基于cmos工艺的光接收系统设计

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1、万方数据摘要近年来，用于信息传递的各种通信方式均在蓬勃发展，光纤通信由于其体积小、重量轻、寿命长、容易维护、保密性好、抗干扰性强、容量大等优点，成为主要的通信方式。目前，应用于光纤通信的各类各种速率的芯片大部分为国外所产，所以我们急需开发此类具有自主知识产权的集成电路，以满足我国在光纤通信领域发展的需要。论文将光接收机的实际应用与科研项目相结合，设计了一款基于SPDIF协议应用于7.1声道多媒体设备的具有25Mbps速率级的光接收机芯片。前置跨阻放大器将光检测器输出的微弱光电流信号放大并转换成电压信号，为了提高其增益并降低其噪声特性，本文将传统的共源极基本放大器改进为共源共

2、栅基本放大器。为了增加输入动态范围，创造性地设计了半球体方式的PIN光电二极管结构，增加了光接收面积，并在电路中增加了自动增益控制电路。为了使芯片具有更高的抗噪工作性能，设计了噪声阈值控制电路。为了防止输出在驱动管开关动作时，通过衬底串扰耦合到输入级，产生误操作影响系统的稳定性，版图布局中将模拟电源、地与数字电源、地分开布置。芯片XD6626整体电路设计基于0.5μmCMOS工艺，采用Cadence软件，对芯片在输入不同大小和速率的输出状态以及关键技术指标进行了仿真验证。仿真结果表明，芯片各项指标均满足设计要求，性能良好。最后给出了样片的实测数据，其结果符合设计需求。关键词

3、：光纤通信光接收机跨阻放大器可靠性万方数据万方数据AbstractInrecentyears,varietiesofcommunicationmethodusedforthetransmissionofinformationinthebooming,opticalfibercommunicationbecomesthemaincommunicationway,becauseofitssmallsize,lightweight,longlife,easymaintenance,highsecurity,stronganti-interference,largecapacity

4、,etc..Currently,therateisappliedtoallkindsofvariousfiber-opticcommunicationchipsmostlyproducedabroad,soweurgentlyneedtodevelopsuchanintegratedcircuithavingindependentintellectualpropertyrights,inordertomeetthedevelopmentofChineseopticalfibercommunicationfield.Thepracticalapplicationcombine

5、dwiththeresearchofprojectopticalreceiverinthispaper,a25Mbpsratelevelopticalreceiverchipfor7.1channelmultimediadevicesbasedonSPDIFprotocolisdesigned.Pretransimpedanceamplifiermakestheweakphotocurrentoutputsignalfromtheopticaldetectoramplifiedwhichconverteredintoavoltagesignal.Toimproveitsga

6、inandnoisecharacteristics,inthispaperbasictraditionalcommon-sourceamplifierisimprovedtobebasiccascodeamplifier.Inaddition,inordertoextendtheinputdynamicrange,theinventivehemispherePINphotodiodestructureisdesignedtoincreasethelightreceivingarea,andtheautomaticgaincontrolcircuitisdesigned.Be

7、sides,thenoisethresholdcontrolcircuitisbuilttomakethechipsystemhaveahigheranti-noiseperformance.Andtheanalogsupply,digitalpower,andgndallinthelayoutisseparatedtopreventtheswitchingactionofoutputdrivers,coupledthroughcrosstalktotheinputstage,producingmisconduct