CMOS工艺光接收机前置放大器设计与仿真

发布时间：2017-03-31 10:12

  本文关键词：CMOS工艺光接收机前置放大器设计与仿真，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今世界快速发展,信息数据呈现爆炸性增长,信息交换量与日俱增,对高速通信系统提出更高要求。光纤通信系统具有高速度、大容量的特点,已经成为当今高速通信网络的唯一选择。在光接收机系统中,前置放大器是一个非常重要的部分。它影响着整个系统的表现,例如速度、灵敏度和信噪比。本文对光接收机中前置放大器进行了分析。首先介绍了本论文的研究背景、国内外研究现状。然后介绍了光纤通信系统、光接收机、光检测器。本文分析了前置放大器的三种类型：低阻、高阻、跨阻放大器。由于跨阻前置放大器具有输入阻抗低、动态范围大、高增益、大带宽、低噪声的特点,成为本文的最佳选择。同时为了后期的仿真测试,介绍了伪随机二进制数据以及眼图。然后对跨阻前置放大器的噪声特性、基本原理以及四种电路结构进行分析。对四种电路结构进行初步仿真,最终选择RGC形式跨阻放大器作为本论文设计方案。本论文设计的光接收机跨阻前置放大器分为四个模块：RGC形式跨阻前置放大器、单转双电路、后置放大器、输出缓冲电路。其中对RGC形式跨阻前置放大器进行了优化,采用了电感并联峰化技术和电感串联峰化技术,拓展带宽。并且对电感并联峰化技术进行了仿真验证。单转双电路是为了满足后接主放大器的输入要求。由于RGC形式跨阻前置放大器为了满足带宽、噪声等性能要求,增益不可能太高,因此对整体结构进行优化,级联一级后置放大器,增大增益。输出缓冲电路是为了增大电路的驱动能力以及进行阻抗匹配。本文对各个模块分别进行了仿真。本论文设计的光接收机跨阻前置放大器运用0.5μm CMOS工艺库进行整体仿真。结果显示：此跨阻前置放大器的-3dB带宽为2GHz,中频跨阻增益为66.63dBΩ,等效输入噪声为23.37pA/sqrt(Hz)。满足2.5Gbit/s光接收机跨阻前置放大器的要求。
【关键词】：光纤通信 跨阻前置放大器 RGC 电感峰化
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.11;TN722
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 光纤通信系统组成12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.4 论文组织14-15
• 第2章 光接收机前端介绍15-27
• 2.1 光接收机简介15-17
• 2.1.1 光接收机组成15-16
• 2.1.2 光接收机性能指标16-17
• 2.2 光检测器17-19
• 2.2.1 光检测器性能要求17
• 2.2.2 光检测器种类17-18
• 2.2.3 光检测器模型18-19
• 2.3 前置放大器类型分析19-22
• 2.3.1 低阻前置放大器19-20
• 2.3.2 高阻前置放大器20-21
• 2.3.3 跨阻前置放大器21-22
• 2.4 伪随机二进制数据与眼图22-27
• 2.4.1 伪随机二进制数据22-24
• 2.4.2 眼图分析与仿真24-27
• 第3章 跨阻前置放大器分析与仿真27-49
• 3.1 性能参数27-28
• 3.2 噪声分析28-33
• 3.2.1 噪声类型28-31
• 3.2.2 噪声表示方法31-33
• 3.3 负反馈33-35
• 3.4 跨阻前置放大器基本原理分析35-38
• 3.5 常见跨阻放大器类型分析与仿真38-49
• 3.5.1 共源形式跨阻前置放大器分析与仿真38-40
• 3.5.2 电流模形式跨阻前置放大器分析与仿真40-43
• 3.5.3 RGC形式跨阻前置放大器分析与仿真43-46
• 3.5.4 推挽反相器形式跨阻前置放大器分析与仿真46-49
• 第4章 跨阻前置放大器设计与仿真49-73
• 4.1 整体结构与性能指标49-50
• 4.2 RGC形式跨阻前置放大器设计与仿真50-60
• 4.2.1 基本RGC形式跨阻前置放大器设计与仿真50-52
• 4.2.2 带宽拓展技术分析与仿真52-59
• 4.2.3 带电感峰化的RGC形式跨阻前置放大器设计与仿真59-60
• 4.3 单转双电路设计与仿真60-62
• 4.4 后置放大器与输出缓冲电路设计与仿真62-64
• 4.5 整体电路仿真64-67
• 4.6 版图67-73
• 4.6.1 匹配问题67-69
• 4.6.2 寄生问题69-70
• 4.6.3 可靠性问题70
• 4.6.4 噪声问题70-73
• 第5章 总结与展望73-75
• 参考文献75-80
• 致谢80-81
• 附件81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王国全;10Gbit/s GaAs跨阻前置放大器[J];电子器件;2005年02期

2 窦建华;刘贺挺;;光接收机中前置跨阻放大器的设计[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年01期

  本文关键词：CMOS工艺光接收机前置放大器设计与仿真，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：279471