CN103873000B - 放大器、移动通信设备和放大的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及放大器、移动通信设备和放大的方法，其中放大器包括被配置成基于接收到的放大级输入信号和接收到的放大级输入信号的放大形式的组合来提供放大器输出信号的放大级。

Description

放大器、移动通信设备和放大的方法

技术领域

本申请涉及一种放大器和放大的方法。而且，本申请涉及一种包括放大器的移动通信设备。

背景技术

从噪声和带宽的观点来看，RX-链(chain)基带GSM/UMTS/LTE有源模拟滤波器的需求在某种程度上是矛盾的。通常来说，GSM滤波器需要非常低的噪声性能，但带宽不需要很高。UMTS滤波器需要相当高的带宽，但噪声性能不需要很好。用于宽带LTE模式的滤波器需要更多的带宽。滤波器的需求与滤波器电路中的运算放大器(op-amp)的需求直接相关。可用的有源模拟滤波器实现方式采用两个不同的运算放大器解决这一问题。噪声优化的运算放大器支持GSM模式但不能支持UMTS模式。第二运算放大器支持UMTS模式但不能满足GSM噪声的需求。这一技术方案原本就具有以下几个缺陷：

a)额外的运算放大器的布局和设计工作的开销直接导致成本增加。

b)额外的运算放大器的布局区域的开销直接导致成本增加。

c)一个运算放大器一直断电但与有源运算放大器并联连接。这导致具有性能降低的寄生效应。

d)由于缺少“万能”运算放大器，因此并联的两个不同的滤波器链被实现。滤波器输入信号被复用至一个或另一个滤波器链。信号链中的复用器降低接收链的性能并增加布局区域。

发明内容

一种放大器，包括被配置成基于接收到的放大级输入信号和接收到的放大级输入信号的放大形式(amplified version)的组合来提供放大器输出信号的放大级。

一种移动通信设备，包括数字基带处理器和放大器。放大器包括被配置成基于接收到的放大级输入信号和接收到的放大级输入信号的放大形式的组合来提供放大器输出信号的放大级。而且，移动通信设备包括天线端口。放大器耦合至数字基带处理器和天线端口。

一种放大的方法，包括基于接收到的放大级输入信号和接收到的放大级输入信号的放大形式的组合来提供放大器输出信号。

附图说明

图1示出了包括放大器的示例性移动通信设备；

图2示出了包括放大级的示例性放大器；

图3示出了进一步包括输入级和增益级的图2中所示的放大器的示例性实现方式；

图4A示出了图3中所示的输入级、增益级和放大级的示例性实现方式；

图4B1和图4B2示出了图3中所示的输入级、增益级和放大级的另一示例性实现方式；其通过额外的偏置元件扩展了图4A中所示的示例性实现方式；

图5示出了如图4A和图4B1-4B2中所示的输入级、增益级和放大级的示例性实现方式的小信号模型；

图6A示出了基于如图5中所示的小信号模型的示例性放大器的传递函数及其分子和分母部分的振幅波德(Bode)图；

图6B示出了基于如图5中所示的小信号模型的示例性放大器的传递函数及其分子和分母部分的相位波德图；

图6C示出了图4B1-4B2中所示的放大器的示例性实现方式的传递函数的振幅波德图；

图6D示出了图4B1-4B2中示出的放大器的示例性实现方式的传递函数的相位波德图；以及

图7示出了放大的示例性方法的流程图。

具体实现方式

根据本申请的一个实施例，晶体管的第一终端可为晶体管的源极终端或发射极终端，或者可为晶体管的漏极终端或集电极终端。晶体管的第二终端可为晶体管的漏极终端或集电极终端，或者可为晶体管的源极终端或发射极终端。晶体管的控制终端可为晶体管的栅极终端或基极终端。因此，晶体管的可切换路径可为晶体管的漏极源极路径或发射极集电极路径。主晶体管电流通常从晶体管的第一终端流至晶体管的第二终端，或反之亦然。

图1示出了一种示例性移动通信设备100。所述移动通信设备100包括数字基带处理器101、示例性放大器103和天线端口105(例如，用于连接至天线106)。放大器103的不同示例性实现方式将结合图2至6d描述如下。

如以下将描述的，放大器103的优点在于它把非常良好的噪声性能和增益带宽积(例如，被用于具有足够相位裕度的负反馈滤波器应用中)组合在一起。而且，如以下将看出的，放大器103可获得波德相位图，其中增益衰减至0分贝(dB)(其导致40°的相位裕度)之前，相位仅翻转到约140°，而不需要任何额外的频率补偿。放大器103实现具有仅一种类型运算放大器的真正多模式滤波器。由于放大器103把非常良好的噪声性能和非常宽的带宽组合在一起，所以可以实现在移动通信设备100中不再需要提供噪声优化的第一放大器(例如，用于放大GSM信号)和不再需要提供具有如第一放大器一样的非常高的带宽，但不具有如第一放大器一样的良好噪声性能的第二放大器(例如，放大UMTS和/或LTE信号)。

因此，包括放大器103的移动通信设备100具有优于传统移动通信设备的优点，因为能够节省至少一个放大器，这导致布局和设计工作量减少。而且，由于仅仅一个放大器就已足够，因此由于有源放大器和并联无源放大器之间的寄生效应所引起的性能降低能够不再发生。而且，不再需要至一个或另一个滤波器链的输入信号(至第一放大器或至第二放大器)的所述复用，这在传统放大器中导致性能降低和布局区域增加。

总之，因为由于用于不同信号的不同放大器的并联使用以及由于复用器的使用引起的寄生效应能够被降低，所述移动通信设备100中的放大器103的实现方式一方面导致较少的设计和布局区域工作量，以及另一方面导致移动通信设备100更好的总体性能。

从图1可看出，移动通信设备100可选择地包括耦合至数字基带处理器101和天线端口105的接收链107。放大器103可包括在这样的接收链107中。如已描述的，放大器103可用于接收和放大根据GSM标准的移动通信信号，并且甚至接收和放大根据UMTS或LTE标准的移动通信信号。

当然，也可能在移动通信设备100的传送链中实施放大器103(例如，用于放大将经由天线106传送的移动通信信号)。

尽管图1中放大器103作为移动通信设备100的一部分给出，但这个放大器103还可用于其它电路或设备中。在下文中将更详细描述这种放大器103的不同示例性实现方式。

图2示出了一种示例性放大器200(其可为图1中示出的放大器103)。放大器200包括放大级201。放大级201被配置成基于接收到的放大级输入信号203和接收到的放大级输入信号203的放大形式205的组合来提供放大器输出信号207。如结合移动通信设备100已经描述的，放大器200组合了非常良好的噪声性能和增益带宽积。低噪声和高带宽的这一组合通过把放大级输入信号203和放大级输入信号203的放大形式205组合在一起以得出放大器输出信号207来获得。已发现通过把放大级输入级信号203和放大级输入信号203的放大形式205组合在一起(例如，通过对这两个信号求和)可获得波德相位图，其中在增益衰减至0dB(具有40°的相位裕度)之前，相位仅翻转到约140°，而不需要任何额外的频率补偿。

放大器200中良好的噪声性能和增益带宽积的组合实现具有仅一种放大器(或运算放大器)的真正多模式滤波器。而且，当(例如，在移动通信设备中)使用放大器200时，不再存在由于未供电的并联的运算放大器引起的寄生容性负载，因为具有用于不同移动通信信号的一个放大器(例如用于GSM信号和UMTS或LTE信号的一个放大器)就已足够。而且，不需要额外的米勒补偿，且由此不出现放大器200的带宽降低。而且，放大器200甚至具有用于宽带LTE模式的足够增益带宽且仍然具有应用于GSM滤波器中的足够噪声性能。

因此，与传统技术方案相比，放大器200提供与高的增益带宽积组合在一起的非常良好的噪声性能和非常低的电流消耗。因此，运算放大器或放大器200满足多模式GSM/UMTS/LTE有源滤波器设计的需求。

在以下内容中，将更详细地描述放大器200的示例性实现方式。

图3示出了通过输入级301和增益级303扩展图2中示出的放大器200的放大器200的这一示例性实现方式。因此，图3中示出的放大器200的示例性实现方式包括输入级301、增益级303和放大级201。输入级301被配置成接收放大器输入信号305并基于接收到的放大器输入信号305提供放大级输入信号203作为放大器输入信号305的放大形式。而且，增益级303被配置成接收放大级输入信号203并基于接收到的放大级输入信号203提供放大级输入信号203的放大形式205。因此，增益级303被配置成接收放大级输入信号203并把放大级输入信号203放大以获得放大级输入信号203的放大形式205。从图3可看出，以放大级输入信号203本身的未放大形式和以放大级输入信号203的放大形式205提供放大级输入信号203。也就是说，输入级301的输出(放大级输入信号203)采用担当到输入级301的输出信号的并行路径的增益级303被额外地放大。因此，从图3可看出，输入级301的输出307一方面连接至增益级303的输入309，而另一方面连接至放大级201的第一输入311。增益级303的输出313(在此增益级303提供放大级输入信号203的放大形式205)连接至放大级201的第二输入315。放大级201的输出317(在此放大级201提供放大器输出信号207)也形成放大器200的输出。输入级301的输入319(在此输入级301接收放大器输入信号305)也形成放大器200的输入。

输入级301和增益级303的输出信号(即放大级输入信号203和放大级输入信号203的放大形式205)由放大级201组合(例如，求和)以获得放大器输出信号207。采用输入级301和增益级303的两个输出信号203、205的组合(例如，求和)的多路径原理得到波德相位图，其中在增益衰减至0dB(具有40°的相位裕度)之前，相位仅翻转到约140°，而不需要任何额外的频率补偿。所描述的波德相位图翻转行为能够取决于所描述的电路或放大器200中的几个极点和零点的关系。

图4A示出了输入级301、增益级303和放大级201的示例性实现方式。在图4A中，为了清楚的原因，未示出可能的偏置提供装置、电源电位提供装置或地电位提供装置。

虽然图4A示出的放大器200的示例性实现方式为差分实现方式，但在放大器200另外的示例性实现方式中，放大器200也可为单端放大器(其被配置成接收单端放大器输入信号并提供单端放大器输出信号)。

输入级301包括第一类型晶体管(例如NMOS)的第一晶体管401和第一类型晶体管的第二晶体管403。第一晶体管401被配置成在其控制终端401-1接收放大器输入信号305的第一差分分量305-1，放大器输入信号305的第一差分分量305-1也可表示为Vin_n。而且，第一晶体管401被配置成在其第一终端401-2提供放大级输入信号203的第一差分分量203-1。第二晶体管403被配置成在其控制终端403-1接收放大器输入信号305的第二差分分量305-2。放大器输入信号305的第二差分分量305-2也可表示为Vin_p。而且，第二晶体管403被配置成在其第一终端403-2提供放大级输入信号203的第二差分分量203-2。输入级301的输出信号由此为放大级输入信号203，所述放大级输入信号203作为差分信号包括放大级输入信号203的第一差分分量203-1和第二差分分量203-2。第一晶体管401和第二晶体管403的第一终端401-2、403-2由此形成输入级301的输出307。第一晶体管401和第二晶体管403的控制终端401-1、403-1形成输入级301的输入319并由此也形成放大器200的输入。在放大器200的单端实现方式中，晶体管401-1、403-1中的一个可省略。

增益级303包括第一类型晶体管的第三晶体管405和第一类型晶体管的第四晶体管407。第三晶体管405被配置成在其控制终端405-1接收放大级输入信号203的第二差分分量203-2。因此，第三晶体管405的控制终端405-1连接至第二晶体管403的第一终端403-2。

而且，第三晶体管405被配置成在其第一终端405-2提供放大级输入信号203的放大形式205的第一差分分量205-1。

第四晶体管407被配置成在其控制终端407-1接收放大级输入信号203的第一差分分量203-1。因此，第四晶体管407的控制终端407-1连接至第一晶体管401的第一终端401-2。而且，第四晶体管407被配置成在其第一终端407-2提供放大级输入信号203的放大形式205的第二差分分量205-2。

放大级201(其也为放大器200的输出级201)包括第一类型晶体管的第五晶体管409和第一类型晶体管的第六晶体管411。而且，放大级201包括第二类型晶体管(例如，PMOS)的第七晶体管413，第二类型晶体管与第一类型晶体管互补。而且，放大级201包括第二类型晶体管的第八晶体管415。

第五晶体管409被配置成在其控制终端409-1接收放大级输入信号203的放大形式205的第二差分分量205-2。因此，第五晶体管409的控制终端409-1连接至第四晶体管407的第一终端407-2。而且，第五晶体管409的第一终端409-2连接至第七晶体管413的第一终端413-2。因此，第七晶体管413和第五晶体管409共享一个共用终端，在此第五晶体管409和第七晶体管413提供放大器输出信号207的第二差分分量207-2。第七晶体管413被配置成在其控制终端413-1接收放大级输入信号203的第二差分分量205-2。因此，第七晶体管413的控制端413-1连接至第二晶体管403的第一终端403-2并连接至第三晶体管405的控制终端405-1。

第六晶体管411被配置成在其控制终端411-1接收放大级输入信号203的放大形式205的第一差分分量205-1。因此，第六晶体管411的控制终端411-1连接至第三晶体管405的第一终端405-2。而且，第六晶体管411的第一终端411-2连接至第八晶体管415的第一终端415-2。因此，第六晶体管411和第八晶体管415共享一个共用终端，在此第六晶体管411和第八晶体管415提供放大器输出信号207的第一差分分量207-1。

第八晶体管415的控制终端415-1被配置成接收放大级输入信号203的第一差分分量203-1。因此，第八晶体管415的控制终端415-1连接至第一晶体管401的第一终端401-2并连接至第四晶体管407的控制终端407-1。

从图4A可看出，放大器输出信号207基于放大级输入信号203的放大形式205和(未放大的)放大级输入信号203本身的叠加(例如，基于求和)。而且，可看出第六晶体管411和第八晶体管415的第一终端411-2、415-2可形成放大器200的第一输出终端，在此提供放大器输出信号207的第一差分分量207-1。而且，第五晶体管409和第七晶体管413的第一终端409-2、413-2可形成放大器200的第二输出终端，在此提供放大器输出信号207的第二差分分量207-2。放大器输出信号207的第一差分分量207-1也可表示为Vout_n而放大器输出信号207的第二差分分量207-2也可表示为Vout_p。

虽然在的图4A中示出的实现方式中，晶体管401至415用于放大，但在放大器200另外的示例性实现方式中，这些晶体管通常可由放大元件取代。因此，通常，输入级301可包括两个放大元件401、403，增益级可包括另外的两个放大元件405、407而放大级201可包括两个放大元件409、411和两个另外的放大元件413、415。例如，如图4A所示，两个放大元件413、415可与放大器200的其它放大元件互补。作为一个示例，对于在这样的放大元件409和互补放大元件413处相等的输入信号，由放大元件409在放大元件409和413的共用终端提供的输出信号与由放大元件413在共用终端提供的输出信号反相。

如图4A中已经示出的，这样的放大元件可包括控制终端(诸如，晶体管的栅极或基极)、第一终端(诸如，源极或发射极，或者漏极或集电极)和第二终端(诸如，晶体管的漏极或集电极，或者源极或发射极)。

作为一个示例，这样的放大元件可为电压控制电流源。总之，在放大器200另外的示例性实现方式中，每一个放大元件实现为电压控制电流源。在这样的示例性实现方式中，接收放大级输入信号203的差分分量203-1、203-2的电压控制电流源可与接收放大级输入信号203的放大形式205的差分分量205-1、205-2电压控制电流源互补。

从图4A可看出放大器或运算放大器200如何把非常良好的噪声性能和增益带宽积组合在一起，例如，以用于具有足够相位裕度的负反馈滤波器应用中。采用与额外的增益级303组合在一起的低噪声差分输入级301获得低噪声和高带宽的组合。输入级301的输出信号203-1、203-2采用增益级303进行放大。除了到放大级201以外，所述增益级303还担当到输入级301的输出信号203-1、203-2的并行路径。而且，输入级301的输出信号203-1、203-2与增益级203的输出信号205-1、205-2在额外的放大级201或额外的输出级201中求和。由于把放大级输入信号203一方面提供至放大级201且另一方面提供至增益级303，因此放大器200可被称为多路径放大器200或基于多路径原理的放大器200。对输入级301和增益级303的两个信号203、205求和得到波德相位图，其中在增益衰减至0dB(40°的相位裕度)之前，相位仅翻转至约140°而不需要任何额外的频率补偿。因此，放大器200不包括(或换句话说，略去)用于频率或相位补偿的电容。所描述的波德相位翻转行为取决于所描述的电路中若干极点和零点的关系。然而，发明人发现图4A中所示的放大器200的示例性实现方式导致引起所描述的波德相位翻转行为的极点和零点的星座图。

放大器200的优点是现在能够实现具有仅一种类型运算放大器的真正多模式滤波器。而且，不会出现由于未供电的并联的运算放大器引起的寄生电容负载。而且，不需要额外的米勒补偿且由此不会出现带宽降低。而且，放大器200提供即使对于宽带LTE模式也足够的增益带宽并提供应用于GSM滤波器中的足够的噪声性能。因此，放大器200可一方面用于放大需要良好的噪声性能的GSM信号且另一方面也用于需要高带宽的宽带UMTS和LTE信号。

因此，图4A示出了多路径运算放大器200的一个非常高效的实现方式。从图4A可看出，除放大级或输出级201之外，仅一个输入级301和额外的增益级303就已足够。电路中极点和零点的组合消除了对额外的容性补偿的需求。

图4B1-4B2示出了放大器200的另外的示例性实现方式，其用额外的偏置元件扩展图4A的示例性实现方式。为了简化，在放大器200的以下实现方式的示例性图中未出现共用模式输出电压控制和AB类电流控制。

从图4B1-4B2可看出，输入级301包括第二类型晶体管的第一偏置晶体管421和第二类型晶体管的第二偏置晶体管423。第一偏置晶体管421的第一终端421-2连接至第一晶体管401的第一终端401-2。第二偏置晶体管423的第一终端423-2连接至第二晶体管403的第一终端403-2。因此，第一偏置晶体管421被配置成把输入级偏置施加至第一晶体管401的第一终端401-2。第二偏置晶体管423被配置成把一个(另一个)输入级偏置施加至第二晶体管403的第一终端403-2。第一偏置晶体管421的第二终端421-3连接至电源电压终端424，在此提供电源电压VDD。而且，第二偏置晶体管423的第二终端423-3连接至电源电压终端424。

第一偏置晶体管421的控制终端421-1连接至第二偏置晶体管423的控制终端423-1。偏置晶体管421、423的控制终端421-1、423-1被配置成接收第一偏置电压V_bias。这样的第一偏置电压V_bias可由放大器200的偏置电压提供装置426提供。而且，输入级301包括第三偏置晶体管425。第三偏置晶体管425的第一终端425-2连接至第一晶体管401的第二终端401-3和第二晶体管403的第二终端403-3。第三偏置晶体管425的第二终端425-3连接至地电位终端428，在此提供地电位VSS。第三偏置晶体管425被配置成在控制终端425-1接收由偏置电压提供装置426提供的第二偏置电压V_bias2。

因此，输入级301一方面包括被配置成把输入级偏置提供至第一晶体管401和第二晶体管403的第一终端401-2、403-2的偏置晶体管421、423，且另一方面包括被配置成把另外的输入级偏置提供至第一晶体管401和第二晶体管403的第二终端401-3、403-3的另外的第三偏置晶体管425。

因此，第一晶体管401被配置成基于接收到的放大器输入信号305的差分分量305-1并且还基于由第一偏置晶体管421提供的输入级偏置和由第三偏置晶体管425提供的另外的输入级偏置来提供放大级输入信号203的第一差分分量203-1。而且，第二晶体管403被配置成基于接收到的放大器输入信号305的第二差分分量305-2并且还基于由第二偏置晶体管423提供的输入级偏置和由第三偏置晶体管425提供的另外的输入级偏置来提供放大级输入信号203的第二差分分量203-2。

而且，增益级303和输入级301一样也包括这种偏置晶体管。具体地，增益级303包括第四偏置晶体管427和第五偏置晶体管429。第四偏置晶体管427和第五偏置晶体管429来自第二类型晶体管。第四偏置晶体管427的第一终端427-2连接至第三晶体管405的第一终端405-2。第五偏置晶体管429的第一终端429-2连接至第四晶体管407的第一终端407-2。第四偏置晶体管427的第二终端427-3连接至电源电压终端424。第五偏置晶体管429的第二终端429-3也连接至电源电压终端424。第四偏置晶体管427的控制终端427-1连接至第五偏置晶体管429的控制终端429-1。偏置晶体管427、429被配置成在其控制终端427-1、429-1接收由偏压电压提供装置426提供的第三偏置电压V_bias3。

而且，增益级303包括(另外的)第六偏置晶体管431。第六偏置晶体管431的第一终端431-2连接至第三晶体管405的第二终端405-3和第四晶体管407的第二终端407-3。第六偏置晶体管431的第二终端431-3连接至地电位终端428。第六偏置晶体管431的控制端431-1连接至第三偏置晶体管425的控制终端425-1并被配置成接收第二偏置电压V_bias2。因此，第三偏置晶体管425和第六偏置晶体管431被配置成从偏置电压提供装置426接收相同的偏置电压V_bias2。因此，可看出控制终端425-1、431-2、偏置连接到彼此，以便它们接收相同的控制信号(相同的第二偏置电压V_bias2)，基于此偏置晶体管425、431提供另外的输入级偏置和另外的增益级偏置。

可看出，偏置晶体管427、429被配置成把增益级偏置提供至第三晶体管405的第一终端405-2和第四晶体管407的第一终端407-2。而且，第六偏置晶体管431被配置成把另外的增益级偏置提供至晶体管405、407的第二终端405-3、407-3。

因此，第三晶体管405被配置成基于接收到的放大级输入信号203的第二差分分量203-2以及由第四偏置晶体管427提供的增益级偏置和由第六偏置晶体管431提供的另外的增益级偏置来提供放大级输入信号203的放大形式205的第一差分分量205-1。

而且，第四晶体管407被配置成基于接收到的放大级输入信号203的第一差分分量203-1并基于由第五偏置晶体管429提供的增益级偏置和由第六偏置晶体管431提供的另外的增益级偏置来提供放大级输入信号203的放大形式205的第二差分分量205-2。

通过控制V_bias3，输出级201中的静态电流能够被控制。通过控制V_bias，输出级201的共用模式输出电压能够被控制。通过控制V_bias2，差分输入级301和增益级303中的电流能够被控制。

在另外的示例性实现方式中，V_bias2被分成两路信号以在输入级301和增益级303中实现两路不同的电流。因此，在这个另外的实现方式中，偏置电压提供装置426被配置成把偏置电压V_bias2_a提供至第三偏置晶体管425的控制终端425-1并且把另一个(例如，不同的)偏置电压V_bias2_b提供至第六偏置晶体管431的控制终端431-1。

而且，从图4B1-4B2可看出，在放大级201中不需要在输入级301和增益级303中提供的这种偏置晶体管或偏置元件。因此，在放大级201中，第七晶体管413的第二终端413-3连接至电源电压终端424。而且，第八晶体管415的第二终端415-3连接至电源电压终端424。而且，第六晶体管409的第二终端409-3连接至地电位终端428。第六晶体管411的第二终端411-3连接至地电位终端428。然而，在放大器200另外的示例性实现方式中，偏置元件可提供在第七和第八晶体管413、415的第二终端413-3、415-3和电源电压终端424之间。而且，另外的偏置元件可提供在第五和第六晶体管409、411的第二终端409-3、411-3和地电位终端428之间。

虽然在图4B1-4B2中示出的示例中，偏置晶体管421至431用于提供输入级偏置、另外的输入级偏置、增益级和另外的增益级偏置，但在放大器200另外的示例性实现方式中，通常可使用甚至可实现为与图4B1-4B2中示出的单个偏置晶体管不同的偏置元件。作为一个示例，通常可使用电压控制电流源，而不是使用这些偏置晶体管。在这种情形下，用于提供输入级偏置和增益级偏置的电压控制电流源，可与用于提供另外的输入级偏置和另外的增益级偏置的电压控制电流源互补。

图5示出了输入级301、增益级303和放大级201的增益级基本链和具有小信号图的信号组合。输入级301和增益级303被采用第一阶零点和第一阶极点建模以降低复杂度。在没有依赖于频率的行为的情况下，建立输出级或放大级201的模型。小信号分析得到以下方程：

具有除增益A3之外的理想输出级(无取决于频率的行为)的运算放大器的s-域传递函数：

s-域的传递函数分母：

s-域的传递函数分子：

图6A示出了以上示出的传递函数及其分子和分母部分最终的振幅波德图。从图6A和6B可看出，放大器200的实现方式示例给出极点和零点的所需截止频率。在图6A中，第一曲线601示出传递函数的运算放大器分母部分的振幅波德图，第二曲线603示出分子部分的振幅波德图，而第三曲线605示出完整的传递函数的振幅波德图。

而且，图6B示出传递函数及其分子和分母部分的相位波德图。分母部分的相位波德图在第一曲线611中示出，分子部分的相位波德图在第二曲线613中示出，而完整的运算放大器的相位波德图在第三曲线615中示出。从相位波德图中可看出，分子部分(曲线613)的相位行为有助于改变完整的传递函数的相位翻转以便在0dB增益处相位翻转仅为约140°。

而且，图6C示出了放大器200的AC仿真结果的振幅波德图，采用了如下边界条件：C28CMOS技术的仅在额定条件和室温下的图。而且，运算放大器的输出采用360欧姆单端加载。图6D示出了AC仿真对应的相位波德图。从图6C和6D的示意图中可看出，对于增益为0dB时(放大器输入信号305的)约728.8MHz的频率，获得约-143.5°的相位翻转。因此，对于0dB的增益，仍提供约40°的相位裕度。

对于如图4B1-4B2所示的放大器200的实现方式示例，可获得运算放大器200的电流消耗，在1.1V的电源电压VDD下为约2.8mA。

总之，放大器200为具有增强的噪声、带宽和电流消耗特性的多路径运算放大器。放大器200例如可用于蜂窝接收链中的有源模拟滤波器应用。

图7示出了示例性方法700的流程图。方法700包括在701接收放大器输入信号。

而且，方法700包括在703基于接收到的放大器输入信号提供作为放大器输入信号的放大形式的放大级输入信号。

而且，方法700包括在705接收放大级输入信号。

而且，方法700包括在707基于接收到的放大级输入信号提供放大级输入信号的放大形式。

而且，方法700包括在709基于接收到的放大级输入信号和接收到的放大级输入信号的放大形式的组合来提供放大器输出信号。

动作701、703例如可由输入级301来执行。动作705、707例如可由增益级303来执行。动作709例如可由放大级201来执行。而且，动作701、703、705、707是可选的步骤。因此，方法700的另一个示例性实现方式甚至可仅包括基于接收到的放大级输入信号和接收到的放大级输入信号的放大形式的组合来提供放大器输出信号的动作709。

而且，本申请涉及使用放大器(诸如，放大器200)来处理根据一个或多个移动通信标准的移动通信信号，所述放大器包括被配置成基于接收到的放大级输入信号和接收到的放大级输入信号的放大形式的组合来提供放大器输出信号的放大级。

这样的移动通信信号例如可来自以下移动通信标准中的一个或多个：GSM、EDGE、UMTS、EGBP、LTE、WiFi、WiMAX、TD-SCDMA或蓝牙。

而且，在放大器使用期间，所述放大器可用于处理根据GSM移动通信标准和根据UMTS和/或LTE移动通信标准的移动通信信号。

因此，可看出放大器200可一方面用于对低噪声具有高要求的信号(诸如，GSM)且另一方面用于对高带宽具有高要求的信号(诸如，UMTS或LTE信号)。

方法700可通过在此相对于装置所述的任何特征和功能进行补充，且可使用装置的硬件组件实现。

虽然以装置为背景描述了一些方面，但显然这些方面也表示对应方法的描述，其中方框或设备对应于方法的动作或方法的动作的特征。类似地，以方法步骤为背景描述的方面也表示对应装置的对应方框或项目或特征的描述。一些或所有的方法的动作可由(或使用)硬件装置(例如像微处理器、可编程计算机或电子电路)执行。在一些示例中，最重要的方法动作中的某一个或多个可由这样的装置执行。

根据一定的实现方式需求，示例可在硬件或软件中实现。所述实现方式可使用在其上存储有电可读控制信号的数字存储介质(例如的软盘、DVD、蓝光设备、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪存)来执行，所述电可读控制信号与可编程计算机***协同操作(或能够协同操作)以便执行各个方法。因此，数字存储介质可为计算机可读。

一些示例包括具有电可读控制信号的数据载体，所述电可读控制信号能够与可编程计算机***协同操作，以便执行在此描述的方法中的一种。

通常，示例可实现为具有程序代码的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，程序代码可操作以便执行方法中的一种。程序代码例如可存储在机器可读载体上。

其它示例包括存储在机器可读载体上的用于执行在此描述的方法中的一种的计算机程序。

也就是说，当计算机程序在计算机上运行时，示例性方法的实现方式由此为具有用于执行在此描述的方法中的一种的程序代码的计算机程序。

示例性方法另外的实现方式由此为包括在其上记录有用于执行在此描述的方法中的一种的计算机程序的数据载体(或数字存储介质，或计算机可读介质)。数据载体、数字存储介质或被记录介质典型地为实体的和/或非临时的。

示例性方法另外的实现方式由此为表示用于执行在此描述的方法中的一种的计算机程序的数据流或信号序列。数据流或信号序列例如可被配置成经由数据通信连接(例如，经由因特网)传送。

另外的示例包括处理设备，例如被配置成或适配成执行在此描述的方法中的一种的计算机、或可编程逻辑设备。

另外的示例包括在其上安装有用于执行在此描述的方法中的一种的计算机程序的计算机。

另外的示例包括被配置成把用于执行在此描述的方法中的一种的计算机程序传送(例如，电地或光地)至接收器的装置或***。接收器例如可为计算机、移动设备、存储器设备或类似设备。装置或***例如可包括用于把计算机程序传送至接收器的文件服务器。

在一些示例中，可编程逻辑设备(例如，现场可编程门阵列)可用于执行在此描述的方法的一些或所有功能。在一些示例中，现场可编程门阵列可与微处理器协同操作以执行在此描述的方法中的一种。通常，所述方法优选由任何硬件装置执行。

上述示例仅是示意性的。应理解的是，在此描述的布置和细节的修改和变形对本领域技术人员是显然的。因此，旨在仅由所附的专利的权利要求的范围限定，而不是经由在此示例的描述和解释给出的特定细节来限定。

虽然每项权利要求仅回引一项单个权利要求，但本公开还覆盖权利要求的任何可想到的组合。

Claims (3)

1.一种放大器，包括：

放大级，被配置成基于接收到的放大级输入信号和接收到的放大级输入信号的放大形式来提供放大器输出信号;

输入级，被配置成接收放大器输入信号并基于接收到的放大器输入信号提供作为放大器输入信号的放大形式的放大级输入信号；

增益级，其中增益级包括晶体管和另外的偏置元件;

其中输入级包括放大元件和偏置元件；

其中输入级的放大元件被配置成接收放大器输入信号并基于接收到的放大器输入信号和由输入级的偏置元件提供的输入级偏置来提供放大级输入信号;

其中输入级的放大元件是或包括晶体管；

其中输入级的晶体管的控制终端被配置成接收放大器输入信号；

其中输入级的晶体管被配置成在输入级的晶体管的第一终端提供放大级输入信号；

其中输入级的偏置元件被配置成在输入级的晶体管的第一终端提供输入级偏置; 和

其中输入级包括被配置成在输入级的晶体管的第二终端提供另外的输入级偏置的另外的偏置元件；

其中增益级的晶体管的控制终端被配置成接收放大级输入信号；

其中增益级的晶体管被配置成在增益级的晶体管的第一终端提供放大级输入信号的放大形式；

其中增益级的另外的偏置元件被配置成基于增益级的另外的偏置元件的控制终端处的电位在增益级的晶体管的第二终端处提供另外的增益级偏置；

其中输入级的另外的偏置元件被配置成基于输入级的另外的偏置元件的控制终端处的电位提供另外的增益级偏置；

其中输入级的另外的偏置元件的控制终端和增益级的另外的偏置元件的控制终端相互连接，

其中所述输入级被配置为接收所述放大器输入信号作为差分信号，并且将所述放大级输入信号作为差分信号来提供，

其中所述输入级被配置为提供基于所述放大器输入信号的差分放大级输入信号、由所述偏置元件提供的所述输入级偏置以及由所述另外的偏置元件提供的所述另外的输入级偏置。

2.根据权利要求1所述的放大器，其中所述增益级被配置成接收作为差分信号的放大级输入信号并提供作为差分信号的放大级输入信号的放大形式。

3.一种放大器，包括：

输入级，被配置成接收作为差分信号的放大器输入信号并提供作为放大器输入信号的放大形式的放大级输入信号，所述放大级输入信号是差分信号；

增益级，被配置成接收放大级输入信号并提供作为差分信号的放大级输入信号的放大形式；以及

放大级，被配置成接收放大级输入信号和放大级输入信号的放大形式并基于接收到的放大级输入信号和接收到的放大级输入信号的放大形式的组合来提供作为差分信号的放大器输出信号；

输入级包括第一类型晶体管的第一晶体管和第一类型晶体管的第二晶体管；

增益级包括第一类型晶体管的第三晶体管和第一类型晶体管的第四晶体管；且

放大级包括第一类型晶体管的第五晶体管、第一类型晶体管的第六晶体管、第二类型晶体管的第七晶体管和第二类型晶体管的第八晶体管，第二类型晶体管与第一类型晶体管互补；

其中第一晶体管的控制终端被配置成接收差分放大器输入信号的第一差分分量而第二晶体管的第二控制终端被配置成接收差分放大器输入信号的第二差分分量；

其中第三晶体管的控制终端和第七晶体管的控制终端连接至第二晶体管的第一终端；

其中第四晶体管的控制终端和第八晶体管的控制终端连接至第一晶体管的第一终端；

其中第五晶体管的控制终端连接至第四晶体管的第一终端；

其中第六晶体管的控制终端连接至第三晶体管的第一终端；

其中第八晶体管和第六晶体管被配置成在第八晶体管和第六晶体管的共用终端提供差分放大器输出信号的第一差分分量；且

其中第七晶体管和第五晶体管被配置成在第七晶体管和第五晶体管的共用终端提供差分放大器输出信号的第二差分分量，

进一步包括：

第一偏置晶体管，连接在第一晶体管和第二晶体管的第二终端与放大器的地电位终端之间；以及

第二偏置晶体管，连接在第三晶体管和第四晶体管的第二终端与地电位终端之间；

其中第一偏置晶体管和第二偏置晶体管的控制终端短路在一起。