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基于LVDS的点对点光纤数据传输系统设计

发布时间:2018-03-29 15:39

  本文选题:光纤通信 切入点:光电转换 出处:《南京航空航天大学》2017年硕士论文


【摘要】:近年来集成电路行业的不断发展,随着微电子技术尤其是高速信号技术的飞速发展和广泛应用,传输接口技术已成为集成电路领域的研究热点之一。而目前常用的点对点物理接口标准(包括RS-232、RS-485、RS-232、CML、PECL、LVPECL等)在速度、噪声、功耗、成本等方面存在一定程度的限制,需要寻找一种高速、稳定的点对点传输接口技术。在此应用背景之下,本文针对传输接口技术研究并设计了一套基于LVDS的点对点光纤数据传输系统。本文首先介绍了课题的研究意义及国内外背景,对接口技术的现状进行了总体分析。通过对比分析了多种电平接口的优缺点,并最终采用LVDS电平作为本课题的信号电平,确定了设计方案。本文还分析介绍了LVDS技术的基本原理与特点,对电路中的实际应用提供理论指导。根据课题所提出的指标要求,研究并设计了光纤数据收发系统。电路设计了光纤数据收发系统的多个模块,包括基于LVDS信号的并串转换模块、驱动模块、信号放大模块、串并转换模块。本课题采用cadence设计平台完成了从系统原理图到PCB图的设计、绘制与仿真。仿真采用了ADS和cadence相结合的方法,从传输线到传输系统由点到面的对电路进行信号完整性仿真。最后,本文根据设计制作了PCB板,完成了系统的搭建与调试,给出了数字光传输系统原理样机的实验结果,并提出了相应的改进方案。仿真验证与实验测试均表明:本课题所设计的数字光传输系统原理样机不仅在幅度、抖动、体积、传输距离等指标上能够满足所提要求,还具有良好的散热效果及稳定性等优点。
[Abstract]:With the continuous development of integrated circuit industry in recent years, with the rapid development and wide application of microelectronics technology, especially high-speed signal technology, Transmission interface technology has become one of the research hotspots in the field of integrated circuits, and the commonly used point-to-point physical interface standards (including RS-232U RS-485N RS-232CL-PECL / LVPECL, etc.) have some limitations in speed, noise, power consumption, cost and so on. Need to find a high speed, stable point to point transmission interface technology. In this paper, a point-to-point optical fiber data transmission system based on LVDS is studied and designed. Firstly, the significance of the research and the background at home and abroad are introduced. The current situation of interface technology is analyzed. The advantages and disadvantages of multi-level interface are compared and analyzed. Finally, the LVDS level is adopted as the signal level of this subject. The design scheme is determined. The basic principle and characteristics of LVDS technology are also analyzed and introduced in this paper, which can provide theoretical guidance for practical application of the circuit. The optical fiber data transceiver system is studied and designed. The circuit designs several modules of the optical fiber data transceiver system, including parallel serial conversion module based on LVDS signal, driving module, signal amplifying module. The cadence design platform is used to complete the design from the system schematic diagram to the PCB diagram, drawing and simulation. The method of combining ADS and cadence is used in the simulation. The signal integrity of the circuit is simulated from point to plane from transmission line to transmission system. Finally, the PCB board is made according to the design, the system is built and debugged, and the experimental results of the principle prototype of the digital optical transmission system are given. The simulation and experimental results show that the principle prototype of the digital optical transmission system designed in this paper can not only meet the requirements in terms of amplitude, jitter, volume, transmission distance, etc. It also has the advantages of good heat dissipation effect and stability.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.11

【参考文献】

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本文编号:1681771

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