面向RoF系統(tǒng)的電光-光電轉(zhuǎn)換接口芯片設(shè)計(jì).pdf

1、非線性問(wèn)題是RoF(RadiooverFiber)系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。RoF系統(tǒng)中的激光器、電光調(diào)制器、光纖鏈路、探測(cè)器、功率放大器等都會(huì)在一定程度上引入非線性。為了補(bǔ)償RoF鏈路中固有的非線性失真，通過(guò)電路設(shè)計(jì)、仿真和流片，采用標(biāo)準(zhǔn)的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）工藝設(shè)計(jì)了一款分段電流相加的模擬預(yù)失真的驅(qū)動(dòng)電路芯片，用于補(bǔ)償光發(fā)射機(jī)中激光器的非線性失真；同時(shí)設(shè)計(jì)了一款帶自動(dòng)增益控制的光接收機(jī)前端電路芯片，用于拓寬光接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍，并

2、獲得了較好的測(cè)試結(jié)果。具體研究如下：
　　設(shè)計(jì)了一種與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容的帶模擬預(yù)失真的激光器驅(qū)動(dòng)電路。該激光器驅(qū)動(dòng)電路使用UMC0.18μmCMOS工藝設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，面積為1424μm×912μm，通過(guò)Spectre仿真，激光器驅(qū)動(dòng)電路的3dB帶寬為2.15G，增益13.2dB。達(dá)到系統(tǒng)的帶寬指標(biāo)。
　　針對(duì)激光器非線性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)預(yù)失真電路的非線性曲線。提出了一種電流分段線性模擬預(yù)失真電路。該電路利用MOS管在不同寬長(zhǎng)比和

3、不同偏置電壓下的I-V特性不同，在驅(qū)動(dòng)電路輸出端對(duì)多個(gè)MOS管進(jìn)行電流疊加為激光器提供電流輸入，通過(guò)仿真得到預(yù)失真曲線，在芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)預(yù)失真特性。
　　設(shè)計(jì)了一種帶有自動(dòng)增益控制功能的光接收機(jī)前端電路。該光接收機(jī)前端電路使用UMC0.18μmCMOS工藝設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，面積為850μm×800μm。隨輸入信號(hào)的變化實(shí)現(xiàn)增益自動(dòng)控制的功能。通過(guò)測(cè)試，該光接收機(jī)能夠工作在1.5Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率下，且眼圖開(kāi)眼清晰，帶寬為1.8GHz，增益

4、的動(dòng)態(tài)范圍21.28dB，且具備較好的dB線性；增益調(diào)制的建立時(shí)間低于50ns。同仿真結(jié)果一致，基本達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。
　　針對(duì)RoF鏈路中的非線性，設(shè)計(jì)了一種帶有指數(shù)電路的可變?cè)鲆娣糯笃鞔鎮(zhèn)鹘y(tǒng)光接收機(jī)中的限幅放大器。通過(guò)峰值檢測(cè)電路和比較器提供的負(fù)反饋，實(shí)現(xiàn)放大器增益的自動(dòng)控制。由于可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)也存在非線性，因此采用在控制端加入指數(shù)電路的辦法將可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鲂Ｕ秊閐B線性。當(dāng)控制電壓從0V上升到1.8V時(shí)，相應(yīng)的