CN105830341B - 用于低噪声放大器(lna)非线性二阶产物的失真抵消 - Google Patents
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Abstract
一种设备，包括被配置成放大单端通信信号(RFin)的主低噪声放大器(LNA)级(410)、耦合到主LNA级(410)的辅助LNA级(420)，辅助LNA级(420)被配置成抵消由主LNA级(410)生成的非线性二阶产物以及被配置成接收主LNA级(410)的输出和辅助LNA级(420)的输出的负载电路(430)，负载电路(430)被配置成将单端通信信号(RFin)转换成差分信号。
Description
技术领域
本公开总体上涉及电子装置，并且更具体地涉及发射器和接收器。
背景技术
在射频(RF)收发器中，通信信号通常由有时被称为接收链的接收电路装置接收并且下变频。接收链通常包括接收滤波器、低噪声放大器(LNA)、混频器、本地振荡器(LO)、压控振荡器(VCO)、基带滤波器和其他部件来恢复包含在通信信号中的信息。收发器还包括使通信信号能够传输到另一收发器中的接收器的电路装置。收发器能够在多个通常被称为频带的频率范围上操作。此外，单个收发器可以被配置成使用可能在相同的频带中出现但是在实际频率中可能并不重合(被称为非连续载波的布置)的多个载波信号操作。
在一些实例中，期望具有被配置成使用多个发射频率和/或多个接收频率操作的单个发射器或接收器。为了接收器能够同时接收两个或更多的接收信号，需要两个或更多的接收路径的并行操作。这种***有时被称为“载波聚合”***。术语“载波聚合”可以指包括带间载波聚合和带内载波聚合的***。带内载波聚合指在相同的通信频带中出现的两个分离并且非连续的载波信号的处理。目前，尽管这些非连续的载波可以靠近在一起，但是通常需要分离的接收链来处理每个载波。当实施这种载波聚合接收器时，来自一个载波的功率可能干扰另一载波的下变频(导致被称为互调失真的状况，并且当作为二阶函数发生时被称为IM2)，这可能导致接收器敏感度减低，该情况有时被称为“接收器减敏”或“接收器降敏”。因为由低噪声放大器(LNA)的操作引起的二阶失真的存在，所以接收器减敏可能出现。二阶截止点(IIP2)指量化由非线性***和设备(在该示例中是LNA)生成的二阶失真的线性度的测量。
在低功率水平，LNA的基频输出功率相对于输入功率以1比1的比率(以dB表示)上升，而二阶输出功率以2比1的比率上升。如果输入功率对LNA足够高达到饱和，那么在一阶情况和二阶情况二者中输出功率变得平坦。
二阶截止点(IIP2)是外推的一阶直线和二阶直线在绘图上相交处的输出功率点，因为由于通常在低很多的功率水平下饱和，所以实际的功率水平将变得平坦。
期望减少由二阶非线性导致的接收器减敏，特别是由LNA导致的那些。
发明内容
在一些实施例中，提供了一种放大设备。所述放大设备包括：主低噪声放大器LNA级，被配置成放大单端通信信号；辅助LNA级，耦合到所述主LNA级；负载电路，被配置成接收所述主LNA级的输出和所述辅助LNA级的输出，所述负载电路被配置成将所述单端通信信号转换成差分信号；其中所述主LNA级包括共源共栅晶体管布置，所述辅助LNA级包括共源共栅晶体管布置，并且所述辅助LNA级包括具有耦合到所述主LNA级的第一晶体管的漏极的栅极的第一晶体管；并且其中所述主LNA级的输出被耦合到所述负载电路的初级侧的第一部分并且所述辅助LNA级的输出被耦合到所述负载电路的所述初级侧的第二部分。
在一些实施例中，提供了一种放大方法。所述放大方法包括：在具有耦合到辅助低噪声放大器LNA级的主LNA级的LNA中放大单端通信信号；在所述辅助LNA级中生成非线性二阶产物；使用由所述辅助LNA级生成的所述非线性二阶产物抵消由所述主LNA级生成的非线性二阶产物；使用负载电路将所述单端通信信号转换成差分信号，所述负载电路被配置成接收所述主LNA级的输出和所述辅助LNA级的输出；以及将所述辅助LNA级偏置在非线性区域中以在所述辅助LNA级中生成比由所述主LNA级生成的非线性产物高的非线性产物。
在一些实施例中，提供了一种放大设备。所述放大设备包括用于放大单端通信信号的装置；用于使用由第二放大器装置生成的非线性二阶产物抵消由第一放大器装置生成的非线性二阶产物的装置；用于将所述单端通信信号转换成差分信号的装置；以及用于将所述第二放大器装置偏置在非线性区域中以在所述第二放大器装置中生成比由所述第一放大器装置生成的非线性产物高的非线性产物的装置。
附图说明
在附图中，除非另有说明，相同的附图标记贯穿各种视图指示相同的部分。对于具有诸如“102a”或“102b”的字母字符指定的附图标记，字母字符指定可以区分在相同的附图中出现的两个相同的部分或元件。当旨在使附图标记涵盖所有的附图中具有相同的附图标记的所有部分时，附图标记的字母字符指定可以被省略。
图1是示出与无线通信***通信的无线设备的示图。
图2A是示出连续带内载波聚合(CA)的示例的图形示图。
图2B是示出非连续带内CA的示例的图形示图。
图2C是示出在相同的频带组中的带间CA的示例的图形示图。
图2D是示出在不同频带组中的带间CA的示例的图形示图。
图3是示出无线设备的框图，在其中可以实施本公开的示例性技术。
图4是图示具有低噪声放大器(LNA)的电路的示例性实施例的示意图，该电路可以被用来抵消LNA中的非线性二阶失真产物。
图5是图示具有低噪声放大器(LNA)的电路的另一示例性实施例的示意图，该电路可以被用来抵消LNA中的非线性二阶失真产物。
图6是图示具有低噪声放大器(LNA)的电路的示例性备选实施例的示意图，该电路可以被用来抵消LNA中的非线性二阶失真产物。
图7是描述具有低噪声放大器(LNA)的电路的示例性实施例的操作的流程图，该电路可以被用来抵消LNA中的非线性二阶失真产物。
具体实施方式
词语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必须被解释为优于或胜过其他方面。
在本描述中，术语“应用”也可包括具有可执行内容(诸如对象代码、脚本、字节码、标记语言文件和补丁)的文件。此外，本文中引述的“应用”也可包括本质上不可执行的文件，诸如可能需要打开的文档或需要访问的其他数据文件。
术语“内容”也可包括具有可执行内容(诸如对象代码、脚本、字节码、标记语言文件和补丁)的文件。此外，本文中引述的“内容”也可包括本质上不可执行的文件，诸如可能需要打开的文档或需要访问的其他数据文件。
本公开的示例性实施例指向使用辅助路径来抵消低噪声放大器(LNA)的非线性二阶失真产物的失真抵消方案并且可以被应用到使用LNA的任意的接收器***中来放大接收信号。在示例性实施例中，辅助LNA级和主LNA级向作为负载电路操作的中心抽头的变压器提供输出。在示例性实施例中，辅助LNA级生成抵消由主LNA级生成的非线性产物的非线性产物。在示例性实施例中，负载电路还具有与辅助LNA级输出分流连接的作为衰减器操作的可调节的电阻使得由辅助LNA级生成的非线性产物能够与由主LNA级生成的非线性产物的水平匹配。在另一示例性实施例中，以非中心抽头配置提供负载电路的初级侧，使得在没有衰减器的情况下，由辅助LNA级生成的非线性产物能够与由主LNA级生成的非线性产物的水平匹配。在示例性实施例中，辅助LNA级被控制成只有当需要IM2抵消时(例如，在载波聚合方法中)才是可操作的。
图1是示出与无线通信***120通信的无线设备100的示图。无线通信***120可以是长期演进(LTE)***、码分多址(CMDA)***、全球移动通信(GSM)***、无线局域网(WLAN)***或一些其他无线***。CMDA***可以实施宽带CDMA(WCDMA)、CDMA 1X、演进数据优化(EVDO)、时分同步CDMA(TD-SCDMA)或CMDA的一些其他版本。为了简化，图1示出了包括两个基站130和132以及一个***控制器140的无线通信***120。一般地，无线通信***可以包括任意数量的基站和网络实体的任意集合。
无线设备110也可以被称为用户设备(UE)、移动站、终端、接入终端、订户单元、站等。无线设备110可以是蜂窝电话、智能电话、平板、无线调制解调器、个人数字助理(PDA)、手持式设备、笔记本电脑、智能本、上网本、平板、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、蓝牙设备等。无线设备110可以与无线通信***120通信。无线设备110还可以接收来自广播站(例如，广播站134)的信号、来自一个或多个全球导航卫星***(GNSS)中的卫星(例如，卫星150)的信号等。无线设备110可以支持用于无线通信的一个或多个无线电技术，诸如LTE、WCDMA、CDMA 1X、EVDO、TD-SCDMA、GSM、802.11等。
无线设备110可以支持载波聚合，载波聚合在多个载波上操作。载波聚合也可以被称为多载波操作。无线设备110可能能够在覆盖低于1000兆赫兹(MHz)的频率的低频带(LB)、覆盖从1000MHz到2300MHz的频率的中频带(MB)和/或覆盖高于2300MHz的频率的高频带(HB)中操作。例如，低频带可以覆盖698MHz到960MHz，中频带可以覆盖1475MHz到2170MHz并且高频带可以覆盖2300MHz到2690MHz以及3400MHz到3800MHz。低频带、中频带和高频带指代三组频带(或者频带组)，每个频带组包括多个频率带(或简单地，“频带”)。每个频带可以覆盖多达200MHz并且可以包括一个或多个载波。每个载波在LTE中可以覆盖多达20MHz。LTE发布版本11支持35个频带，该35个频带被称为LTE/UMTS频带并且在3GPP TS 36.101中被列出。在LTE发布版本11中，无线设备110可以在一个或两个频带中配置有多达5个载波。
一般地，载波聚合(CA)可以被归类成两种类型-带内CA和带间CA。带内CA指代在相同的频带内的多个载波上的操作。带间CA指代在不同的频带中的多个载波上的操作。
图2A是示出连续带内载波聚合(CA)的示例的图形示图。在图2A示出的示例中，无线设备110配置有在低频带中的一个频带中的四个连续载波。无线设备110可以在相同的频带内的四个连续载波上发送和/或接收传输。
图2B是示出非连续带内CA的示例的图形示图。在图2B示出的示例中，无线设备110配置有在低频带中的一个频带中的四个非连续载波。可以以5MHz、10MHz或一些其他量来分离载波。无线设备110可以在相同的频带内的四个非连续载波上发送和/或接收传输。
图2C是示出在相同的频带组中的带间CA的示例的图形示图。在图2C示出的示例中，无线设备110配置有在低频带中的两个频带中的四个载波。无线设备110可以在相同的频带组中的不同的频带中的四个载波上发送和/或接收传输。
图2D是示出在不同频带组中的带间CA的示例的图形示图。在图2D示出的示例中，无线设备110配置有在不同的频带组中的两个频带中的四个载波，包括在低频带中的一个频带中的两个载波以及在中频带中的另一频带中的两个载波。无线设备110可以在不同的频带组中的不同的频带中的四个载波上发送和/或接收传输。
图2A到图2D示出了载波聚合的四个示例。频带的其他组合和频带组的其他组合也可以支持载波聚合。
图3是示出无线设备300的框图，在其中可以实施本公开的示例性技术。图3示出了收发器320的示例。一般地，可以通过一级或多级的放大器、滤波器、上变频器、下变频器执行发射器330和接收器350中的信号的调节。可以与图3中示出的配置不同地布置这些电路块。此外，未在图3中示出的其他电路块也可以被用来调节在发射器330和接收器350中的信号。除非另有说明，在图3或在附图中的任何其他图中的任何信号可以是单端或差分的。也可以省略图3中的一些电路块。
在图3示出的示例中，无线设备300一般包括收发器320和数字处理器310。数字处理器310可以包括存储器(未示出)来存储数据和程序代码，并且一般可以包括模拟和数字处理元件。收发器320包括支持双向通信的发射器330和接收器350。一般地，对于任意数量的通信***和频带，无线设备300可以包括任意数量的发射器和/或接收器。可以在一个或多个模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上实施收发器320的全部或一部分。
可以利用超外差架构或者直接变换架构实施发射器或接收器。在超外差架构中，在射频(RF)和基带之间以多级对信号变频，例如对接收器来说，在一级中将信号从RF变换到中间频率(IF)并且然后在另一级中将信号从IF变换到基带。在直接变换架构中，在RF和基带之间频率以一级变换信号。超外差架构和直接变换架构可以使用不同的电路块和/或具有不同的要求。在图3示出的示例中，利用直接变换架构实施发射器330和接收器350。
在发射路径中，数据处理器330处理待发射的数据并且向发射器330提供同相(I)和正交(Q)模拟输出信号。在示例性实施例中，数据处理器310包括数字到模拟转换器(DAC)314a和314b以用于将由数据处理器310生成的数字信号转换成I和Q模拟输出信号(例如，I和Q输出电流)以用于进一步处理。
在发射器330内，低通滤波器332a和332b分别滤波I和Q模拟发射信号以去除由之前数字到模拟转换导致的不需要的镜像。放大器(Amp)334a和334b分别放大来自低通滤波器332a和332b的信号并且提供I和Q基带信号。上变频器340利用来自TX LO信号生成器390的I和Q发射(TX)本地振荡(LO)信号上变频I和Q基带信号并且提供经上变频的信号。滤波器342将经上变频的信号滤波来去除由上变频导致的不需要的镜像以及在接收频带中的噪声。功率放大器(PA)344放大来自滤波器342的信号来获得需要的输出功率级并且提供发射RF信号。发射RF信号通过双工器或开关346被路由并且经由天线348被发射。
在接收路径中，天线348接收通信信号并且提供接收的RF信号，接收的RF信号通过双工器或开关346被路由并且被提供到低噪声放大器(LNA)352。双工器346被设计成在特定的RX与TX双工器频率分离的情况下操作，使得RX信号与TX信号隔离。接收的RF信号被LNA352放大并且被滤波器354滤波以获得需要的RF输入信号。下变频混频器361a和361b将滤波器354的输出与来自RX LO信号生成器380的I和Q接收(RX)LO信号(即LO_I和LO_Q)混频来生成I和Q基带信号。I和Q基带信号被放大器362a和362b放大并且进一步被低通滤波器364a和364b滤波来获得I和Q模拟输入信号，I和Q模拟输入信号被提供到数据处理器310。在示出的示例性实施例中，数据处理器310包括模拟到数字转换器(ADC)316a和316b以用于将模拟输入信号转换成数字信号以被数据处理器310进一步处理。
在图3中，TX LO信号生成器390生成用于上变频的I和Q TX LO信号，而RX LO信号生成器380生成用于下变频的I和Q RX LO信号。每个LO信号是具有特定基频的周期信号。锁相环(PLL)392从数据处理器310接收时序信息并且生成用来调整来自LO信号生成器390的TX LO信号的频率和/或相位的控制信号。类似地，PLL 382从数据处理器310接收时序信息并且生成用来调整来自LO信号生成器380的RX LO信号的频率和/或相位的控制信号。
无线设备300可以支持CA并且可以(i)接收在不同的频率处的多个下行链路载波上由一个或多个小区发射的多个下行链路信号和/或(ii)在多个上行链路载波上向一个或多个小区发射多个上行链路信号。
在同时处理多个接收信号的CA通信环境中，在特定接收路径上的接收信号可能耦合到在不同的接收路径上的接收信号上操作的接收器并且损害该接收器的灵敏度。
在本公开的示例性实施例中，由LNA生成的非线性二阶互调(IM2)产物(在本文中也被称为非线性二阶产物)被基本抵消以减轻NF的任何恶化，该恶化由上文提到的从一个接收路径到另一接收路径的接收能量的不希望的耦合导致，或者来自耦合到目标接收路径的其他干扰信号。减少由LNA生成的非线性二阶互调(IM2)产物改善接收器的二阶截止点(IIP2)性能并且因此使接收器更不易受来自另一接收路径或者一般地来自干扰信号的干扰。
图4是图示具有低噪声放大器(LNA)401的电路400的示例性实施例的示意图，该电路可以被用来抵消LNA 401中的非线性二阶产物。单端射频(RF)输入信号通过外部电感402被提供到主LNA级410。主LNA级410包括晶体管412和晶体管414。在示例性实施例中，晶体管412作为增益晶体管操作并且晶体管414作为共源共栅晶体管操作。晶体管412被通过电阻405而施加到它的栅极的连接406上的信号vb1偏置。连接403上的单端RF输入信号被提供到晶体管412的栅极。晶体管412的源极被连接到源极退化电感404。晶体管412的漏极被耦合到晶体管414的源极。主LNA级410的输出经过连接415从晶体管414的漏极被提供到负载电路430。在连接415中流动的电流可以被称为“Isig_main”。负载电路430是电感性电路并且在本文中也被称为巴伦，巴伦执行单端到差分的转换。负载电路430一般包括初级侧432和次级侧434。单端RF通信信号被提供到负载电路430的初级侧432。负载电路430的输出作为差分RF信号从次级侧434被提供到混频器443以用于下变频和进一步处理。
在示例性实施例中，负载电路430的初级侧包括在***电压VDD处的中心抽头435，中心抽头435将初级侧432分成第一(或主)部分436和第二(或辅助)部分437。主部分436经过连接415以及通过电容439接收主LNA级410的输出。
电路400还包括辅助LNA级420。辅助LNA级420包括晶体管422和晶体管424。在示例性实施例中，晶体管422作为增益晶体管操作并且晶体管424作为共源共栅晶体管操作。晶体管422被通过电阻423而施加到它的栅极的连接427上的信号vb2控制和偏置。晶体管422的栅极通过电容426被连接到晶体管412的漏极。晶体管422的漏极被耦合到晶体管424的源极。辅助LNA级420的输出从晶体管424的漏极经过连接425以及通过电容441被提供到负载电路430的辅助部分437。在连接425中流动的电流可以被称为“Isig_aux”。在示例性实施例中可以使用可调节电阻实施的衰减器438被耦合在辅助部分437和负载电路430的中心抽头435之间。
为了最小化辅助LNA级420中的电流消耗，晶体管422和晶体管424的物理尺寸一般分别比晶体管412和晶体管414的物理尺寸小，使得连接425上的电流Isig_aux比连接415上的电流Isig_main小，使得由辅助LNA级420生成的信号比由主LNA级410生成的信号小。在操作中，晶体管422一般被偏置在非线性区域中使得由辅助LNA级420生成的非线性二阶产物可以被生成，该非线性二阶产物可以比由主LNA级410生成的非线性二阶产物高并且可以抵消由主LNA级410生成的非线性二阶产物，尽管晶体管422和晶体管424分别比晶体管412和晶体管414小。以该方式，辅助LNA级420的操作一般抵消由晶体管412生成的非线性二阶(以及所有的偶数阶)产物。由辅助LNA级420生成的非线性二阶产物比由主LNA级410生成的非线性二阶产物高，因此调节衰减器438允许由辅助LNA级420产生的非线性二阶产物来匹配由主LNA级410产生的非线性二阶产物的水平，使得由主LNA级410产生的非线性二阶产物被由辅助LNA级420产生的非线性二阶产物抵消。例如衰减器438可以被实施成由数字控制信号(未示出)控制的可开关的电阻器组或者可以以其他方式实施来匹配或者均衡在与二阶产物相关联的频率处的辅助LNA级420的增益与主LNA级410的增益。换言之，衰减器438被用来确保辅助LNA级420的非线性二阶产物的增益与主LNA级410的非线性二阶产物的增益匹配使得这些产物抵消。
电流Isig_main通过下式给出：
Isig_main＝g1·Vs+g2·Vs2+g3·Vs3 (等式1)
电流Isig_aux通过下式给出：
Isig_aux＝K·g1’·(-Vs)+K·g2’·Vs2+K·g3’·(-Vs)3 (等式2)
Isig_main–Isig_aux＝(g1+Kg1’)·Vs+(g2–Kg2’)·Vs2+(g3+Kg3’)·Vs3 (等式3)
项“g1”和“g1’”分别指代晶体管412和晶体管422的“有效”跨导。项-K表示在晶体管412的漏极处的Vs的增益。可以通过将晶体管422偏置在可以最大化二阶产物的点处，也即最大化“g2’”的点处抵消项(g2–Kg2’)·Vs2。项“g2’”指代项“g1’”相对于晶体管422的栅极-源极电压(Vgs)的一阶微分。
辅助LNA级420的示例性实施例可以被容易地合并到现有的LNA架构中并且，可以根据包括例如是否需要二阶非线性抵消的多个因素，利用连接427上的控制信号被动态地使能和禁用。例如，可以只有在存在可以从二阶抵消中受益的载波聚合时才激活辅助LNA级420。
图5是图示具有低噪声放大器(LNA)401的电路500的另一示例性实施例的示意图，该电路可以被用来抵消LNA 401中的非线性二阶失真产物。图5中示出的示例性实施例包括源极跟随器缓冲器550、反馈电阻(Rf)552和电感551。电路500通过反馈电阻552使用电阻性反馈，实现需要的50ohm匹配，以代替使用输入匹配网络。使用电阻性反馈来代替输入匹配电路可能导致在连接415上的晶体管414的输出和在连接403上到晶体管412的输入之间的不希望的负载。源极跟随器缓冲器550被用来减少在连接415上的晶体管414的输出和在连接403上到晶体管412的输入之间的该不希望的负载。
图6是图示具有低噪声放大器(LNA)601的电路600的示例性备选实施例的示意图，该电路可以被用来抵消LNA 601中的非线性二阶失真产物。单端射频(RF)输入信号通过外部电感602被提供到主LNA级610。主LNA级610包括晶体管612和晶体管614。在示例性实施例中，晶体管612作为增益晶体管操作并且晶体管614作为共源共栅晶体管操作。晶体管612被通过电阻605而施加到它的栅极的连接606上的信号vb1偏置。连接603上的单端RF输入信号被提供到晶体管612的栅极。晶体管612的源极被连接到源极退化电感604。晶体管612的漏极被耦合到晶体管614的源极。主LNA级610的输出经过连接615以及通过电容639从晶体管614的漏极被提供到负载电路630。在连接615中流动的电流可以被称为“Isig_main”。负载电路630是电感性电路并且在本文中也被称为巴伦，巴伦执行单端到差分的转换。负载电路630一般包括初级侧632和次级侧634。单端RF通信信号被提供到负载电路630的初级侧632。负载电路630的输出作为差分RF信号从次级侧634被提供到混频器643以用于下变频和进一步处理。
电路600还包括辅助LNA级620。辅助LNA级620包括晶体管622和晶体管624。在示例性实施例中，晶体管622作为增益晶体管操作并且晶体管624作为共源共栅晶体管操作。晶体管622被通过电阻623而施加到它的栅极的连接627上的信号vb2控制和偏置。晶体管622的栅极通过电容626被连接到晶体管612的漏极。晶体管622的漏极被耦合到晶体管624的源极。辅助LNA级620的输出从晶体管624的漏极经过连接625以及通过电容641被提供到负载电路630。在连接625中流动的电流可以被称为“Isig_aux”。
在示例性实施例中，负载电路630的初级侧632包括在***电压VDD处的非中心抽头635，非中心抽头635将初级侧632分成第一(或主)部分636和第二(或辅助)部分637。主部分636经过连接415以及通过电容439接收主LNA级610的输出。辅助部分637经过连接625以及通过电容641接收辅助LNA级620的输出。在该示例性实施例中，非中心抽头635建立具有与主电感部分652的电感不同的电感的辅助电感部分651。
为了最小化辅助LNA级620中的电流消耗，晶体管622和晶体管624的物理尺寸一般分别比晶体管612和晶体管614的物理尺寸小，使得连接625上的电流Isig_aux比连接615上的电流Isig_main小，使得由辅助LNA级620生成的信号比由主LNA级610生成的信号小。在操作中，晶体管622一般被偏置在非线性区域中使得由辅助LNA级620生成的非线性二阶产物可以被生成，该非线性二阶产物比由主LNA级610生成的非线性二阶产物高并且可以抵消由主LNA级610生成的非线性二阶产物，尽管晶体管622和晶体管624分别比晶体管612和晶体管614小。以该方式，辅助LNA级620的操作一般抵消由晶体管612生成的任意非线性二阶(以及所有的偶数阶)产物。由辅助LNA级620生成的非线性二阶产物比由主LNA级610生成的非线性二阶产物高，因此通过确定非中心抽头635的位置来相对于主电感部分652的电感调整辅助电感部分651的电感使由辅助LNA级620产生的非线性二阶产物与由主LNA级610产生的非线性二阶产物的水平匹配，使得由主LNA级610产生的非线性二阶产物被由辅助LNA级620产生的非线性二阶产物抵消。
选择辅助电感部分651的电感和主电感部分652的电感以匹配在与二阶产物相关联的频率处的辅助LNA级620的增益与主LNA级610的增益。换言之，选择辅助电感部分651的电感和主电感部分652的电感以确保辅助LNA级620的二阶产物的增益与主LNA级610的二阶产物的增益匹配，使得这些产物在二阶频率处抵消。
非中心抽头负载电路630可以被实施成通过定位抽头635使得负载电路630的初级侧632的辅助部分651的电感与负载电路630的初级侧632的主部分652的电感不同来相对于主LNA级610的增益调整辅助LNA级620的增益。例如，如果辅助部分651的电感比主部分652的电感小，那么辅助LNA级620的增益将比主LNA级610的增益小。以该方式，抽头635的位置的选择可以控制呈现到辅助LNA级620的电感和呈现到主LNA级610的电感。
在示例性实施例中，由负载电路630的初级侧632的辅助部分651提供的更低电感在非线性二阶产物生成的频率处将辅助LNA级620的增益与主LNA级610的增益均衡，使得这些非线性二阶产物抵消。
辅助LNA级620的示例性实施例可以被容易地合并到现有的LNA架构中。失真抵消技术的示例性实施例可以根据包括例如是否需要二阶非线性抵消的多个因素利用连接627上的控制信号被动态地使能和禁用。例如，可以只有在存在可以从二阶抵消中受益的载波聚合时才激活辅助LNA级620。
图7是描述具有低噪声放大器(LNA)的电路的示例性实施例的操作的流程图700，该电路可以被用来抵消LNA中的二阶失真产物。可以按照示出的顺序或者不按示出的顺序执行流程图700中的框，并且在一些实施例中，可以至少部分地并行执行流程图700中的框。
在框702，在具有主LNA级和辅助LNA级的主低噪声放大器(LNA)中放大单端通信信号。在框704，由辅助LNA级生成非线性二阶产物。
在框706，由辅助LNA级生成的非线性二阶产物抵消由主LNA级生成的非线性二阶产物。在框708，负载电路将单端通信信号转换成差分信号输出。
本文描述的LNA电路可以在一个或多个IC、模拟IC、RFIC、混合信号IC、ASIC、印刷电路板(PCB)、电子设备等上实施。LNA电路也可以利用各种IC工艺技术制造，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)、N沟道MOS(NMOS)、P沟道MOS(PMOS)、双极型晶体管(BJT)、双极-CMOS(BiCMOS)、锗硅(SiGe)、砷化镓(GaAs)、异质结双极晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、绝缘体上硅(SOI)等。
实施本文描述的LNA电路的装置可以是独立的设备或者可以是更大设备的一部分。设备可以是(i)独立IC、(ii)可以包括用于存储数据和/或指令的一个或多个IC的组、(iii)RFIC(诸如RF接收器(RFR)或RF发射器/接收器(RTR))、(iv)ASIC(诸如移动站调制解调器(MSM))、(v)可以嵌入在其他设备内的模块、(vi)接收器、手机、无线设备、手持设备、移动单元、(vii)等。
在一个或多个示例性设计中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，包括促成计算机程序从一个地方向另一地方转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。以示例的方式而非限定，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。而且，任何连接也被恰当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电以及微波之类的无线技术从网站、服务器或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘常常磁性地再现数据而碟利用激光光学地再现数据。上面的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。
如在本描述中所使用的，术语“部件”、“数据库”、“模块”、“***”和类似术语旨在指示计算机相关的实体，任其是硬件、固件、硬件与软件的组合、软件，还是执行中的软件。例如，部件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、执行的线程、程序、和/或计算机。以说明的方式，在计算设备上运行的应用和该计算设备两者皆可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行的线程内，并且组件可局部化在一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。此外，这些部件能从其上存储着各种数据结构的各种计算机可读介质来执行。各部件可通过本地和/或远程进程的方式来通信，诸如根据具有一个或更多个数据包的信号(例如，来自一个部件的数据通过信号的方式与本地***、分布式***中的另一部件进行交互、和/或跨诸如因特网之类的网络与其它***进行交互)。
尽管已详细说明和描述了精选的方面，但是将可理解，可以在不脱离如通过以下权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，做出各种替换和变更。
Claims (14)
1.一种放大设备，包括：
主低噪声放大器LNA级，被配置成放大单端通信信号；
辅助LNA级，耦合到所述主LNA级；
负载电路，被配置成接收所述主LNA级的输出和所述辅助LNA级的输出，所述负载电路被配置成将所述单端通信信号转换成差分信号；
其中所述主LNA级包括共源共栅晶体管布置，所述辅助LNA级包括共源共栅晶体管布置，并且所述辅助LNA级包括具有耦合到所述主LNA级的第一晶体管的漏极的栅极的第一晶体管；并且
其中所述主LNA级的输出被耦合到所述负载电路的初级侧的第一部分并且所述辅助LNA级的输出被耦合到所述负载电路的所述初级侧的第二部分。
2.根据权利要求1所述的放大设备，其中所述辅助LNA级的第一晶体管和第二晶体管小于所述主LNA级的相应的第一晶体管和第二晶体管，使得由所述辅助LNA级生成的信号小于由所述主LNA级生成的信号。
3.根据权利要求2所述的放大设备，其中所述辅助LNA级被偏置在非线性区域中使得由所述辅助LNA级生成的非线性产物比由所述主LNA级生成的非线性产物高。
4.根据权利要求3所述的放大设备，进一步包括耦合在所述主LNA级的输入和输出之间的源极跟随器缓冲器和反馈电阻。
5.根据权利要求3所述的放大设备，其中所述辅助LNA级被配置为在载波聚合接收模式中操作。
6.根据权利要求3所述的放大设备，进一步包括与所述负载电路以及所述辅助LNA级相关联的衰减器，所述衰减器被配置成均衡在二阶频率处的所述辅助LNA级的增益和所述主LNA级的增益。
7.根据权利要求3所述的放大设备，其中所述负载电路的所述初级侧的所述第一部分包括主电感部分并且所述负载电路的所述初级侧的所述第二部分包括辅助电感部分，所述主电感部分具有与所述辅助电感部分不同的电感，所述主电感部分和所述辅助电感部分之间的电感差被配置成均衡在二阶频率处的所述辅助LNA级的增益和所述主LNA级的增益。
8.一种放大方法，包括：
在具有耦合到辅助低噪声放大器LNA级的主LNA级的LNA中放大单端通信信号；
在所述辅助LNA级中生成非线性二阶产物；
使用由所述辅助LNA级生成的所述非线性二阶产物抵消由所述主LNA级生成的非线性二阶产物；
使用负载电路将所述单端通信信号转换成差分信号，所述负载电路被配置成接收所述主LNA级的输出和所述辅助LNA级的输出；以及
将所述辅助LNA级偏置在非线性区域中以在所述辅助LNA级中生成比由所述主LNA级生成的非线性产物高的非线性产物。
9.根据权利要求8所述的放大方法，进一步包括在载波聚合接收模式中使能所述辅助LNA级。
10.根据权利要求8所述的放大方法，进一步包括均衡在二阶频率处的所述辅助LNA级的增益和所述主LNA级的增益。
11.一种放大设备，包括：
用于放大单端通信信号的装置；
用于使用由第二放大器装置生成的非线性二阶产物抵消由第一放大器装置生成的非线性二阶产物的装置；
用于将所述单端通信信号转换成差分信号的装置；以及
用于将所述第二放大器装置偏置在非线性区域中以在所述第二放大器装置中生成比由所述第一放大器装置生成的非线性产物高的非线性产物的装置。
12.根据权利要求11所述的放大设备，进一步包括用于在载波聚合接收模式中使能所述第二放大器装置的装置。
13.根据权利要求11所述的放大设备，进一步包括用于均衡在二阶频率处的所述第二放大器装置的增益和所述第一放大器装置的增益的装置。
14.根据权利要求13所述的放大设备，其中用于均衡的所述装置包括用于衰减所述第二放大器装置的增益的装置。
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