光電與生物電信號再生驅動電路設計研究.pdf

1、在通信系統(tǒng)中，信息傳輸成敗的關鍵在于加載到一種物理變量上而進行傳輸?shù)男盘柺欠衲軌蛟诮邮斩嗽偕⑥D換為信息的原始表現(xiàn)形式。信息處理的目的是為了使信號能夠有效地傳輸和再生，信息能夠不失真地重現(xiàn)。一般來說，信息傳輸系統(tǒng)都需要轉換器或換能器，作用是把信息從一種載體(電、光、聲、機械等各種形式的信息)轉換成到另一種載體上。信源處的換能器通常是一種傳感器，而在信宿處的換能器則是與傳感器作用相逆的動作器。不管是傳感器，還是動作器，它們的效率常常都不高

2、。因此，為了實現(xiàn)信息的有效轉換，在信號輸入端通常需要一種前置放大器，作用是把來自傳感器的微弱信號放大到足夠高的幅度，以便于處理和傳輸。而在信號輸出端則需要一種驅動器，作用是輸出足夠大的功率(電學上就是高電壓和/或大電流)，以驅動動作器給出足夠強的信息表達形式，使信息接收者明確無誤地獲得信息。 光纖傳輸系統(tǒng)中，需要將電信息轉換為光信號，這是激光器和它的驅動電路的主要功能。在神經(jīng)功能再生微電子系統(tǒng)中，為了在神經(jīng)中再生出神經(jīng)信號，需要

3、將物理電信號轉換為生物電信號，這是生物電極和它的驅動電路的主要功能。本文重點研究激光器驅動電路和生物電極驅動電路。 在激光器驅動電路方面，本文采用AMS 0.8μm BiCMOS工藝設計了用于STM-1到STM-4速率光通信系統(tǒng)的電流輸出的激光驅動器電路。采用兩種器件電路結構仿真了激光驅動器電路，仿真結果顯示電路在1.25Gb/s速率時眼圖良好，輸出電流超過85mA。采用0.2μm GaAs PHEMT工藝設計并實現(xiàn)了超高速光纖

4、通信系統(tǒng)用激光二極管/調(diào)制器集成驅動器電路，芯片面積1.0mm×0.9mm。測試結果表明，采用單一+5V電源供電時直流功耗1.5W，輸出最高電壓幅度2.8V，電路最高工作速率高于24Gb/s，可以應用于STM-64速率的SDH(synchronous digital hierarchy)光纖通信傳輸系統(tǒng)。還采用0.2μm GaAs PHEMT工藝研究設計了40Gb/s速率激光驅動器。電路采用單一+5伏電源電壓供電。仿真結果表明，激光驅動