于控制所述第一开关的通断。3.根据权利要求2所述的低噪声放大启动电路，其特征在于，所述第二放大支路包括第一偏置电阻、放大器和第二开关；所述第一偏置电阻的一端与所述第二偏置充电支路电连接，所述第一偏置电阻的另一端与所述放大器电连接；所述第二开关的两端分别与所述第一偏置电阻的两端电连接，其中，所述第二触发电路与所述第二开关电连接，用于控制所述第二开关的通断。4.根据权利要求3所述的低噪声放大启动电路，其特征在于，所述第一触发电路包括第一脉冲信号单元，所述第二触发电路包括第二脉冲信号单元，所述模拟控制电路生成第一触发信号和第二触发信号，其中，第二触发信号延后于第一触发信号；所述第一脉冲信号单元根据所述第一触发信号控制所述第一偏置充电支路对所述第一放大支路充电；所述第二脉冲信号单元根据所述第二触发信号控制所述第二偏置充电支路对所述第二放大支路充电。5.根据权利要求4所述的低噪声放大启动电路，其特征在于，所述低噪声放大启动电路还包括第三触发电路，所述第一放大支路还包括第二偏置电阻、放大器和第三开关；所述第二偏置电阻的一端与所述第一偏置充电支路电连接，所述第二偏置电阻的另一端与所述放大器电连接；所述第三开关的两端分别与所述第二偏置电阻的两端电连接，其中，所述第三触发电路与所述第三开关电连接，用于控制所述第三开关的通断。6.根据权利要求5所述的低噪声放大启动电路，其特征在于，所述低噪声放大启动电路还包括第四触发电路，所述第二偏置充电支路包括第二共源场效应管和第四开关；所述第二共源场效应管的栅极与所述第四开关的一端电连接，所述第四开关的另一端接地，所述第二共源场效应管的漏极与所述第一放大支路电连接，其中，所述第四触发电路与所述第四开关电连接，用于控制所述第四开关的通断。
7.根据权利要求6所述的低噪声放大启动电路，其特征在于，所述放大器包括第一电感、第二电感、第一放大场效应管、第二放大场效应管；其中，所述第一放大场效应管的漏极与所述第二放大场效应管的源极电连接，所述第一电感与所述第一放大场效应管的源极电连接，所述第二电感与所述第二放大场效应管的漏极电连接；所述第一偏置电阻与所述第一放大场效应管的栅极电连接，所述第二偏置电阻与所述第二放大场效应管的栅极电连接。8.根据权利要求7所述的低噪声放大启动电路，其特征在于，所述放大电路还包括信号输入端和信号输出端。

技术总结
本申请实施例提供一种低噪声放大启动电路，低噪声放大启动电路包括：模拟控制电路、第一触发电路、第二触发电路、第一偏置充电支路、第二偏置充电支路和放大电路，其中，放大电路包括第一放大支路和第二放大支路；模拟控制电路分别与第一触发电路和第二触发电路电连接；第一偏置充电支路的一端与第一触发电路电连接，第一偏置充电支路的另一端与第一放大支路电连接，第一触发电路用于控制第一偏置充电支路对第一放大支路充电；第二偏置充电支路的一端与第二触发电路电连接，第二偏置充电支路的另一端与第二放大支路电连接，第二触发电路用于控制第二偏置充电支路对第二放大支路充电。上述方式可以在保证电路放大效能的前提下，加快电路的启动时间。快电路的启动时间。快电路的启动时间。


技术研发人员：郑弋鹏 游晓东 刘朋
受保护的技术使用者：上海艾为电子技术股份有限公司
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/9/3