带有均衡功能的10Gb/s光电接收机前端放大器的设计
发布时间：2020-12-28 12:55
随着光纤通信系统的广泛运用和迅猛发展,信息的交换越来越快。人们对短距离光通信系统的需求变得十分迫切。这就使得高性能的光电子组件和模块的需求飞速增长。随着塑料光纤在短距离光通信中展现出了优越的性能,局域光网络、光纤到户、车载光网络等短距离光通信系统得到了进一步的发展。短距离光通信系统的普及必然需要有新的高速光接收机和它相匹配。用标准CMOS工艺设计光接收机在成本上更低,与后续的数字电路集成更加简单易行。同时,随着CMOS光检测器的研究和应用,单片集成的光接收机已经成为今后设计的一个方向。单片集成光接收机的模拟前端放大器是光接收机的关键部分,主要包括了：光检测器、跨阻前置放大器、均衡器和主放大器组成。光接收机模拟前端放大器在很大程度上决定了整个单片集成光接收机的性能。光检测器的作用是将光信号转换成电流脉冲信号。这里采用标准CMOS工艺设计了一种双光电二极管结构的光检测器。跨阻放大器接收光检测器输出的微弱电流信号并将其转变为电压信号,同时进行一定的放大。跨阻放大器采用改进型调节型共源共栅结构,该结构有更低输阻抗和更高输出带宽的优点。均衡器采用连续时间线性均衡结构,该结构设计简便,芯片面积小。...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究内容和国内外研究现状
1.3 光传输系统
1.4 设计电路模块
1.5 论文组织
第二章 光接收机前端概述
2.1 光接收机模拟前端放大器
2.1.1 增益
2.1.2 带宽
2.1.3 噪声
2.1.4 模拟前端放大器各模块指标
2.2 光检测器概述
2.2.1 光检测器原理
2.2.2 光检测器分类
2.2.3 单片集成光检测器
2.2.4 光检测器的设计和等效电路结构
2.3 本章小结
第三章 前置放大器设计
3.1 前置放大器概述
3.1.1 共源前置放大器结构
3.1.2 共栅前置放大器
3.1.3 调节型共源共栅放大器（RGC）
3.2 改进型RGC结构前置放大器设计
3.2.1 改进型RGC结构前置放大器电路结构
3.3 跨阻放大器前仿真结果
3.4 本章小结
第四章 均衡器的设计
4.1 均衡器的方案与结构选择
4.1.1 前均衡方案与电路结构
4.1.2 后均衡方案与结构
4.2 连续时间线性均衡器的设计
4.2.1 CTLE的电路结构
4.3 均衡器的前仿真结果
4.4 本章小结
第五章 主放大器的设计
5.1 主放大器的类型与结构
5.1.2 自动增益控制类放大器
5.1.3 限幅放大器
5.2 带有源负反馈限幅放大器的设计
5.2.1 幅放大器基本放大单元电路结构
5.2.2 放大器级联分析
5.2.3 多阶放大器级联
5.3 直流偏移抵消电路
5.4 输出缓冲电路
5.5 10Gb/s限幅放大器设计
5.5.1 主放大器整体电路结构
5.5.2 主放大器整体仿真结果
5.6 本章小结
第六章 10Gb/s单片集成光接收机前端设计
6.1 光接收机模拟前端放大器
6.2 10Gb/s单片集成光接收机前端放大器仿真结果
6.3 本章小结
第七章 版图设计后仿真及测试方案
7.1 版图设计基本流程及要点
7.1.1 高速电路版图中要注意的效应
7.2 10Gb/s单片集成光接收机前端放大器整体版图
7.3 后仿真结果
7.4 芯片测试方案
7.4.1 测试步骤
7.5 本章小结
第八章 总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]2.5 Gb/s GaAs PIN/PHEMT单片集成光接收机前端[J]. 焦世龙,叶玉堂,陈堂胜,杨先明,李拂晓,邵凯,吴云峰. 光电子.激光. 2008(02)
[2]12Gbit/s用于光纤传输系统的GaAs HBT限幅放大器(英文)[J]. 刘欢艳,王志功,王蓉,冯军,熊明珍. Journal of Southeast University(English Edition). 2003(01)
博士论文
[1]高速高灵敏度CMOS光接收机研究与实现[D]. 肖新东.天津大学 2012
[2]全差分光电集成接收机的研究与标准CMOS工艺实现[D]. 余长亮.天津大学 2010
硕士论文
[1]用于光通信的高速CMOS差分光接收机的研究与设计[D]. 肖新东.天津大学 2012
[2]前均衡CMOS光电集成接收机的理论研究与设计[D]. 余长亮.天津大学 2010
[3]0.18μm CMOS 10 Gb/s光接收机前端放大电路设计[D]. 金杰.东南大学 2004
本文编号：2943788
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究内容和国内外研究现状
1.3 光传输系统
1.4 设计电路模块
1.5 论文组织
第二章 光接收机前端概述
2.1 光接收机模拟前端放大器
2.1.1 增益
2.1.2 带宽
2.1.3 噪声
2.1.4 模拟前端放大器各模块指标
2.2 光检测器概述
2.2.1 光检测器原理
2.2.2 光检测器分类
2.2.3 单片集成光检测器
2.2.4 光检测器的设计和等效电路结构
2.3 本章小结
第三章 前置放大器设计
3.1 前置放大器概述
3.1.1 共源前置放大器结构
3.1.2 共栅前置放大器
3.1.3 调节型共源共栅放大器（RGC）
3.2 改进型RGC结构前置放大器设计
3.2.1 改进型RGC结构前置放大器电路结构
3.3 跨阻放大器前仿真结果
3.4 本章小结
第四章 均衡器的设计
4.1 均衡器的方案与结构选择
4.1.1 前均衡方案与电路结构
4.1.2 后均衡方案与结构
4.2 连续时间线性均衡器的设计
4.2.1 CTLE的电路结构
4.3 均衡器的前仿真结果
4.4 本章小结
第五章 主放大器的设计
5.1 主放大器的类型与结构
5.1.2 自动增益控制类放大器
5.1.3 限幅放大器
5.2 带有源负反馈限幅放大器的设计
5.2.1 幅放大器基本放大单元电路结构
5.2.2 放大器级联分析
5.2.3 多阶放大器级联
5.3 直流偏移抵消电路
5.4 输出缓冲电路
5.5 10Gb/s限幅放大器设计
5.5.1 主放大器整体电路结构
5.5.2 主放大器整体仿真结果
5.6 本章小结
第六章 10Gb/s单片集成光接收机前端设计
6.1 光接收机模拟前端放大器
6.2 10Gb/s单片集成光接收机前端放大器仿真结果
6.3 本章小结
第七章 版图设计后仿真及测试方案
7.1 版图设计基本流程及要点
7.1.1 高速电路版图中要注意的效应
7.2 10Gb/s单片集成光接收机前端放大器整体版图
7.3 后仿真结果
7.4 芯片测试方案
7.4.1 测试步骤
7.5 本章小结
第八章 总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]2.5 Gb/s GaAs PIN/PHEMT单片集成光接收机前端[J]. 焦世龙,叶玉堂,陈堂胜,杨先明,李拂晓,邵凯,吴云峰. 光电子.激光. 2008(02)
[2]12Gbit/s用于光纤传输系统的GaAs HBT限幅放大器(英文)[J]. 刘欢艳,王志功,王蓉,冯军,熊明珍. Journal of Southeast University(English Edition). 2003(01)
博士论文
[1]高速高灵敏度CMOS光接收机研究与实现[D]. 肖新东.天津大学 2012
[2]全差分光电集成接收机的研究与标准CMOS工艺实现[D]. 余长亮.天津大学 2010
硕士论文
[1]用于光通信的高速CMOS差分光接收机的研究与设计[D]. 肖新东.天津大学 2012
[2]前均衡CMOS光电集成接收机的理论研究与设计[D]. 余长亮.天津大学 2010
[3]0.18μm CMOS 10 Gb/s光接收机前端放大电路设计[D]. 金杰.东南大学 2004
本文编号：2943788
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2943788.html
