可应用于光互连的新型高带宽、高灵敏度差分光接收机的概念提出与设计

提出了一种可应用于高速光通信和光互连的新型高带宽、高灵敏度差分光接收机.其中,高带宽和高灵敏度分别通过输入负载平衡的全差分跨阻前置放大器和将入射光信号转换成一对差分光生电流信号的两个光电探测器来实现.与常用光接收机相比,这种新型光接收机无任何附加成本.设计了一种相应的、与0.35μm标准CMOS工艺完全兼容的光电集成接收机.其中,光电探测器采用面积为60μm×30μm、结电容为1.483pF的插指型p /n-well/p-substrate光电二极管.仿真结果表明:该光电集成接收机的带宽为1.37GHz;跨阻增益为81.9dBΩ;面积为0.198mm2;数据传输率至少可达2Gb/s;对于215-1位的输入伪随机码序列(PRBS),在误码率为10-12条件下,灵敏度至少可达-13dBm.     

高灵敏度CMOS光电集成接收机设计

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CMOS光电集成(OEIC)接收机.具体分析了这个光电集成接收机的噪声和灵敏度及其相互关系.接收机中的噪声主要是电路中电阻的热噪声和MOS器件的闪烁噪声.提出了优化接收机灵敏度的方法.通过低成本的CSMC 0.6μm CMOS工艺流片并对芯片进行了测试.从测试眼图可知,该CMOS光电集成接收机可工作在1.25GB/s的传输速率下,灵敏度为-12dBm.     

高速和高带宽的光计算

正如光纤技术（它有巨大速度和带宽的优点）在长距离通讯网络方面已基本取代电子通讯技术一样，计算机科学家长期来也在努力研制光学型或光子型电子计算机。光子比电子有重大的潜在优点，它们可以不受影响地互相渗透，可以使用三维器件（这在电子器件方面是很难或不可能实现的），能量效率远高于电子，并且它们始终以光速运动。但研究人员在尝试实现这些潜在优点方面面临巨大挑战，如光计算装置势必很大和很笨重，需作精细调整，不易用现有光刻技术微型化。由于研究人员把注意力集中在系统的基本设计思想上，这些问题刚开始提出，但这些问题…     

CMOS单片光接收机的带宽设计

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0.6μm CMOS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.     

一种新颖全差分光电集成接收机的标准CMOS实现

提出一种新颖的全差分光电集成接收机,它包含了全差分光电探测器和相应的差分接收电路,其中全差分光电探测器的作用是实现入射光信号到全差分光生电流信号的转换.采用特许3.3 V、0.35μm标准CMOS工艺,实现了一种相应的宽带、高灵敏度全差分光电集成接收机.测试结果表明:对于850 nm的入射光,集成全差分光电探测器的差分跨阻前置放大器(TIA)的工作速率可达到500 Mbit/s,而整个光接收机的带宽则达到了1.098 5 GHz;在10-12的误码率条件下,灵敏度可达到-12.3 dBm.     

高灵敏度CMOS光电集成接收机设计

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CMOS光电集成(OEIC)接收机.具体分析了这个光电集成接收机的噪声和灵敏度及其相互关系.接收机中的噪声主要是电路中电阻的热噪声和MOS器件的闪烁噪声.提出了优化接收机灵敏度的方法.通过低成本的CSMC 0.6μm CMOS工艺流片并对芯片进行了测试.从测试眼图可知,该CMOS光电集成接收机可工作在1.25GB/s的传输速率下,灵敏度为-12dBm.     

用于微光探测的高灵敏度接收机设计

详细分析了光接收机噪声源及噪声模型,研究了其系统组成与电路设计问题,提出了可用于微光探测系统的接收机设计方案。选用合适的器件,采用低噪声电路设计方法,制作了实际光接收机电路,并进行了相应实验测试。结果表明,该设计方案可以满足实际微光探测要求,对应用于不同系统的高灵敏度光接收机设计具有较强的参考价值。     

FTTH光接收机前置放大器的设计与改进

本文通过分析国内外FTTH光接收机应用前景和普通光接收机的前置放大器基础上，用MOS管替代通用放大模块。设计并经过优化改进找到了一款适合FTTH的CATV光接收机前置放大器。通过测试，性能指标完全符合要求．具有很好的实用价值。     

可变带宽光网络：提出、优势和关键技术

新型互联网业务迅速发展。使网络流量急剧增长,推动了对光通信容量的需求。同时,新型的互联网应用对带宽的需求具有不可预测性。这两方面因素驱动光网络朝着灵活、动态、高效的方向发展。可变带宽光网络可以在收发端根据传输距离、链路质量、业务需求动态调整传输速率、调制格式以匹配网络实际需求,提高了网络灵活性和网络生存性。可变带宽光网络关键技术包括可变带宽可重构光分插复用器、可变带宽收发机技术、可变带宽的电层技术和可变带宽管控层技术。     

前均衡CMOS光电集成接收机概念的提出和模拟

提出了一种解决CMOS光电集成接收机灵敏度和速度问题的新方法--前均衡法,即在接收放大电路的前端对传输信号进行频率补偿,并分别采用并联谐振回路、三次阶梯网络和高通滤波器峰化技术设计了三种前均衡0.35μm CMOS光电集成接收机.其中,光电探测器选用面积为40μm×40μm的叉指型双光电二极管结构,实验测得该二极管的频率响应带宽为1.1GHz,结电容为0.95pF.对接收机的模拟结果表明:采用三次阶梯网络峰化技术的前均衡方案可有效提高光接收机的灵敏度和速度,并可实现灵敏度为-14dBm,3dB带宽为2GHz,BER为10-12的0.35μm CMOS光电集成接收机.     

前均衡CMOS光电集成接收机概念的提出和模拟

提出了一种解决CMOS光电集成接收机灵敏度和速度问题的新方法--前均衡法,即在接收放大电路的前端对传输信号进行频率补偿,并分别采用并联谐振回路、三次阶梯网络和高通滤波器峰化技术设计了三种前均衡0.35μm CMOS光电集成接收机.其中,光电探测器选用面积为40μm×40μm的叉指型双光电二极管结构,实验测得该二极管的频率响应带宽为1.1GHz,结电容为0.95pF.对接收机的模拟结果表明:采用三次阶梯网络峰化技术的前均衡方案可有效提高光接收机的灵敏度和速度,并可实现灵敏度为-14dBm,3dB带宽为2GHz,BER为10-12的0.35μm CMOS光电集成接收机.     

一种单片集成的光接收电路的设计

基于一种光接收器件的电路结构,利用硅基BJT工艺对光电二极管和接收电路进行了设计.通过引入辅助开关电路以及双结光电二极管,提高了输出晶体管的关断速度.测试结果显示,该光接收电路在870 nm波长下的数据速率可达到10 MBd.     

光收发器中光电集成接收芯片的实现

针对应用于850nm光通信中的10/100Mbit/s收发器,提出采用0.5μm标准CMOS工艺对其光接收芯片实现Si基单片集成。整体芯片面积为0.6mm2,共集成了一个双光电二极管的(DPD)光电探测器和一个跨阻前置放大电路,功耗为100mW,并给出了具体的测试性能结果。结果表明,在850nm光照下,光接收芯片带宽达到53MHz,工作速率为72Mbit/s。重点介绍了DPD光电探测器的原理和结构,并给出了相应的制造过程和电路等效模型,对整个光接收芯片进行了多种实用性测试,可以满足系统的性能要求。     

2.5Gb/Scmos光接收机跨阻前置放大器

给出了一种利用0.35μm CMOS工艺实现的2.5Gb/s跨阻前置放大器。此跨阻放大器的增益为59 dB*Ω,3dB带宽为2GHz,2GHz处的等效输入电流噪声为0.8×10-22 A2/Hz。在标准的5V电源电压下,功耗为250mW。PCML单端输出信号电压摆幅为200mVp-p。整个芯片面积为1.0mm×1.1mm。     

2.5Gb/s宽动态范围光接收机前端放大电路设计

基于UMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种2Gb/s传输速率的宽动态范围光接收机前端放大电路。采用对数放大器来增大接收机的输入动态范围,前置放大器采用差分共源跨阻放大器,并使用有源电感做负载来增大带宽。实验结果表明:该接收机前端电路的增益为80dB,3dB带宽为2.3GHz,2.5Gb/s输出眼图良好,输入动态范围为60dB(1μA～1mA)。     

工业控制用低速率塑料光纤接收芯片的设计

研究了工业控制用低速率塑料光纤接收芯片的设计方案。首先根据实际情况对整个接收芯片的基本参数、生产工艺的选择进行了分析,然后提出了塑料光纤接收芯片的系统架构,详细分析了电路中直流失调和1/f噪声两大关键问题的解决思路,并应用Cadence软件设计了功能完备的接收芯片。最后通过搭建仿真传输链路,对设计的塑料光纤接收芯片性能进行了验证。     

2.5Gb/s 0.35μm CMOS光接收机前置放大器设计

采用0.35 μm CMOS工艺设计并实现了用于SDH系统STM-16(2.5 Gb/s)速率级光接收机前置放大器.此放大器采用+5 V电源电压,中频增益为73 dBΩ,3 dB带宽为2.2 GHz.核面积为0.15 mm×0.20 mm.     

CATV光缆网增加光接收点设计方案

过去CATV光缆网光设备价格昂贵,故设计的光接收点较少.随着时间的推移,原电缆的传输质量已不符合网络要求,为了提高传输质量,唯一的办法是增加光接收点.针对这一问题,我们提出在不增加光发射机的前提下,新增光接收点.特别是前几年各地在实现广播电视"村村通"入户工程中,在经济紧张的情况下,这更是优选方案.