光纖傳輸系統(tǒng)用超高速時鐘恢復(fù)集成電路研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖通信成為當(dāng)前研究的熱點。光纖傳輸系統(tǒng)集成電路的研究則是熱點中的熱點。時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路是光纖傳輸系統(tǒng)集成電路的關(guān)鍵部分，它的最高工作速率制約著整個通信系統(tǒng)的最高工作速率，因此超高速時鐘恢復(fù)電路的研究有著舉足輕重的地位。 本文首先從理論上討論了時鐘恢復(fù)電路的基本原理與構(gòu)造，重點放在時鐘恢復(fù)電路的核心-鎖相環(huán)的原理和構(gòu)造上。設(shè)計了鎖相環(huán)電路的行為級仿真程序。然后研究了時鐘恢復(fù)電路的噪聲問題，特別針對鎖相環(huán)的

2、噪聲問題作了詳細(xì)的分析。最后分析了超高速集成電路的一些關(guān)鍵問題：互連線寄生模型分析、傳輸線行為分析和高頻補(bǔ)償技術(shù)等問題。 研究了注入同步鎖相環(huán)式時鐘恢復(fù)電路，采用0.2gm GaAs PHEMT工藝實現(xiàn)了工作在10Gb/s速率上的單片時鐘恢復(fù)電路和預(yù)處理電路。實際測試表明，預(yù)處理電路在8-12Gb/s的頻帶內(nèi)穩(wěn)定工作，在輸入速率為10Gb/s、長度為2<'23>-1偽隨機(jī)序列的情況下，提取出的輸出信號的均方根抖動為1.18ps。

3、單片時鐘恢復(fù)電路在輸入速率為8.2Gb/s、長度為2<'23>-1偽隨機(jī)序列的情況下，恢復(fù)時鐘的均方根抖動僅為1.6ps。 研究了電荷泵鎖相環(huán)型時鐘恢復(fù)電路，提出了采用半速率鑒相器、四相位環(huán)形電流控制振蕩器、電荷泵和環(huán)路濾波器組成的半速率鎖相環(huán)型時鐘恢復(fù)電路。采用0.18μm CMOS工藝實現(xiàn)了5Gb/s單片時鐘恢復(fù)電路。輸入速率為5Gb/s長度為2<'11>-1的偽隨機(jī)序列時，恢復(fù)出的時鐘均方根抖動為4.7ps。 研究

4、了40Gb/s速率上的超高速時鐘恢復(fù)電路設(shè)計，采用的0/2μm GaAs PHEMT工藝實現(xiàn)了工作在37Gb/s速率上的單片時鐘恢復(fù)電路和37GHz的單片鎖相環(huán)電路。37GHz的單片鎖相環(huán)電路的鎖定范圍為32MHz，鎖定時在偏離中心頻率10kHz處的相位噪聲為-88.83dBc/Hz。37Gb/s單片時鐘恢復(fù)電路恢復(fù)出的時鐘均方根抖動由測試可推知遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于1.68ps。 論文作了多項開創(chuàng)性的工作，在5Gb/s和10Gb/s速率上的