用于甚低頻無(wú)線通信的一種低噪聲放大器設(shè)計(jì)
2021年電子技術(shù)應(yīng)用第1期
張孟文1，2，金玉豐1
1.北京大學(xué)深圳研究生院，廣東 深圳518055；2.深圳市匯頂科技股份有限公司，廣東 深圳518045
摘要： 介紹了一種用于甚低頻無(wú)線通信中的低噪聲放大器的設(shè)計(jì)。提出了一個(gè)由低通跨導(dǎo)與自共源共柵MOSFET形成的新環(huán)路，用于穩(wěn)定放大器的輸出偏置電壓。該環(huán)路配合恒定跨導(dǎo)偏置電路，可使放大器的開(kāi)環(huán)增益保持在40 dB左右，不會(huì)受到工藝偏差、電源電壓波動(dòng)和工作溫度變化的影響。該放大器中自共源共柵MOSFET作為增益單元，配合全差分電流偏置電路，輸出范圍可達(dá)到軌到軌。此放大器具有高達(dá)101.4 dB的帶內(nèi)電源抑制比。當(dāng)可穿戴設(shè)備采用高阻抗電源供電時(shí)，電源紋波對(duì)輸出信號(hào)幾乎無(wú)影響。
中圖分類號(hào)： TN432
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200825
中文引用格式： 張孟文，金玉豐. 用于甚低頻無(wú)線通信的一種低噪聲放大器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(1)：46-51，56.
英文引用格式： Zhang Mengwen，Jin Yufeng. Design of a LNA for ULF wireless communication[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(1)：46-51，56.
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200825
中文引用格式： 張孟文，金玉豐. 用于甚低頻無(wú)線通信的一種低噪聲放大器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(1)：46-51，56.
英文引用格式： Zhang Mengwen，Jin Yufeng. Design of a LNA for ULF wireless communication[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(1)：46-51，56.
Design of a LNA for ULF wireless communication
Zhang Mengwen1，2，Jin Yufeng1
1.Peking University Shenzhen Graduate School，Shenzhen 518055，China；2.Goodix Technology Co.，Shenzhen 518045，China
Abstract： This paper introduces the design of low noise amplifier, using for ultra-low frequency. There′s a new loop in the paper, formed by a low-pass transconductance and a self-cascode MOSFET, proposed to stabilize the output bias voltage of the amplifier. By using the loop with the constant transconductance bias circuit, the open-loop gain of the amplifier is constant at about 40 dB. It does not vary with the supply voltage, process and temperature. In the amplifier, a self-cascode MOSFET is used as a gain unit to enable the amplifier output range to reach rail to rail, with the use of full differential current bias. This amplifier has a remarkable in-band high-power supply rejection ratio, up to 101.4 dB. The power ripple has almost no effect on the output signal, when the wearable devices are powered by high impedance sources.
Key words : ultra low frequency；low noise amplifier；high power supply rejection ratio；constant open loop gain；output rail to rail
0 引言
早在20世紀(jì)90年代，用于限制家畜活動(dòng)范圍的無(wú)線電子圍欄系統(tǒng)[1]已經(jīng)出現(xiàn)，但是由于接收設(shè)備體積龐大，因此想將此套系統(tǒng)運(yùn)用到寵物身上，在當(dāng)時(shí)幾乎是不可能的。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，得益于電子元件的小型化，在寵物身上使用可穿戴設(shè)備，逐漸成為了可能。近年來(lái)，用于寵物安全或訓(xùn)練的電子系統(tǒng)已經(jīng)逐漸出現(xiàn)在了市場(chǎng)上[2-3]，但是這些系統(tǒng)目前大部分還是采用分立元件實(shí)現(xiàn)。即使可以用作寵物的穿戴設(shè)備，大多也只能局限于大型犬類身上，因此研究一款單芯片接收機(jī)方案是非常有必要的。
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作者信息:
張孟文1，2，金玉豐1
(1.北京大學(xué)深圳研究生院，廣東 深圳518055；2.深圳市匯頂科技股份有限公司，廣東 深圳518045)
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