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东南大学硕士学位论文用于155Mb/s光纤通信系统时钟恢复电路的预处理模块设计姓名：吉小冬申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：李智群;高小平20070430用于155Mb/s光纤通信系统时钟恢复电路的预处理模块设计作者：吉小冬学位授予单位：东南大学相似文献(10条)1.会议论文高鹏.毛陆虹.陈弘达.申荣铉.粘华.唐君.吴荣汉CMOS光电单片集成电路在VSR光接收机中的应用2002本文所介绍的单片光电集成电路最大限度地消除了封装引线和连接等寄生参量影响,可实现极高的速率,接收机的功能将更加灵活,器件成本会大大降低.2.学位论文孙玲光接收机前端电路测试技术研究2007在整个集成电路产业链中，集成电路测试是重要的一环。因为即使研制出高水平的器件、电路和系统，如果测试技术不成熟，那么测试结果的可靠性就不能得到保证。可以说，集成电路的测试技术直接决定着对被测器件、电路和系统特性的评价。光接收机前置放大器的测试由于其超高速、超宽带和电流源激励的特点，是集成电路与系统测试领域最具有挑战性的理论与实验性研究课题。本文研究利用现有仪器间接测量光接收机前置放大器相关技术参数来确定电路性能参数的理论与技术。在前置放大器等效电路模型基础上，本文建立了跨阻增益与散射参数即S参数之间的关系，提出了通过测量前置放大器小信号S参数间接获得跨阻增益和带宽的方法，给出了在晶圆S参数测试系统，分析了S参数测试中的校准技术和测试流程；建立了噪声系数与等效输入噪声电流谱密度的关系，提出了通过测量光接收机前端电路噪声系数间接获得等效输入噪声电流谱密度的方法，给出了在晶圆噪声系数测试系统；分析了噪声系数测试中通过去嵌入提高测试的精确度方法；建立了前置放大器在晶圆时域测试系统，提出了误码率测试和眼图测试方法。为了验证所提出的理论和方法，采用0.6μmCMOS工艺完成了SDH中最重要和最基本的传输模块STM-1系统光接收机前置放大器的设计、流片制造、在晶圆测试和封装测试。分析比较了相同增益带宽下，高阻和互阻两种结构前置放大电路的噪声性能，为155Mb/s前置放大电路提供了优化设计方案。在研究光接收机前端电路主要性能参数测试技术的同时，还开展了高频/高速集成电路测试技术以及集成电路封装技术方面的研究工作，提出了一种适合于集成电路的小批量封装研制和新产品开发的新型低成本表面贴装型集成电路封装形式。3.期刊论文高建军.高葆新.梁春广.GAOJianjun.GAOBaoxin.LIANGChunguangOEIC跨阻光接收机中电感技术的研究-清华大学学报（自然科学版）1999,39(9)研究目的在于分析光电集成电路(OEIC)光接收机中电感技术的作用和原理,以及最佳电感设计规则.基于精确的有源器件(包括金属-半导体-金属光电探测器和高电子迁移率晶体管)噪声等效电路模型和微波单片集成电路(MMIC)无源方型螺旋电感等效电路模型,提出了一种简单的计算光接收机跨阻特性和噪声特性的矩阵分析方法,讨论了电感对光接收机性能的影响,指出了电感的设计需要在光接收机稳定性、跨阻特性、噪声特性三方面基础上折衷考虑.4.学位论文王蓉DC-10Mbps超低速突发模式非均衡码光接收机设计2008现代社会对通信的依赖性越来越大，作为当代通信领域的关键技术，光系统、光器件以及光电集成电路等光通信技术已成为国际和国内光纤通信领域的研究重点和应用热点。随着主要光电子器件成本的不断降低，光纤作为主要媒介的通信传输模式的应用越来越广泛，原有基于同步连续的光传输模式已不能适应日益扩大的应用需求。随着宽带互联网接入需求的不断增加，作为解决“最后1英里”问题的光纤到户(fibers-to-the-home，FFTH)的网络宽带化建设迫在眉睫。FTTP首选的无源光网络(passiveopticalnetwork，PON)数据传输所具有的突发性和“0”“1”非均衡性对已经非常成熟的基于同步连续均衡传输模式的光接收机模块提出重大挑战。非均衡性导致传统接收机中交流耦合必须被全直流耦合所代替，而突发性必然要求光接收机具有高的响应速度，以尽可能减少比特丢失。同时突发模式的光传输通信也向诸如工业监控、电力监控和视频监控系统等低速率和长距离、但对可靠性和抗干扰能力要求很高的应用场合扩展。采用光纤进行数据传输可以发挥光纤传输距离长且极强的抗干扰能力，从而在恶劣的工业制造环境中提供稳定、可靠的通信线路，避免因使用金属电缆线路受电磁干扰而导致通信中断的危险。因此，突发模式非均衡码的光收发芯片研制具有很高的研究价值和应用前景。近年来，工业及电力自动化光网连接的需求激增，对光模块的需求不断扩大。由于这种系统处理的数据流正是突发模式传输的“0”“1”非均衡性码，基于均衡码和连续传输模式设计的通用接收机模块无法适用。虽然可将数据信号经专用线路编码芯片编为均衡码后再采用通用收发模块处理，但这样增加了成本和系统开销。目前，专门为此类系统开发的商用芯片数量稀少、价格昂贵。因此国内主要模块厂商的产品方案基本上都是采用分立结构加比较器的方式实现，造成灵敏度和过载都无法得到优化，影响了传输距离和适用范围。且长的连“0”信号或无信号发送时，无告警功能。因此，市场迫切需求一种适用于该系统应用的价格适中、性能满足要求并带有告警功能的光收发模块。因此，本文作者与江苏新志光电有限公司合作，创新性地提出了一种可处理非均衡码和突发数据流传输特性的光接收机系统方案。该方案省却了线路编码，既满足灵敏度设计要求，义通过引入新型自动增益控制实现过载优化，并能提供长连“0”信号或无信号的自动告警功能。根据工控电力系统要求，接收到的是非常微弱的电流信号，而输出则需要达到CMOS/TTL数字信号电平。因此，这是一个典型的数模混合系统。全集成时，模数信号之间的串扰会大大降低光接收机灵敏度。所以，除了提出全新系统方案外，本课题还详细研究了混合信号单片集成电路的灵敏度优化方法，重点分析了导致灵敏度降低的两个重要因素：器件噪声和数模信号干扰。在此基础上，提出了电路、版图和印刷电路板三个产品设计阶段噪声的控制和优化方法。由此实现的集成电路测试达到了优于-30dBm灵敏度的预期指标要求，与没计阶段的仿真分析结果非常吻合。该灵敏度远优于目前国内分立器件设计的模块，达到甚至超过了国外同类型产品。该论文课题是由江苏新志光电公司经过详尽的市场调查后立项，旨在填补突发模式非均衡码光接收模块的国内空白。课题中的各种指标及设计要求，均按产品要求提出，并经过客户认证。工作速率满足工控电力系统目前所有可能的速率要求，即DC～10Mbps。全直流耦合方式保证了其对于DC信号的处理能力。芯片各种可能的工作方式，环境和工艺角的影响在设计阶段都得到了充分的仿真验证。芯片采用华润上华CSMC0.5μmCMOS混合信号工艺流片后，其绑定、封装、印刷电路板的制作和测试都有严格的产业标准流程控制。芯片测试结果达到了产品要求，得到客户认可，目前已进入工程批制造阶段，实现了该芯片的产业化设计和市场应用推广。该系统虽然是为工控电力系统设计，但它可广泛应用于汽车电子、视频监控等各种速率的非均衡码的突发模式光传输系统。其创新性结构和优良性能不仅对于处理突发模式非均衡码的光传输系统研究和光接收机灵敏度优化具有研究价值，对于实现高性能商用芯片的国产化也具有重大意义。5.期刊论文范超.陈堂胜.陈辰.焦世龙.陈镇龙.刘霖.王昱琳.叶玉堂.FANChao.CHENTangsheng.CHENChen.JIAOShilong.CHENZhenlong.LIULin.WANGYulin.YEYutang短波长OEIC光接收机前端设计及制作-微电子学2008,38(5)基于国内的材料和工艺技术,研制出850nm单片集成光接收机前端,集成形式包括PIN/TIA、PIN/DA、MSM/TIA和MSM/DA等.对光探测器和电路分别进行了研究和优化.通过Silvaco软件,建立了探测器器件模型,并通过实验数据验证.分布放大器-3dB带宽接近20GHz,跨阻增益约46dBΩ,输入、输出驻波比均小于2,噪声系数在3.03～6.5dB之间.跨阻前置放大器-3dB带宽接近10GHz,跨阻增益约43dBΩ,输入、输出驻波比均小于3.5,噪声系数在4～6.5dB之间.集成芯片最高工作速率达到5Gb/s.6.期刊论文粘华.毛陆虹.李炜.陈弘达.贾久春.NianHua.MaoLuhong.LiWei.ChenHongda.JiaJiuchunCMOS单片光接收机的带宽设计-半导体学报2005,26(4)设计了一个由调节型级联跨阻抗放大器(TIA)和双光电二极管(DPD)构成的光电集成接收机.给出了DPD小信号电路模型和单片集成光接收机的带宽设计方法,给出限制DPD和光接收机带宽的重要因素,分析和模拟了这个光电集成接收机的带宽,用低成本的0.6μmCMOS工艺设计出1.71GHz带宽和49dB跨阻增益的接收机,并给出测试结果.7.学位论文敖金平单片集成长波长光接收机和InAlAs/InGaAs增强型高电子迁移率晶体管研究2000该工作就是针对最典型的OELC技术即长波长光接收机单片集成电路而开展的.作者先对InGaAsMSM光探测器和InAlAs/InGaAsHEMT及其宽带跨阻型放大器巨型了系统的研究,然后将这两种器件单片集成实现了OEIC长波长光接收机.最后提出并表征了具有应变InAlAs势垒层的InP基InAlAs/InGaAs增强型HEMT.1、MSM光探测器的致命缺点是由于电极的影响导到的响应度偏低和由于光电流的横向流动导致的暗电流偏高.2、为发展宽带InAlAs/InGaAsHEMT跨阻型前置放大器,作者首先对InAlAs/InGaAs/InPHEMT材料和器件进行了表征.3、为发展622Mb/s-2.5Gb/s单片集成MSM/HEMT长波长光接收机,作者采用了InGaAsPD与InAlAs/InGaAsHEMT叠加的一次外延的纵向集成方案,提出了材料的结构和参数,用GSMBE方法完成了材料的延延生长.精心设计了OEIC光接收机的电路图和版图.4、作者在国际上首次提出引入富Al组分InAlAs提高势垒高度实现InAlAs/InGaAs增强型HEMT的思想.基于这一思想,设计了器件的纵向材料结构,热垒层InAlAs中Al组分为0.55,沟道材料InGaAs中In组分为0.75.采用Ti/Pt/Au作势垒金属.器件阈值电压约170mV.8.期刊论文王苹.解光军.WANGPing.XIEGuang-jun基于PSPICE的光接收机电路设计与仿真-合肥工业大学学报(自然科学版)2007,30(5)文章基于PSPICE通用软件,设计了一个由金属-半导体-金属Schottky势垒光探测器(MSM-PD)组成的GaAs光接收机电路,并对其进行了电路级仿真,仿真结果显示达到了设计目的.9.学位论文苗昂InP基PIN光探测器+HBT单片集成光接收机前端的研究2008本论文的工作是围绕任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”(项目编号：2003CB314900)、任晓敏教授承担的教育部高等学校博士学科点专项科研基金“基于RCE光探测器和HBT的单片集成(OEIC)高速光接收模块”(项目编号：20020013010)以及黄永清教授和黄辉副教授分别承担的国家高技术研究发展计划(863计划)“高性能InP基、GaAs基谐振腔增强型长波长光探测器”(项目编号：2003AA31G050)、“自主创新WDM集成解复用光探测器和关键工艺研究”(项目编号：2003AA312020)等项目展开的。随着光纤通信技术的迅速发展，带宽需求不断增大，光纤通信正向以智能化、集成化、低成本和高可靠性的新一代光通信网络演进。光电集成器件较分立封装的光电组件具有尺寸小、光电连接产生的寄生效应低、成本低、性能优越和可靠性高等诸多优点，满足了光通信进一步发展的要求，因此成为全世界光通信和光电子领域所关注的研究热点。在任晓敏教授