Ask Модулятор
Схема модулятора складається з біполярних транзисторів і МОS-транзистора (Мал. 5). Це симетричний із загальною базою підсилювач з основою, що підключена до стоку n-канального МОS-транзистора. Затвор МОS-транзистора з'єднаний із входом даних. При низькому рівні напруги на вході – МОS-транзистор вимикається і схема загальної бази діє як підсилювач передавального RF на підсилювач потужності. З високим рівнем на вході МОS-транзистор вмикається і напруга на базі-емітер прагне до нуля. Таким чином підсилювач вимкнений і вхід підсилювача потужності ізольований від генератора. Перевагою схеми є функція екранування біполярної базової області, таким чином, можна очікувати на хорошу ізоляцію.
Мал. 5 RF перемикач для модуляції RF сигналу
Демодулятор
Амплітудна маніпуляція демодуляції використовує двухполуперіодний випрямляч разом з фільтром нижніх частот (ФНЧ), що відповідає максимальній швидкості передачі даних 1 Гб/с. Блок-схема показана на малюнку 6. Двухполуперіодне випрямлення легко досягається з використанням обох диференціальних входів. Функція діоду реалізована з використанням високопродуктивних транзисторів, в результаті чого широкий діапазон вхідної частоти (3-30 ГГц) дає велику гнучкість для проміжної частоти IF. Проте, підсумовування це перетворення з диференційного на несиметричне. Для регенерації диференційного режиму, вихід додаткового синфазного блоку (CMB) діє як відповідний інвертований сигнал.
Мал. 6 Схема ASK демодулятора
3. Результати вимірювань
Схеми були виготовлені в IHP 0,25 мкм SiGe: технологія C BICMOS. Біполярні транзистори цієї технології мають максимальний транзит частоти fT що дорівнює 200 ГГц, а також максимальну частоту коливань fMAX – 200 ГГц. У схемах використовувалися в основному біполярні транзистори і пасиви. Єдиний МОS-транзистор досі слугує перемикачем у схемі модулятора. На малюнку 7 показані фотографії представлених схем. Осцилятори були охарактеризовані за допомогою напівпровідникової-пластини тест-системи з GS-зондів. Напруга живлення генераторів і змішувача становить 3В, а напруга комутатора, демодулятора і МШП становить 2,5 В.
Мал. 7 a) МШП, b) змішувач, c) генератор прийому-шляху, d) генератор і перемикач у шлях приймання, е) приймач тестової структури.
МШП вимірювали на напівпровідниковій пластині за допомогою аналізатора мережі вектора, що становить 110 ГГц. Максимальний коефіцієнт посилення становить 9,6 дБ. Максимум частоти досягається в 61 ГГц, а це саме цільова частота запитуваної ISM смуги (рис. 8). МШП має смугову характеристику в результаті налаштованих трансформаторів на вході і виході. З цією характеристикою, ніяких додаткових смугових фільтрів не потрібно.
Мал. 8 МШП 60 ГГц
Шлях передачі вимірювали, застосовуючи прямокутну форму хвилі до входу даних модулятора в той час як інтегрований генератор виробляє RF-потужність. Малюнок 9 показує вихід перемикача, що виміряний з осцилографа. Сигнал на вході даних має частоту 200 МГц. Амплітуда вихідного становить 210 мВ. Вихідна частота генератора становить 65 ГГц. Ця частота занадто висока в порівнянні з цільовою 61,25 ГГц. Тому потрібне переконструювання цього осцилятора.
Мал. 9 Сигнал генератора з перемикання виходу.
LC генератор в приймальному тракті має діапазон налаштування від 56 ГГц до 60 ГГц. Обрана проміжна частота IF для VGA і демодулятора становить 4 ГГц. На малюнку 10 показано налаштування кривої VCO.
Мал. 10 Налаштування кривої LC генератора в приймачі.