高频信号耦合设备制造技术

一种用于耦合第一组件和第二组件间高频信号的设备，该设备适于提供第一偏置电压－电流对给第一组件和提供第二偏置电压－电流对给第二组件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于耦合两个光电组件间的高频信号的设备，所述光电组件用独立的偏置电流和电压馈电。
技术介绍
诸如在光电系统中使用的Mach-Zender调制器的宽带(≥40G比特/秒)调制器，用受控的峰-峰电压进行工作，例如在铌酸锂调制器的情况下，叠加在直流偏压上的该电压是6V。此外，使用放大器来提供调制器的输入信号是十分有益的。放大器和调制器通常用单独的电流和电压馈电。此外，由于不同的直流偏压，将调制器和放大器集成到相同部件会产生耦合问题。因此中间耦合设备是必要的。在耦合设备中，即在放大器和调制器之间传输信号的传输线路中，将微波(＞100kHz)损耗最小化是有益的。这些损耗由信号的电磁反射产生，导致了寄生的微波阻抗和电容。如果所传递的信号是高频(＞100kHz)信号，那么使耦合设备的阻抗与那些放大器和调制器匹配是必要的。耦合设备可以是实验室“偏置T”。因此包含电容和阻抗。然而，这种设备的体积对于集成到单片微波集成电路(MMIC)中有防碍。因此，“偏置T”通常有窄带宽；它既不传送低频(低于100kHz)也不传送高频(高于几GHz)。此外，它是非常庞大的，并且不能用于集成电路中。同样地，耦合设备可以是简单的偏置二极管，例如，离散的半导体二极管。该二极管除了具有限制了带宽的结阻抗和电容之外，具有恒定压降。采用这样的设备，高频和低频的传输是不同的。可以针对这些频率范围的一个或者其他，对这种设备进行优化，在两种情况下都会导致相当大的损耗，所述损耗由不完美的源和负载阻抗匹配导致，因此降低了性能。耦合设备可以等同于一个简单耦合电容器。这种设备产生反射损耗，以及因此造成带宽受限。此外，小电容器的使用例如可以集成进MMIC装置，该装置不能传输低于100kHz的频率。以上引用的耦合设备被称为无源的，也就是说，非带电的。它们不必传送例如光电调制器的调制器内所需的所有高频。因此在几Khz和几十Ghz间的频率被阻止。这些无源设备的体积同样过于庞大，特别是在它们包含阻抗的情况下。因此，它们不能被集成到例如MMIC中。专利申请EP-A-1 271 767公开了分布式实际充电(active charges)为放大器提供偏置作为调制器的输入信号。然而，这种设备提供单项耦合，也就是说，只有放大器的输出是加电的。调制器必须通过单独的设备加偏压。此外，以上文献所描述的设备只能提供正电流，而不是即可以是正又可以是负的电流。再者，EP-A-1 271 767中所描述的设备包含输出阻抗，其功能是吸收反向传播信号的高频分量，但这导致了被传输信号中的损耗。因此存在对双向耦合设备的需求，所述双向耦合设备即能够从第一组件传输信号给第二组件，并且无需调整设备的结构能够从第二组件传输信号给第一组件。此外，还存在对于具有高带宽，即从几kHz到40GHz的耦合设备的需求。此外，这种设备必须具有能使其集成到MMIC中的尺寸。最后，它必须通过实现用户要求的任何电压-电流对的输入输出耦合，尽可能地通用。
技术实现思路
因此，本专利技术提出一种用于耦合第一组件和第二组件间的高频信号的设备，所述设备适于提供第一偏置电压-电流对给第一组件和第二偏置电压-电流对给第二组件。本专利技术还提出了这样一种耦合设备，包含第一和第二传输线、多个连接到第一和第二传输线并沿传输线分布的电压限幅器、连接到第一电源电压端口和第一传输线并沿第一传输线分布的第一组电流限幅器，以及连接到第二电源电压端口和第二传输线并沿第二传输线分布的第二组电流限幅器。本专利技术还具有一个或多个下面的特性-电流限幅器包含二极管，-电流限幅器包含电流反射镜，-电流限幅器包含晶体管，-电压限幅器包含二极管，-组件是电子的，-组件是光-电的，-第一和第二传输线以电容性的方式相互耦合，-根据本专利技术的耦合设备适于集成到第一组件或第二组件中。附图说明在阅读本专利技术的实施例的详细描述后，本专利技术其它特性和优势将变得显而易见，所述实施例仅以举例方式给出并参照了附图，在附图中图1是根据本专利技术的耦合设备1的功能框图。图2是根据本专利技术耦合设备1的部分功能框图。具体实施例方式本专利技术提出一种用于耦合第一组件3和第二组件5间的高频信号的耦合设备1。在这些组件3、5间的高频信号传输的时候，耦合设备1可以提供第一偏置直流电压-电流对(Ve、Ie)给第一组件3。这种耦合设备1还可提供第二偏置直流电压-电流对(Vs、Is)给第二组件5。从而，在传输这种信号的时候，耦合设备1可以提供专用于第一组件3的电压Ve和工作电流Ie。类似地，这种耦合设备1还可以提供专用于第二组件5的电压Vs和工作电流Is。这些所需的电压或电流Ve、Ie、Vs、Is可以是任何类型，例如正或负、直流或交流。这种用于选择所供电压Ve、Ie、Vs、Is的设施使得在在耦合设备1的输入端和输出端，组件3、5的顺序变得不重要了。因此，就高频信号的传播来看，根据本专利技术的耦合设备1是双向的。图1是根据本专利技术的耦合设备1的功能框图。耦合设备1包含输入端口P1和输出端口P2。端口P1具有输入电压Ve和输入电流Ie，P2具有输出电压Vs和输出电流Is。耦合的组件3、5(未在图1中示出)连接到输入端口P1和输出端口P2。耦合设备1可以因此能在两种可能的信号传播方向上操作，例如从端口P1到端口P2，反之亦然。耦合设备1经它的第一电源电压端口P3提供第一直流电压Vdd以及经它的第二电源电压端口P4提供第二直流电压Vss。在高频，这些端口P3和P4连接到地面的电势。在以下说明中使用了以下一般概念来评估设备的各种组件的数量和尺寸。无损传输线是线状、带状或其它电导体，通过相对于地面的每单位长度的电感L和的每单位长度的电容C来表征。这种无损传输线的特性阻抗Z是通过Z2＝L/C定义的。这种特性阻抗对应于连接到线路末端的电阻值，所述线路使得在该线路上传播的任何电信号能够无损或无反射地被接收。如果传输线是不连续的而是连接到地的电感L(且与整个长度比是小尺寸)的各个电感器和电容C的各个电容器的断续序列，那么这种结构被称为人工传输线。该线路与等效的连续线路具有相同的电磁传播属性，特别是根据公式(2πf)2LC＜1，假设信号的频率f具有上限，则具有由Z2＝L/C给出的相同阻抗Z。因此，数越大尺寸越小-并且因此电感L的各个电感器和电容C的各个电容器值越低-，较高工作频率越大。上述公式和微型制造设备的技术知识使得获得所要求的较高工作频率需求的几何尺寸能够被估计。图2是根据本专利技术耦合设备1的部分功能框图。耦合设备1包含第一和第二电源端口P3和P4。耦合设备1还包含第一传输线7，该传输线的末端是输入端口P1。耦合设备还包含第二传输线9，该传输线的末端是输出端口P2。第一和第二传输线7、9的偏置是不同的，并且通过连接在两条线7、9间的电压限幅器21、22、23链接。电压限幅器21、22、23因此产生电压降。因此，一旦两个传输线电压中的一个被固定，则第二传输线的电压能通过改变电压限幅器21、22、23来选择。电压限幅器21、22、23是分布式的，也就是沿两条传输线7、9有规律地展开，以便于避免高频信号传输期间的任何损耗。耦合电容61、62、63同样以规则的间隔在两条线路间排放。实际上，在高频工作中，两个传输线7、9间的分离电路元件(与电压限幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于耦合第一组件和第二组件间高频信号的设备，其适于提供：　　　　－第一偏置电压电流对给第一组件，和　　　　－第二偏置电压电流对给第二组件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G波斯特，C莫里亚尼，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]