高速光通信PAM-4激光驅動器與預失真電路設計.pdf

1、隨著通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的快速發(fā)展，整個通信網(wǎng)絡向著無線通信網(wǎng)絡和光纖通信網(wǎng)絡相結合的方向發(fā)展。下一代光通信系統(tǒng)均采用高階調制信號，高階調制信號極易受到非線性的影響。本文對高速光通信系統(tǒng)中的激光驅動電路和預失真電路展開了研究。
　　本文研究的激光驅動器應用在共陰極垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)之前、位于復接器之后，驅動電路產生合適的電流驅動VCSEL激光器。采用GF0.13μm SiGe BiCMOS工藝，設計并實現(xiàn)了基于四層脈沖幅度調

2、制(PAM-4)的VCSEL激光器驅動電路。驅動電路接收兩路數(shù)據(jù)信號，由輸入緩沖級、PAM-4調制級和驅動輸出級電路組成，電路實現(xiàn)了單雙端轉換，兩路數(shù)據(jù)信號疊加以及大電流信號驅動，在PAM-4調制級電路與驅動輸出級電路采用電阻電容退化技術增大帶寬，提高輸出波形線性度。PAM-4調制級采用不對稱放大，高信號通路的增益為低信號的兩倍。芯片面積為517μm×686μm，后仿真結果表明，驅動電路可以工作在40Gbaud/s，擺幅為2-8mA，功

3、耗為122.2mW，平均功耗為1.528mW/Gb/s。
　　本文第二部分研究了用于實現(xiàn)驅動器輸出線性化的預失真技術理論基礎，并設計了應用于光傳輸系統(tǒng)的6GHz預失真電路。采用TSMC0.18μm CMOS工藝設計了相位濾波、可變增益放大電路(VGA)、二次方與三次方電路，功能模塊設計完成之后，進行了版圖設計和后仿真，后仿真結果表明，驅動器前的預失真電路能夠抑制激光驅動器輸出端的三次諧波分量，有效改善輸出眼圖。
　　本論文主