寬輸入動態(tài)范圍CMOS光接收機的研究與設計.pdf

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

2、方法增加光接收機的輸入動態(tài)范圍。
　　光接收機的基本結構包括跨阻放大器、主放大器和輸出緩沖級。本文介紹了兩種跨阻放大器的設計,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載以增加其帶寬。
　　在主放大器的設計中,分別選擇了分段線性電路和對數(shù)放大器來增加光接收機的輸入動態(tài)范圍。分段線性電路是一種逐段近似的方法,它在每一個小范圍內(nèi)都是線性的,連在一起就構成一個大的線性范圍。本文采用多雙曲正切電路實現(xiàn)分段

3、線性,設計了一種帶分段線性電路的光電集成接收機。對數(shù)放大器是一種輸入與輸出呈對數(shù)關系的放大器,可以對信號進行瞬時壓縮,把寬動態(tài)范圍的輸入信號壓縮成光接收機可以處理的信號。本文采用了限幅放大器的并聯(lián)級聯(lián)求和形式實現(xiàn)對數(shù)放大器,并采用有源電感峰化技術增加其帶寬。
　　本文電路的設計采用UMC0.18um CMOS工藝,使用cadence spectre和virtuoso對電路進行仿真和版圖設計。結果表明,帶分段線性電路的光接收機實現(xiàn)了