寬輸入動(dòng)態(tài)范圍CMOS光接收機(jī)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、光接收機(jī)是光纖通信系統(tǒng)的重要組成部分,其性能好壞直接關(guān)系到整個(gè)光纖通信系統(tǒng)的質(zhì)量。如今,信息傳輸量越來(lái)越大,速度也越來(lái)越快,這就對(duì)光接收機(jī)的性能提出了更高的要求。光接收機(jī)需要有更大的帶寬以滿足高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?同時(shí),由于不同的鏈路中光纖長(zhǎng)度、光電探測(cè)器的效率不同等原因?qū)е鹿怆娞綔y(cè)器產(chǎn)生的電流大小會(huì)有很大變化,這就要求光接收機(jī)必須有一個(gè)比較寬的輸入動(dòng)態(tài)范圍以接收變化的光電流。本文根據(jù)以上光接收機(jī)的性能要求,在保證帶寬的前提下,采用兩種

2、方法增加光接收機(jī)的輸入動(dòng)態(tài)范圍。
　　光接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括跨阻放大器、主放大器和輸出緩沖級(jí)。本文介紹了兩種跨阻放大器的設(shè)計(jì),一種是單端共源跨阻放大器,一種是差分共源跨阻放大器,均采用有源電感做負(fù)載以增加其帶寬。
　　在主放大器的設(shè)計(jì)中,分別選擇了分段線性電路和對(duì)數(shù)放大器來(lái)增加光接收機(jī)的輸入動(dòng)態(tài)范圍。分段線性電路是一種逐段近似的方法,它在每一個(gè)小范圍內(nèi)都是線性的,連在一起就構(gòu)成一個(gè)大的線性范圍。本文采用多雙曲正切電路實(shí)現(xiàn)分段

3、線性,設(shè)計(jì)了一種帶分段線性電路的光電集成接收機(jī)。對(duì)數(shù)放大器是一種輸入與輸出呈對(duì)數(shù)關(guān)系的放大器,可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行瞬時(shí)壓縮,把寬動(dòng)態(tài)范圍的輸入信號(hào)壓縮成光接收機(jī)可以處理的信號(hào)。本文采用了限幅放大器的并聯(lián)級(jí)聯(lián)求和形式實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)放大器,并采用有源電感峰化技術(shù)增加其帶寬。
　　本文電路的設(shè)計(jì)采用UMC0.18um CMOS工藝,使用cadence spectre和virtuoso對(duì)電路進(jìn)行仿真和版圖設(shè)計(jì)。結(jié)果表明,帶分段線性電路的光接收機(jī)實(shí)現(xiàn)了