高速光通信系統(tǒng)接收機模擬前端電路設計.pdf

1、數(shù)據(jù)時代的來臨對數(shù)據(jù)存儲、處理、傳輸提出了更高的要求，目前單位存儲成本的降低和處理器性能的提高，使得信號傳輸變成了大數(shù)據(jù)時代的瓶頸。近些年來，光通信以其優(yōu)良的性能得到了政府、企業(yè)、研究機構(gòu)的認可，展示出了巨大的潛能和發(fā)展勢頭。當前，高集成度、低功耗、高速光通信接收機已經(jīng)成為了研究熱點。本論文圍繞芯片面積、帶寬、噪聲、功耗等幾方面，設計了一款能用于高速光通信接收機中的模擬前端電路。
　　本論文的主要工作如下:
　　第一，介紹了

2、光通信接收機的一般架構(gòu)，從所傳輸?shù)碾S機序列信號入手，研究了重要參數(shù)對于隨機序列的影響，為后續(xù)的設計提供了理論基礎(chǔ)。
　　第二，比較了不同的主放大器結(jié)構(gòu)，選擇限幅放大器作為本次設計的主放大器，接著介紹了常見的限幅放大器結(jié)構(gòu)，采用級間負反饋結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了無電感化設計，大大減小了芯片面積，在此基礎(chǔ)上通過零極點模型，對系統(tǒng)穩(wěn)定性進行了分析。對片上直流失調(diào)消除進行了分析推導，針對65nm下直流失調(diào)較大的情況，在反饋環(huán)路中增加了誤差放大器，實現(xiàn)了

3、良好的直流失調(diào)消除。電路在TSMC65nm CMOS工藝下實現(xiàn)流片，芯片面積為0.11mm2。測試結(jié)果顯示，限幅放大器的差分電壓增益為37dB，-3dB帶寬為16.5GHz。在高達26.5GHz的頻率范圍內(nèi)，Sdd11和Sdd22分別小于-16dB和-9dB。除去測試使用的輸出驅(qū)動電路，整個芯片在1.2V的電源電壓下消耗50mA電流。
　　最后，介紹了常見的跨阻放大器結(jié)構(gòu)，比較了每種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，選擇了在共柵極電路的基礎(chǔ)上增加反饋