在先有技术中广泛使用放大器，用于放大施加的输入信号以便
提供放大的输出信号。这在这样的无线电接收机中是特别重要的，
其中在那里接收的辐射产生一般具有微伏级大小的对应天线接收的
信号。无线电接收机使用其中的放大器将这种接收信号放大到大约
毫伏到伏的大小，例如驱动扬声器。因为很难防止用来在射频频率
进行放大的放大器的自激振荡，尤其当他们包括级联的增益提供级
的时候，所以通常将接收的信号外差成较低的中频，于是易于提供
高放大倍数以及提供更有选择性的带通信号滤波。
因此在先有技术的无线电接收机中，通常在中频即位于接收的
辐射的频率和音频或视频频率之间的频率提供所需要的信号放大的
大部分。例如，无线电接收机接收500MHz频率的辐射并产生也在
500MHz的对应天线接收的信号。接收器将接收的信号外差以便产
生频率范围在10.7MHz左右的中频信号，然后进行放大和滤波，最
后将放大的中频信号解调以便产生对应的具有频率范围在100Hz到
5kHz的信号分量的声频输出信号。
最近，因为射频频谱变得日益拥挤，在现代的通信系统中倾向
于使用超高频(UHF)的范围，即500MHz左右；现在也使用例如1GHz
到30GHz的微波频率传输。与此相联系，在现代的无线电接收机设
计中倾向于使用在几十MHz或更高频率的中频放大；这是为了获得
与使用外差方法有关的足够的幻像抑制。
在现代移动电话中，在包括于其中的中频放大器电路中提供大
部分信号放大。这些电路包括传输放大器和相关的表面声波(SAW)或
陶瓷滤波器以便提供窄的带通信号放大特性；该电路和它们的相关
的滤波器通常一起称为″中频片″。这种传输放大器工作时耗费很大的
电力，例如用于移动电话的中频放大器电路工作时一般耗费几百微
安到几毫安的电流。
为了通过它们的相关的电池给现代移动电话提供延长的工作时
间，已经研究和开发了新型的电池，后者增强电荷存储量以便提高
性能，例如可再充电的金属氢化物和锂电池。
本发明人了解到减少无线电接收机中中频放大器的电流消耗以
便通过电池提供延长的工作时间是可取的，而不是专心于改善电池
技术。因此本发明力图提供一种替换的放大器电路，例如特别适用
于无线电接收机的中频的电路，它需要较少的操作功率。
先有技术中已知，例如日本专利申请JP 600127806A中所描写
的，提供微波多级放大器，它包括连接到相关的反射式放大器和延
迟电路的级联的系列级间隔离器。循环电路用于阻止在微波放大器
内出现自激振荡。
根据本发明，提供一种用于接收输入信号并提供相应的放大的
输出信号的的放大器电路，其特征在于包括：
(a)多个反射式放大器，它们沿着信号通路级联并用于放大沿着
正向传送的输入信号以便提供输出信号；以及
(b)连接装置，用于连接反射式放大器以便构成信号通路并且用
于阻止信号沿着反向传播，从而在电路内部阻止自激振荡发生，该
连接装置包括开关装置，用于交替地切换多个反射式放大器使得每
个反射式放大器能够接收沿着信号通路正向传播的信号并将放大后
的信号输出到信号通路，进一步在正向传播，所述反射式放大器包
括信号延迟装置、用于延迟输入到反射式放大器或从反射式放大器
输出的信号的传播。
本发明提供了这样的优点：加入的延迟装置使得开关装置能够
将输入信号划分成离散的分量，后者在延迟装置存储一段时间，从
而使开关装置有时间引导所述分量沿着通路正向传送并阻止它们沿
着通路的反向传送、这种反向传送有可能引起自激振荡。
由于工作期间可能出现自激干扰振荡，所以本专业的技术人员
还不能预期将多个反射式放大器连接在一起并获得稳态放大是可行
的。该电路通过插入促进电路中想要的信号放大并抵消其中引起自
激振荡的信号放大的连接装置来解决这个问题。
自激振荡定义为：作为在信号通路内部或附近发生反馈的结果，
沿着提供放大的信号通路出现的自感应振荡。
为了方便起见，延迟装置包括多个延迟线、使得延迟线插入每
一个反射式放大器和开关装置之间。这提供了这样的优点：每一个
反射式放大器可以通过开关装置隔离，以便切换离散的信号分量。
延迟线最好能够使通带信号从其中传输通过。这提供了这样的
优点：使得所述放大器电路能够提供适合于用于如收音机和移动电
话的中频放大器的通带传输特性。
另一方面，本发明提供放大输入信号并供应对应的放大的输出
信号的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(a)提供多个沿着信号通路级联的反射式放大器，并且提供用于
将反射式放大器连接到信号通路的连接装置，后者促进信号沿着通
路的正向传播并且阻止信号沿着反向传播，连接装置包括开关装置，
后者用于交替地切换多个反射式放大器使得每个反射式放大器能够
接收沿着信号通路正向传播的信号并将放大后的信号输出到信号通
路，进一步在正向传播，所述反射式放大器包括信号延迟装置、用
于延迟输入到反射式放大器或从反射式放大器输出的信号。
(b)在所述信号通路接收输入信号；
(c)引导输入信号经由连接装置传送到反射式放大器之一、以便
在其中放大而提供放大的信号；
(d)引导放大的信号正向传送到另一个反射式放大器，以便在其
中进一步放大；
(e)重复步骤(d)直到放大信号达到信号通路的输出端；以及
(f)将来自信号通路的放大信号作为输出信号输出。
该方法提供了这样的优点：在放大期间，有选择地引导信号沿
着信号通路正向从放大器传送到放大器，从而阻止任何放大器再放
大该输入信号，由此防止建立可以产生自激振荡的任何反馈环。
现在将通过例子，参考以下电路图来描述本发明的实施例，附
图中：
参考图1，图中显示了用100表示的根据本发明实施例的放大器
电路。电路100包括：四个反射式放大器110、120、130、140；四个
带通滤波器延迟元件150、160、170、180；四个开关200、210、220、
230；和两个逻辑反相器250、260。放大器110、120、130、140与它
们的相关的延迟元件150、160、170、180以及它们的开关200、210、
220、230连接，分别构成级1、级2、级3、级4。级1-4分别显示在
虚线300-330内。级2和级4还分别包括反相器250、260。
各滤波器元件150、160，170，180包括第一信号端口T1和第二
信号端口T2。工作时，滤波器元件150、160、170、180各提供一个
周期τ的带通信号滤波以及信号存储，从而提供通过其中的信号传
播延迟。各滤波器元件是彼此相同的，即提供具有类似的中心频率
的相同的带通传输特性，并且可以作为单个器件实现或整体地制作
在单个基片上。
反射式放大器110、120、130、140是彼此相同的，并且使用如
图2所示的电路配置。这种反射式放大器还在英国专利号GB 2 284
323B中进行了描述，该专利通过引用被包括在本文中。
各放大器110、120、130、140包括输入/输出端口T3，由于工作
期间在端口T3处呈现负电阻，因而在那里信号被接收然后以增长的
幅度反射。
开关200、210 220、230也是彼此相同的。每个开关包括弧刷端
子A，两个开关电极端子B和C，以及开关控制端子D，后者用于接收
操作中在逻辑状态0和1之间切换的二进制开关信号。当二进制信号
处于逻辑状态0时，端子A连接到端子B。反之，当二进制信号处于逻
辑状态1时，端子A连接到端子C。
开关210、230的端子D分别通过反相器250、260连接到用Sc表示
的外加的控制线。此外，开关200、220的端子D直接连接到控制线Sc。
因而，工作时，开关200、220根据相对的弧刷位置、相对于开关210、
230反向地连接。
在级1-4的每一级中，端子A连接到端口T1，而端口T2连接到端
口T3。此外，级1的端子B连接成接收输入信号Sin，而级4的端子C
连接成输出输出信号Sout，此外，级1-3的端子C分别连接到级2-4的
端子B。
现在将参考图1描述电路100的操作。最初，在t＝0时，控制信
号Sc处于逻辑状态0以致于开关200、220的端子A连接到它们的端子
B，而开关210、230的端子A连接到它们的端子C。信号Sin传输到开
关200的端子B并且继续从端子A传输到滤波器元件150的端口T1。信
号Sin通滤波波器元件150传送，在那里进行滤波，并且在t＝τ时作
为第一延迟信号显现。第一信号通过反射式放大器110放大，然后反
射回滤波器元件150并通过它传送，在t＝2τ时作为第二延迟信号显
现。
在t＝2τ时，信号Sc转到逻辑状态1，使得开关200、220的端子A
连接到它们的端子C，而开关210、230的端子A连接到它们的端子B。
第二信号从级1的端子C传到级2的端子B，从那里传送到滤波器元件
160，在t＝3τ时，在它的端口T2作为第三延迟信号显现。第三信号
通过反射式放大器120反射放大，然后反向传到滤波器元件160，通
过滤波元件160传送，在t＝4τ时，在端口T1作为第四延迟信号显现。
在t＝4τ时，信号Sc切换到逻辑状态0，使得开关200、220的端
子A重新连接到它们的端子C，并且开关200、230的端子A重新连接
到它们的端子B。这使级1和2互相隔离，同样使级3和4相互隔离，
从而防止信号反向传到级1的端子B并阻止了由于一个级和它的前级
之间的辐射的反射而出现的自激振荡。第四信号按类似于级1和2的
方式继续通过级3和4传送，最后在t＝8τ时，在级4的端子C输出，
即作为输出信号Sout。
如上所述，插入开关200、210、220、230以便周期性地隔离放
大器110、120、130、140，这提供这样的优点：阻止在电路100内形
成驻波，从而在那里阻止自激振荡。这允许在每一级实现接近+30 dB
的较高的信号放大。如果省略开关，滤波器元件的端子T1连接在一
起以便形成公共的输入/输出结点，那么，由于级间的不间断的信号
反射将在电路100出现严重的振荡问题。
因而电路100提供伪连续放大，所述放大周期性地每隔4τ中断
一个时段2τ。此外，信号需要一段时间8τ通过电路100传送。当
电路并入无线电接收机时，输出信号Sout随后被解调，并且通过滤波
去除由于伪连续特性而产生的高频虚假信号(artefact)。
电路100可以在许多方面进行修改以便提供修改的电路，即；
(a)滤波器元件150-180可以具有互相不同的滤波性能，虽然它
们全部提供互相类似的传播延迟τ并且以组合的方式用于通过其中
发送信号。
(b)虽然四个级，即级1-4，被包含在该电路中，但是可以使用
两个或更多的级；
(c)反射式放大器110-140可以互相不同，并且提供互相不同的
信号放大，例如级1可以提供相对于级4更高的增益；以及
(d)反射式放大器110、120、130、140可以这样设置，以便例如
通过自动增益控制(AGC)信号控制它们的偏流、使得可以响应输入信
号Sin的幅度、动态地改变由放大器电路100提供的放大。
反射式放大器110-140的特征：关于其中的名义上的放大，它们
的频带宽度随着它们的供电电流的减少而减少。例如，当电路100在
500MHz提供窄的放大频带宽度50kHz和100dB的增益时，对于施加
在该电路的3伏电源电压、电路100的电流消耗可以减少到几十微安；
这显著地比先有技术的传输放大器电路的电流低，例如，为了提供
相当的放大功能、先有技术的传输放大器电路可能耗费若干毫安的
电流。
下面将参考图2进一步描述反射式放大器110-140。用400表示放
大器110-140中的每一个。包括在虚线410内的电路400包括：用420表
示的硅或砷化镓(GaAs)晶体管；形成用于晶体管420的终端网络的电
容器430和电阻器440；反馈电容器450；形成偏压网络的电感器460
和电阻器470；以及电流源480。电路400包括输入输出端口T3，后者
连接到晶体管420的栅电极420g和电容器450的第一端子。
电路400连接到用于向电路400供应电力的电源500；电源500也
连接到其他的反射式放大器110-140。电源500连接到晶体管420的漏
极420d以及电容器430的第一端子；电容器430的第二端子连接到信
号地线。电容器450设置有连接到晶体管420的源电极420s的第二端
子，后者连接到接地的电阻器440，所述电容器450的第二端子通过
串联的电感器460和电阻器470连接到电流源480，后者连接到信号地
线。
电路400工作时，栅电极420g接收通过端口T3施加的输入信号。
输入信号产生对应于输入信号的信号电流，后者在源电极420g和漏
极420d之间流动。该信号电流通过晶体管420的栅极-漏极和栅极-源
极电容以及通过电容器450耦合，从而在栅电极420g产生输出信号，
即放大了的输入信号。输入信号在栅电极420g反射，在那里与通过
端口T3传送出的输出信号组合。
由于电路400接收输入信号并且使组合信号经由一个端子、即端
口T3返回，所以它相当于一个反射负电阻。
电路1400和它的显示在虚线410内的相关组件能够为通过晶体管
420的约为几十微安的漏极/源级电流提供接近+30dB的大功率增益。
靠这样低的供电电流运行的传输放大器是不可能实现这种大功率增
益的。
当结合到移动电话中作为它的中频片的一部分时，包括多个电
路400的放大器电路100与先有技术相比能够在中频使与放大信号
有关的电话电流消耗成数量级地减小(an order of magnitude
reduction)。这具有显著的优点，例如延长通过可再充电的电池供电
的电话操作的工作时间。
放大器电路100包括级联的系列反射式放大器，它们连接成形
成信号通路、沿着该信号通路发生输入信号放大。反射式放大器通
过开关装置连接，例如通过开关200、210、220、230以及滤波器元
件150、160、170、180连接，以便促进沿着用于放大的通路正向的
信号传播并阻碍沿着可能引起自激振荡的通路的反向的信号传播。
这使得能够用低于先有技术的提供类似增益的传输放大器所需的电
流消耗来实现较高的放大增益。
本专业的技术人员将了解，在没有脱离本发明范围内，可以改
变电路100。因而，替换的开关装置，或装置等效物，可以与反射式
放大器一起使用、只要它们表现出与电路100中的开关类似的特性，
即用于阻止寄生振荡的发生。
电路100可以并入无线电接收机中，例如移动电话中，在那里起
中频片作用。此外，当装备有解调器以便转换来自电路100的信号输
出时，电路能够作为IF接收器。