FR2587153A1 - High-order harmonic generator - Google Patents
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Abstract
Description
GENERATEUR HARMONIOUE DE HAUT RANG
La présente invention concerne un dispositif applicable aux hyperfréquences pour produire des harmoniques d'un signal d'entrée. comprenant un transistor à effet de champ à semi-conducteurs III-V, doté d'au moins trois bornes dénommées source. drain et grille; des organes d'entrée pour appliquer le signal d'entrée sur la grille avec une tension suffisante pour induire un fonctionnement non linéaire du transistor; et des organes de sortie pour recueillir, sur une borne du transistor, un signal de sortie lié à l'une au moins des harmoniques du signal d'entrée.HIGH RANK HARMONIOUE GENERATOR
The present invention relates to a device applicable to microwaves for producing harmonics of an input signal. comprising a III-V semiconductor field effect transistor, provided with at least three terminals called source. drain and grid; input members for applying the input signal to the gate with a voltage sufficient to induce non-linear operation of the transistor; and output members for collecting, on a terminal of the transistor, an output signal linked to at least one of the harmonics of the input signal.
Un dispositif de ce type est connu. et par exemple décrit dans la revue "IEEE transactions on microwave theory and techniques, volume MTT-27. nOS. mai 1979. ou volume MTT-3o. n06. Juin 1982.A device of this type is known. and for example described in the review "IEEE transactions on microwave theory and techniques, volume MTT-27. nOS. May 1979. or volume MTT-3o. n06. June 1982.
Ces deux articles révèlent l'aptitude des transistors à effet de champ. en particulier des transistors à arseniure de gallium (AsGa). à constituer des multiplicateurs de fréquence de rang relativement bas. par exemple de rang 2 ou 3.These two articles reveal the suitability of field effect transistors. in particular gallium arsenide transistors (AsGa). to constitute frequency multipliers of relatively low rank. for example of rank 2 or 3.
De façon générale. ces deux articles s'inscrivent dans la tendance actuelle à utiliser spécifiquement les semi-conducteurs III-V, encore relativement peu répandus, pour le traitement des signaux dont la fréquence est trop élevée pour être adéquatement traités par la mise en oeuvre de techniques ou de technologies plus classiques.In general. these two articles are part of the current trend to specifically use III-V semiconductors, still relatively uncommon, for processing signals whose frequency is too high to be adequately processed by the use of techniques or more conventional technologies.
En particulier les deux articles mentionnés ci-dessus, appartenant au domaine de la recherche fondamentale.In particular the two articles mentioned above, belonging to the field of fundamental research.
relatent des expériences de doublage ou de triplage de fréquence de signaux d'entrée de fréquence relativement élevée, au moins égale à 4 GHz.relate experiences of doubling or tripling the frequency of relatively high frequency input signals, at least equal to 4 GHz.
Dans ce contexte de connaissances, la présente invention s'analyse comme une application industrielle basée sur une découverte. Plus précisément, l'invention repose sur la découverte de l'aptitude des transistors à effet de champ à semi-conducteurs III-V à constituer des générateurs harmoniques à large bande et de rang très élevé. par exemple jusqu'à l'ordre 200.In this context of knowledge, the present invention can be analyzed as an industrial application based on a discovery. More specifically, the invention is based on the discovery of the ability of III-V semiconductor field effect transistors to constitute broadband harmonic generators of very high rank. for example up to order 200.
Non seulement cette propriété des transistors à effet de champ n'a pas été observée au cours des expériences citées plus haut, mais elle n'était en outre ni observable ni même sollicitée.Not only was this property of field effect transistors not observed during the experiments cited above, but it was also neither observable nor even requested.
En effet, cette propriété n'était pas observable dans la mesure où, les signaux d'entrée utilisés étant de fréquence relativement élevée, les signaux de sortie qui auraient correspondu à une multiplication de fréquence de haut rang se seraient situés au delà du domaine de fréquences actuellement susceptible de faire l'objet d'observations sûres. D'autre part, les organes de sortie de ces dispositifs antérieurs utilisés pour conduire ces expériences. étant spécifiquement adaptés à la transmission de signaux de sortie dans une bande étroite centrée sur la fréquence qui devait être observée dans le cas de doublage ou de triplage de fréquence. ne pouvaient être adaptés à la transmission de signaux de sortie à large bande ou correspondant à des multiplications de fréquence nettement supérieures à 2 ou 3.Indeed, this property was not observable insofar as, the input signals used being of relatively high frequency, the output signals which would have corresponded to a high frequency multiplication would have been located beyond the domain of frequencies currently susceptible to reliable observation. On the other hand, the output devices of these prior devices used to conduct these experiments. being specifically adapted for the transmission of output signals in a narrow band centered on the frequency which had to be observed in the case of frequency doubling or tripling. could not be adapted to the transmission of broadband output signals or corresponding to frequency multiplications significantly greater than 2 or 3.
Par ailleurs, cette propriété des transistors à effet de champ de pouvoir constituer des générateurs harmoniques de haut rang ne peut être considérée comme ayant véritablement été sollicitée dans les expériences antérieures relatées dans les articles cités ci-dessus. Il apparaît en effet.Furthermore, this property of power field effect transistors constituting high-ranking harmonic generators cannot be considered to have been genuinely requested in the previous experiments reported in the articles cited above. It does indeed appear.
comme le montre le premier de ces articles. que les pertes de puissance. entre le signal d'entrée et le signal de sortie à fréquence multiple. augmentent de façon sensible lorsque le rang de multiplication augmente, même lorsqu'il ne passe que de 2 à 3.as shown in the first of these articles. than power losses. between the input signal and the multiple frequency output signal. increase significantly when the multiplication rank increases, even when it goes from 2 to 3 only.
Comme par ailleurs ces pertes augmentent de façon importante avec la fréquence du signal d'entrée. et comme la tension du signal d'entrée qui était appliqué dans les expériences antérieures restait assez modeste, correspondant par exemple à une puissance maximale de 15 dBm, ces expériences ne pouvaient conduire à la production d'un signal de sortie correspondant à un rang élevé de multiplication de fréquence et présentant une puissance suffisante pour être physiquement utilisable ou distingué du bruit.As also these losses increase significantly with the frequency of the input signal. and as the voltage of the input signal which was applied in the previous experiments remained rather modest, corresponding for example to a maximum power of 15 dBm, these experiments could not lead to the production of an output signal corresponding to a high rank frequency multiplication and having sufficient power to be physically usable or distinguished from noise.
Au contraire, dans le dispositif de l'invention le signal d'entrée est appliqué avec une fréquence qui. pour le domaine concerné des hyperfréquences, est relativement basse, et les organes de sortie sont adaptés à recueillir un signal correspondant à une multiplication de fréquence de rang relativement élevé.On the contrary, in the device of the invention the input signal is applied with a frequency which. for the microwave domain concerned, is relatively low, and the output members are adapted to collect a signal corresponding to a frequency multiplication of relatively high rank.
Plus précisément. ce dispositif est essentiellement caractérisé en ce que le signal d'entrée a une fréquence comprise entre 50 MHz et 2.5 GHz. et en ce que les organes de sortie sont adaptés à recueillir. en tant que signal de sortie. un signal lié à l'une au moins des harmoniques. de rang au moins égal à 10. du signal d'entrée.More precisely. this device is essentially characterized in that the input signal has a frequency between 50 MHz and 2.5 GHz. and in that the output members are adapted to collect. as an output signal. a signal linked to at least one of the harmonics. of rank at least equal to 10. of the input signal.
Par ailleurs le signal d'entrée est de préférence appliqué avec une tension comprise entre 3 et 5 fois la tension de pincement du canal conducteur du transistor. Furthermore, the input signal is preferably applied with a voltage between 3 and 5 times the pinch voltage of the conductive channel of the transistor.
Plusieurs modes de réalisation de ce dispositif s'avèrent très avantageux.Several embodiments of this device prove to be very advantageous.
Par exemple, les organes d'entrée peuvent comprendre un oscillateur formé d'un résonateur bouclé sgr un élément actif, le dispositif constituant ainsi un générateur hyperfréquence à large spectre permettant la production de signaux hyperfréquence dont la fréquence est contrôlée de façon rigoureuse.For example, the input members may comprise an oscillator formed by a looped resonator sgr an active element, the device thus constituting a broad spectrum microwave generator allowing the production of microwave signals whose frequency is rigorously controlled.
En effet, la fréquence des signaux de sortie est définie par celle des signaux d'entrée et la fréquence de ces derniers, relativement basse, peut être contrôlée de façon relativement aisée.Indeed, the frequency of the output signals is defined by that of the input signals and the frequency of the latter, relatively low, can be controlled relatively easily.
En particulier, ces organes d'entrée peuvent comprendre un oscillateur à quartz délivrant, en tant que signal d'entrée, un signal à la fréquence de résonance du quartz.In particular, these input members may comprise a quartz oscillator delivering, as an input signal, a signal at the resonant frequency of the quartz.
Ce dispositif peut être ainsi utilisé par exemple comme générateur de peigne de fréquences. Si la fréquence du signal d'entrée est comprise entre 800 MHz et 2 GHz, et par exemple voisine de 1 GHz, les raies du peigne de fréquences. relativement peu nombreuses mais bien espacées.This device can thus be used for example as a frequency comb generator. If the frequency of the input signal is between 800 MHz and 2 GHz, and for example close to 1 GHz, the lines of the frequency comb. relatively few but well spaced.
forment un spectre d'amplitude assez homogène.form a fairly homogeneous amplitude spectrum.
Si la fréquence du signal d'entrée est inférieure à 200
MHz. et de préférence comprise entre 50 et 150 MHz. les raies du peigne de fréquences sont très nombreuses et tres serrées.If the frequency of the input signal is less than 200
MHz. and preferably between 50 and 150 MHz. the lines of the frequency comb are very numerous and very tight.
Dans ces deux cas, les organes de sortie peuvent comprendre un filtre passe-bande. éventuellement réglable. pour sélectionner une ou plusieurs raies, le dispositif étant alors utilisable comme un générateur hyperfréquence a fréquence déterminée, éventuellement réglable. In these two cases, the output members may include a bandpass filter. possibly adjustable. to select one or more lines, the device then being usable as a microwave generator at a determined frequency, possibly adjustable.
Le transistor à effet de champ utilisé est de préférence un transistor à deux grilles dont la première est proche de la source et la seconde proche du drain. et le signal d'entrée est de préférence alors appliqué sur la première grille. Si le signal de sortie est recueilli sur le drain. la seconde grille est de préférence, au moins vis-à-vis d'un signal à la fréquence du signal de sortie, connectée à la masse.The field effect transistor used is preferably a transistor with two gates, the first of which is close to the source and the second of which is close to the drain. and the input signal is preferably then applied to the first gate. If the output signal is collected on the drain. the second grid is preferably, at least vis-à-vis a signal at the frequency of the output signal, connected to ground.
Cependant le signal de sortie peut également être recueilli sur la seconde grille. L'amplitude du spectre de fréquence du signal de sortie est plus homogène. sur un domaine de fréquence déterminé, dans le cas où ce signal est recueilli sur la seconde grille, que dans le cas où ce signal est récupéré sur le drain.However, the output signal can also be collected on the second gate. The amplitude of the frequency spectrum of the output signal is more homogeneous. on a determined frequency domain, in the case where this signal is collected on the second gate, than in the case where this signal is recovered on the drain.
En outre, le signal recueilli sur la seconde grille est formé d'impulsions de très courte durée. par exemple susceptible de se limiter à quelques dizaines de picosecondes. In addition, the signal collected on the second gate is formed of very short duration pulses. for example likely to be limited to a few tens of picoseconds.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est faite ci-aprés, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 est un schéma d'un dispositif conforme à
l'invention, utilisable en générateur hyperfréquence; - la figure 2 représente le spectre de fréquence en peigne
d'un signal à large bande produit selon l'invention; - la figure 3 représente un autre spectre de fréquence en
peigne d'un signal également produit selon l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which is given below, by way of indication and in no way limitative, with reference to the appended drawings in which - FIG. 1 is a diagram of a device in accordance with
the invention, usable as a microwave generator; - Figure 2 shows the comb frequency spectrum
a broadband signal produced according to the invention; - Figure 3 shows another frequency spectrum in
comb of a signal also produced according to the invention.
- la figure 4 représente le spectre de fréquence d'une raie
à 10 GHz produite et sélectionnée par un dispositif
conforme à l'invention - les figures SA et 5B représentent les évolutions en
fonction du temps de l'amplitude de signaux de sortie
produits conformément à l'invention ;
L'invention concerne l'application aux hyperfréquences des transistors à effet de champ à semi-conducteurs III.V, de préférence des transistors sur arséniure de gallium (AsGa), et à grille(s) à contact Scnottky (MESFET).- Figure 4 represents the frequency spectrum of a line
at 10 GHz produced and selected by a device
according to the invention - Figures SA and 5B show the changes in
time function of the amplitude of output signals
produced in accordance with the invention;
The invention relates to the application to microwave frequencies of III.V semiconductor field effect transistors, preferably transistors on gallium arsenide (AsGa), and with Scnottky contact grid (s) (MESFET).
Les transistors de ce type sont actuellement connus et par exemple commercialisés sous la marque "AVANTEK* avec la référence AVANTEK AT 11 200. ou sous la marque ~NEC" avec la référence NE 46 300, ou NEC 720.Transistors of this type are currently known and for example marketed under the brand "AVANTEK * with the reference AVANTEK AT 11 200. or under the brand ~ NEC" with the reference NE 46 300, or NEC 720.
Ces transistors comportent au moins trois bornes, à savoir une source, un drain et au moins un grille. la source et le drain étant disposés aux extrémités d'un canal allongé et la ou les grille(s) étant en contact avec le canal en des emplacements intermédiaires entre la source et le drain.These transistors have at least three terminals, namely a source, a drain and at least one gate. the source and the drain being arranged at the ends of an elongated channel and the grid (s) being in contact with the channel at intermediate locations between the source and the drain.
Traditionnellement. la grille la plus proche de la source est dite "première grille. et l'autre seconde grille".Traditionally. the grid closest to the source is called "first grid. and the other second grid".
Pour son fonctionnement, le transistor à effet de champ est polarisé d'une part entre la source et le drain et d'autre part entre la source et chacune des grilles.For its operation, the field effect transistor is polarized on the one hand between the source and the drain and on the other hand between the source and each of the gates.
En outre. un signal d'entrée, superposé à la tension de polarisation. est appliqué sur l'une des grilles. In addition. an input signal, superimposed on the bias voltage. is applied to one of the grids.
L'homme de l'art sait que pour un certain mode de polarisation, dit de classe A. et pour une tension relativement faible du signal d'entrée. le transistor adopte un fonctionnement linéaire, c'est-à-dire que les variations du signal de sortie susceptible d'être récupéré sur le drain sont proportionnelles aux variations du signal d'entrée.Those skilled in the art know that for a certain mode of polarization, called class A. and for a relatively low voltage of the input signal. the transistor adopts a linear operation, that is to say that the variations of the output signal capable of being recovered from the drain are proportional to the variations of the input signal.
L'homme de l'art sait aussi que pour d'autres modes de polarisation de la grille du transistor, dits de classe B ou de classe C. et pour une tension plus élevée du signal d'entrée, le transistor adopte un fonctionnement non linéaire; dans ce cas. le signal de sortie est distordu par rapport au signal d'entrée; en particulier le transistor peut ne conduire que pendant des intervalles de temps inférieurs à la moitié de la période du signal d'entrée.Those skilled in the art also know that for other modes of bias of the gate of the transistor, called class B or class C. and for a higher voltage of the input signal, the transistor adopts non-functioning linear; in that case. the output signal is distorted from the input signal; in particular the transistor can only drive during time intervals less than half the period of the input signal.
Dans le dispositif de l'invention. le transistor à effet de champ est utilisé en régime fortement non linéaire, avec des modes de polarisation de classe B ou C.In the device of the invention. the field effect transistor is used in a highly non-linear regime, with class B or C polarization modes.
Par exemple. pour un transistor ayant une tension de pincement, c'est-à-dire une tension au-dessus de laquelle le canal du transistor cesse d'être conducteur, de l'ordre de -1.2V. la grille (ou la première grille) du transistor est polarisée entre -1V et -4V.For example. for a transistor having a pinch voltage, that is to say a voltage above which the transistor channel ceases to be conductive, of the order of -1.2V. the gate (or the first gate) of the transistor is biased between -1V and -4V.
Ce signal d'entrée est. selon l'invention. appliquée avec une tension de l'ordre de trois à cinq fois la tension de pincement du canal conducteur, par exemple 5 Volts en valeur maximale pour une tension de pincement de -1,2V. This input signal is. according to the invention. applied with a voltage of the order of three to five times the pinch voltage of the conductive channel, for example 5 Volts at maximum value for a pinch voltage of -1.2V.
En terme de puissance, cela signifie que ce signal d'entrée est appliqué. par exemple pour des transistors du type de ceux précédemment mentionnés, avec une puissance de l'ordre de 25 dBm (O dBm correspond à 1 milliwatt et les impédances caractéristiques sont fixées à 50 Ohms): par ailleurs, la tension drain-source est de l'ordre de 6 à 7 V et le courant de drain est de l'ordre de 80 mA.In terms of power, this means that this input signal is applied. for example for transistors of the type previously mentioned, with a power of the order of 25 dBm (O dBm corresponds to 1 milliwatt and the characteristic impedances are fixed at 50 Ohms): moreover, the drain-source voltage is around 6 to 7 V and the drain current is around 80 mA.
La figure 1 représente un montage réalisant un générateur hyperfréquence,
Le transistor à effet de champ 1 peut être du type monogrille, mais peut. de façon plus avantageuse, être du type bigrille comme représenté: le transistor comporte alors une première grille G1 proche-de la source S et une seconde grille G2 proche du drain D.FIG. 1 represents an assembly producing a microwave generator,
The field effect transistor 1 can be of the monogrid type, but can. more advantageously, be of the bigrille type as shown: the transistor then comprises a first gate G1 close to the source S and a second gate G2 close to the drain D.
Le signal d'entrée E. appliqué sur la grille G1. a une fréquence reiat$veme-nt--basse. comprise entre 50 MHz et 2.5
GHz.The input signal E. applied to the gate G1. at a frequency reiat $ veme-nt - low. between 50 MHz and 2.5
GHz.
Dans un premier type d'application. ce signal E est par exemple le signal de sortie d'un oscillateur, formé d'un résonateur 2. par exemple un quartz ou une ligne à retard acoustique, bouclé sur un élément actif 3. par exemple un transistor à effet de champ monogrille de type NE 244 fabriqué par la Société NEC. Dans ce cas. la fréquence du signal d'entrée E est par exemple inférieure à 200 MHz, de préférence comprise entre 50 et 150 MHz et typiquement voisine de 100 MHz Si ce signal est produit à partir d'un quartz.In a first type of application. this signal E is for example the output signal of an oscillator, formed of a resonator 2. for example a quartz or an acoustic delay line, looped over an active element 3. for example a monogrid field effect transistor of type NE 244 manufactured by the company NEC. In that case. the frequency of the input signal E is for example less than 200 MHz, preferably between 50 and 150 MHz and typically close to 100 MHz If this signal is produced from a quartz.
La fréquence du signal E peut être modifiée, par changement du résonateur 2 ou de sa fréquence propre. Le signal E ainsi fourni au transistor 1 présente une grande pureté spectrale et une fréquence susceptible d'être contrôlée de façon très rigoureuse par des techniques classiques. The frequency of the signal E can be modified, by changing the resonator 2 or its natural frequency. The signal E thus supplied to the transistor 1 has a high spectral purity and a frequency capable of being controlled very rigorously by conventional techniques.
Le signal de sortie, recueilli par exemple sur le drain D.The output signal, collected for example on the drain D.
présente alors un spectre de fréquences très riche et à bande large, tel que représenté sur la figure 3, sur laquelle les fréquences en gigahertz sont portées en abscisse et les amplitudes relatives en décibels sont portées en ordonnée.then presents a very rich and broadband frequency spectrum, as shown in FIG. 3, on which the frequencies in gigahertz are plotted on the abscissa and the relative amplitudes in decibels are plotted on the ordinate.
L'une des raies de ce spectre. correspondant à une multiplication de fréquence de haut rang. par exemple au moins égal à 10, ou même supérieur à 50 et typiquement de l'ordre de 100, peut être sélectionnée au moyen d'organes de sortie appropriés adoptant sur la figure 1 la forme d'un filtre 4, d'un adaptateur d'impédance 5. et d'un amplificateur sélectif 6, opérant ensemble un filtrage passe-bande très sélectif.One of the lines of this spectrum. corresponding to a high rank frequency multiplication. for example at least equal to 10, or even greater than 50 and typically of the order of 100, can be selected by means of suitable output members adopting in FIG. 1 the form of a filter 4, of an adapter impedance 5. and a selective amplifier 6, operating together a very selective bandpass filtering.
A partir d'un signal d'entrée E de 100 MHz à 25 dBm, conduisant à l'apparition sur le drain D du transistor 1 du signal de sortie à large bande représenté sur la figure 3.From an input signal E of 100 MHz at 25 dBm, leading to the appearance on the drain D of transistor 1 of the broadband output signal shown in FIG. 3.
il est ainsi possible d'obtenir, par exemple. à la sortie 6g de l'amplificateur sélectif 6, un signal de sortie filtré à 10 GHz, tel que représenté sur la figure 4, sur laquelle les fréquences en gigahertz sont portées en abscisse et les amplitudes relatives en décibels sont portées en ordonnée. it is thus possible to obtain, for example. at the output 6g of the selective amplifier 6, an output signal filtered at 10 GHz, as shown in FIG. 4, on which the frequencies in gigahertz are plotted on the abscissa and the relative amplitudes in decibels are plotted on the ordinate.
Dans cette application, le transistor 1 peut être un transistor à effet de champ monogrille, par exemple un transistor NE 463 fabriqué par la Société NEC, ou un transistor bigrille, par exemple un transistor AVANTEK 11200 fabriqué par la Société AVANTEK. Dans ce dernier cas, la seconde grille G2 est. vis-à-vis des signaux hyperfréquences. reliée à la masse. Cette seconde grille est en outre soumise à une polarisation positive continue de l'ordre de 1 à 2 Volts avec un courant limité à quelques
milliampères. Ceci peut être obtenu, comme cela est bien
connu de l'Homme de l'Art, en reliant la grille G2 à la
masse à travers un condensateur dont la borne directement
reliée à la grille est raccordée à un potentiel positif.In this application, the transistor 1 can be a monogrid field effect transistor, for example a NE 463 transistor manufactured by the company NEC, or a bigrille transistor, for example a AVANTEK 11200 transistor manufactured by the company AVANTEK. In the latter case, the second grid G2 is. vis-à-vis microwave signals. connected to ground. This second grid is also subjected to a continuous positive polarization of the order of 1 to 2 Volts with a current limited to a few
milliamps. This can be obtained, as is well
known to those skilled in the art, by connecting the grid G2 to the
ground through a capacitor whose terminal directly
connected to the grid is connected to a positive potential.
Le filtre 4. relié au drain D par un couplage 14. comporte
une self-inductance 4a de 1.8 nH et un condensateur 4b de
0.4 pF reliés en série à la masse pour un signal
hyperfréquence, ainsi qu'un condensateur de sortie 4c de
0,56 pF.The filter 4. connected to the drain D by a coupling 14. comprises
a self-inductance 4a of 1.8 nH and a capacitor 4b of
0.4 pF connected in series to ground for a signal
microwave, as well as a 4c output capacitor
0.56 pF.
L'adaptateur d'impédance 5 relié au filtre 4 par un
couplage 45. comporte deux inductances Sa. 5b de 0.16 nH et
0.43 nH respectivement, dont la seconde est reliée à la
masse pour un signal hyperfréquence, et dont le point
commun est relié à la grille d'un transistor monogrille à
effet de champ 61: ce transistor. qui constitue l'organe
d'entrée de l'amplificateur sélectif 6, consiste par
exemple en un transistor de référence NE 388 fabriqué par
la Société NEC.The impedance adapter 5 connected to the filter 4 by a
coupling 45. has two inductors Sa. 5b of 0.16 nH and
0.43 nH respectively, the second of which is related to the
ground for a microwave signal, and whose point
common is connected to the gate of a monogrid transistor at
field effect 61: this transistor. which constitutes the organ
input of the selective amplifier 6, consists of
example in a NE 388 reference transistor manufactured by
the NEC Company.
L'amplificateur sélectif 6, accordé sur 10 GHz dans
l'exemple présenté. comporte en outre des organes de
filtrage, comprenant en série une self inductance 6a de
1,2 nH, un condensateur 6b de 1.65 pP, et une autre self inductance 6c -0.-#5---flH. The selective amplifier 6, tuned to 10 GHz in
the example presented. furthermore includes
filtering, comprising in series a self inductance 6a of
1.2 nH, a capacitor 6b of 1.65 pP, and another inductor 6c -0 .- # 5 --- flH.
La sortie de la self inductance 6c est. pour un signal
hyperfréquence. reliée d'une part à la masse à travers une
self inductance 6d de 0.54 nH et un condensateur 6e de 8,4
pF, et d'autre part à la grille d'un transistor à effet de
champ monogrille 6f constituant le second élément actif de
l'amplificateur. par exemple identique au transistor 61.The output of the inductor 6c is. for a signal
microwave. on the one hand connected to the ground through a
inductance 6d of 0.54 nH and a 6th capacitor of 8.4
pF, and on the other hand to the gate of a effect transistor
monogrid field 6f constituting the second active element of
the amplifier. for example identical to transistor 61.
Le drain du transistor 6f est relié å la sortie 6g du
montage par une self inductance 6h de 0.63 nH. The drain of transistor 6f is connected to the output 6g of the
mounting by a 0.63 nH 6h self inductor.
La sortie 6g est en outre, pour un signal hyperfréquence.The 6g output is also for a microwave signal.
reliée à la masse à travers une self inductance 6i de 0,18nH et un condensateur 6j de 0.7 pF. Une inductance 6k de 0,6 nH relie la borne commune aux composants 6a et 6b à la borne commune aux composants 6i et 6j.connected to ground through a self inductance 6i of 0.18nH and a capacitor 6j of 0.7 pF. An inductance 6k of 0.6 nH connects the common terminal to components 6a and 6b to the common terminal to components 6i and 6j.
Le signal disponible à la sortie 6g peut par exemple être appliqué à un amplificateur à grain variable (non représenté), utilisant un transistor bigrille AVANTEK
AT 11200.The signal available at the 6g output can for example be applied to a variable grain amplifier (not shown), using an AVANTEK bigrille transistor.
AT 11200.
Le dispositif de la figure 1 peut également, et de façon très avantageuse, faire l'objet d'une réalisation monolithique, permettant encore -délargir la bande de fréquence des signaux produits.The device of Figure 1 can also, and very advantageously, be the subject of a monolithic embodiment, further allowing -delariser the frequency band of the signals produced.
Dans une autre forme d'application, très voisine, le signal d'entrée E, appliqué au transistor 1 peut avoir une fréquence comprise entre 800 MHz et 2 GHz, et de préférence voisine de 1 GHz.In another, very similar form of application, the input signal E, applied to transistor 1 may have a frequency between 800 MHz and 2 GHz, and preferably close to 1 GHz.
Le signal de sortie du transistor 1, qui est recueilli par exemple sur le drain D, et qui présente toujours l'allure d'un peigne de raies à large bande. est composé de raies espacées. telles que représentées sur la figure 2.The output signal of transistor 1, which is collected for example on the drain D, and which always has the appearance of a comb of broadband lines. is made up of spaced lines. as shown in Figure 2.
comparable à la figure 3.comparable to Figure 3.
Dans cette forme d'application, comme dans la précédente, le transistor 1 est de préférence un transistor bigrille et. Si le signal de sortie du transistor 1 est recueilli sur le drain D de ce dernier, la seconde grille G2 est de préférence polarisée positivement et. pour un signal hyperfréquence. reliée à la masse. In this form of application, as in the previous one, the transistor 1 is preferably a bigrille transistor and. If the output signal of transistor 1 is collected on the drain D of the latter, the second gate G2 is preferably positively biased and. for a microwave signal. connected to ground.
Il est cependant possible. dans ces deux formes d'application du dispositif. de recueillir le signal de sortie du transistor 1 sur la grille G2 de ce dernier.It is however possible. in these two forms of application of the device. to collect the output signal of transistor 1 on the gate G2 of the latter.
Par rapport au signal recueilli sur le drain, dont les figures 2 et 3 donnent deux exemples, le signal recueilli sur la seconde grille du transistor présente deux différences essentielles, dont l'une se manifeste dans le domaine fréquentiel et l'autre dans le domaine temporel.Compared to the signal collected on the drain, of which Figures 2 and 3 give two examples, the signal collected on the second gate of the transistor has two essential differences, one of which manifests in the frequency domain and the other in the domain temporal.
Pour ce qui concerne la différence dans le domaine fréquentiel. le signal recueilli sur la seconde grille G2 est plus homogène en fréquence que le signal recueilli sur le drain D ; plus précisément, le rapport d'amplitude entre le signal de sortie correspondant à une multiplication de rang x quelconque à l'amplitude du signal d'entrée varie.Regarding the difference in the frequency domain. the signal collected on the second gate G2 is more homogeneous in frequency than the signal collected on the drain D; more precisely, the amplitude ratio between the output signal corresponding to any multiplication of rank x to the amplitude of the input signal varies.
pour x variant sur une plage déterminée, entre des valeurs extrêmes plus proches l'une de l'autre lorsque le signal de sortie est recueilli sur la seconde grille G2 que lorsqu'il est recueilli sur le drain D.for x varying over a determined range, between extreme values closer to each other when the output signal is collected on the second gate G2 than when it is collected on the drain D.
Dans le domaine temporel. la différence est illustrée par les figures SA et SB, sur lesquelles le temps est porté en picosecondes en abscisse et l'amplitude en millivolts en ordonnée. In the time domain. the difference is illustrated by figures SA and SB, on which time is plotted in picoseconds on the abscissa and the amplitude in millivolts on the ordinate.
Le signal de sortie recueilli sur le drain D (figure 5A) est un signal formé de créneaux tels que C, dont la durée est voisine de la moitié de l'inverse de la fréquence du signal d'entrée.The output signal collected on the drain D (FIG. 5A) is a signal formed by slots such as C, the duration of which is close to half of the inverse of the frequency of the input signal.
Au contraire, le signal de sortie recueilli sur la seconde grille G2 (figure 5B) du transistor 1 est formé de pics, tels que P. dont l'évolution correspond à la dérivée en fonction du temps des flancs des créneaux C, et dont la durée peut être très faible, par exemple de l'ordre de quelques dizaines de picosecondes. On the contrary, the output signal collected on the second gate G2 (FIG. 5B) of transistor 1 is formed of peaks, such as P. whose evolution corresponds to the derivative as a function of time of the flanks of the slots C, and whose duration may be very short, for example of the order of a few tens of picoseconds.
Claims (11)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8513242A FR2587153B1 (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | HIGH RANK HARMONIC GENERATOR |
| EP86401881A EP0219366A1 (en) | 1985-09-06 | 1986-08-27 | High order harmonic generator |
| US06/903,350 US4723113A (en) | 1985-09-06 | 1986-09-03 | Very high frequency harmonic generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8513242A FR2587153B1 (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | HIGH RANK HARMONIC GENERATOR |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2587153A1 true FR2587153A1 (en) | 1987-03-13 |
| FR2587153B1 FR2587153B1 (en) | 1987-12-04 |
Family
ID=9322680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8513242A Expired FR2587153B1 (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | HIGH RANK HARMONIC GENERATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2587153B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0755113A2 (en) * | 1995-06-22 | 1997-01-22 | University Of Bristol | Radio receiver and frequency generator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2926312A (en) * | 1958-06-05 | 1960-02-23 | Frank A Brand | High frequency harmonic generator employing transistor |
-
1985
- 1985-09-06 FR FR8513242A patent/FR2587153B1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2926312A (en) * | 1958-06-05 | 1960-02-23 | Frank A Brand | High frequency harmonic generator employing transistor |
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Cited By (3)
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| EP0755113A2 (en) * | 1995-06-22 | 1997-01-22 | University Of Bristol | Radio receiver and frequency generator |
| EP0755113A3 (en) * | 1995-06-22 | 1997-04-23 | Univ Bristol | Radio receiver and frequency generator |
| US6018274A (en) * | 1995-06-22 | 2000-01-25 | Stmicroelectronics Limited | Radio receiver and frequency generator for use with digital signal processing circuitry |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2587153B1 (en) | 1987-12-04 |
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