【硕士论文】光接收机限幅放大器接收信号强度指示电路的设计与实现.pdf

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1、东南大学硕士学位论文光接收机限幅放大器接收信号强度指示电路的设计与实现姓名：杨春申请学位级别：硕士专业：软件工程（IC）指导教师：王志功;徐永斌20070112摘要随着社会的发展，信息交换量与日俱增。人们需要高速、宽带的通信网络来互通信息。光纤通信由于其自身的优势将逐步取代电缆通信，成为信息高速公路的主体。光纤通信具有容量大、传输距离远、节省能源、抗干扰、抗辐射等诸多优点。开发具有自主知识产权、用于光纤传输的高速集成电路对我国信息化建设具有重大意义。在用于光纤传输系统的几个功能电路中，构成光接收机前端放大电路的前置放大器和主放大器是两个关键电路。前置放大器的性能在很大

2、程度上决定了整个光接收机的性能。在高速光纤传输系统中，广泛采用互阻前置放大器。主放大器有两种实现方式：自动增益控制放大器和限幅放大器。由于限幅放大器具有设计简单、功耗低、芯片面积小和外接元件少的优点，我们选择采用限幅放大器的形式来实现光接收机的主放大器。限幅放大器的基本差分放大器单元采用加源极跟随器的方式获得高的增益带宽积。利用SPICE仿真软件进行模拟，给出仿真结果。不断减少芯片尺寸、功耗和芯片成本是集成电路设计的基本目标。本次课题的任务是采用无锡华晶上华半导体公司CSMC(CcntralSemiconductorManufactuningCorporation)的

3、0．6ttmCMOS工艺实现适用于光纤传输系统STM-I(155Mbps)速率级主放大器的接收信号强度指示器RSSi(ReceivedSignalStrengthIndicator)。RSSI实现分段线性对数功能，在5．0V电源电压下，可以检测动态输入范围大于60dB的接收信号的强度。版图设计也是芯片设计的重要步骤，文中详细介绍了高速芯片版图设计的注意事项和设计技巧。论文按照电路设计、版图设计、工艺流片到芯片测试的顺序详细介绍了上述电路的设计过程及最终的测试结果。全部电路经模拟验证符合设计要求，并送交芯片制造厂商流片．所得样片，经初步测试。性能良好。【关键字lSTM-

4、l(155Mbps),0．61．anCMOS工艺；光接收机；限幅放大器；接收信号强度指示器(RSSD：分段线性对数功能AbstractWiththerapiddevelopmentoftelecommanicaftonnetworks,computernetworks,andlmernet,itiSurgent幻buildinformationsuper-highway．HighSpeed。broadbandcommunicationnetworksalerequiredtotransmissioninformation．Forthesereason$，optical

5、communicationswillgraduallyreplacecablecommunications．Optic-fibercommunicationsystemsaretheprincipalpartsofinformationsuper-highwayforitsmeritssuchasgreatcapacity,longtransmitdistance,economizingenergysource，anti—interferenceandanti—radiationetc．Thus,itisveryimportanttodesignhighspeedin

6、tegratedcircuits(ICs)foropticaltransmissionsystemswithindependentproperty．Inthebuildingblocksofanopticaltransmissionsystem，thepre-amplifierandthemainamplifierarethecriticalparts．Theperformanceofapreamplifierhasgreateffectontheperformanceofanopticalreceiver．Transimpedancepre·amplifiersar

7、ewidelyusedinthehighspecdopticaltransmissionsystems．AnAGC(AutomaticGainContr01)amplifieroralimitingamplifierisgenerallyusedt0realizethemainamplifier．111elatterWaschosentorealizethemainamplifieri11ourdesignsinceithasthefeaturesuchassimpletopology,fewexteillalcomponentsandfastres