论文题目: 光纤通信复接器集成电路设计
论文类型: 硕士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 张成安
导师: 宋其丰
关键词: 光纤通信,复接器,锁相环,频率合成器,压控振荡器,鉴相器
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着信息技术的发展,人类社会正在步入信息社会。光纤通信由于其容量大、传输距离远、抗干扰性能好等诸多优点,成为建设现代化信息高速公路的主体。在光纤通信系统中,复接器亦称为并串转换器,是光纤通信发送端关键功能模块之一。其功能是在光纤通信发送端将多路低速信号复接成一路高速信号,经过复接的高速信号通过激光驱动器驱动激光二极管将电信号变成光信号,光信号通过光纤传输到接收端。目前在同步数字体系的规范下,复接器的工作速率一般都在Gb/s级别。过去,世界上很多国家的工程师一般都采用砷化镓(GaAs)、双极性硅(Bipolar Si)、BiCMOS等工艺实现高速的复接器集成电路。由于CMOS工艺的不断进步,利用CMOS工艺已经可以实现Gb/s速率的电路。本文给出了采用0.25μm CMOS工艺设计的16:1复接器集成电路的设计过程。复接器有三种结构:串行、并行和树型。串行结构简单,电路规模小,所需时钟容易产生,但是功耗大;并行结构电路规模较小,所需时钟要求较高;树型结构的复接器电路规模较大,但是所需时钟容易产生,容易实现高阶复接。本文采用树型结构实现高速16:1复接器。复接器输入的时钟信号频率较高,利用基于锁相环的频率合成器完成倍频功能可以大大降低复接器的输入时钟信号频率。为此,本文对应用于复接器的锁相环频率合成器进行了研究和设计。文章按照系统设计、电路设计、版图设计和流片测试的顺序详细介绍了复接器电路的设计过程,并给出了复接器电路的测试结果。在芯片测试和封装测试的结果表明,本文设计的复接器可以稳定工作在2.5Gb/s。在2.5V电源电压下,功耗低于0.2W。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 光纤通信系统的历史与发展
1.2 光纤通信集成电路设计
1.3 论文内容安排
第二章 复接器
2.1 引言
2.2 复接器的结构和基本原理
2.2.1 串行复接器
2.2.2 并行复接器
2.2.3 树型复接器
2.3 半速率2:1 复接单元与基本原理
2.4 复接器系统定义
第三章 锁相环频率合成器
3.1 引言
3.2 锁相环基础
3.3 鉴相器
3.4 电荷泵与环路滤波器
3.5 压控振荡器
3.5.1 振荡器的种类
3.5.2 VCO的性能指标
3.5.3 电感电容压控振荡器
3.6 频率除法器
第四章 电路设计
4.1 反相器
4.1.1 反相器的静态特性
4.1.2 反相器的动态特性
4.1.3 功耗和延迟功率积
4.2 锁存器
4.3 单端转双端电路
4.4 接口电路
4.4.1 时钟输入接口电路
4.4.2 数据输入输出接口电路
4.4.3 高速数据输出接口电路
4.5 伪随机序列产生器单元电路
4.6 2 分频器电路
4.7 选择器电路
4.7.1 CMOS (Complementary MOS)
4.7.2 CPL (Complementary Pass Transistor Logic)
4.7.3 DPL (Double Pass Transistor Logic)
4.7.4 SRPL (Swing Restored Pass Transistor Logic)
4.7.5 LEAP (Single Rail Pass Transistor Logic)
4.8 鉴相器电路
4.9 电感电容压控振荡器电路
第五章 电路仿真与版图设计
5.1 TSMC 0.25μm CMOS集成电路工艺
5.2 复接器仿真结果
5.3 锁相环频率合成器仿真结果
5.4 版图设计
第六章 测试结果与分析
6.1 复接器在芯片测试结果
6.1.1 分频器测试
6.1.2 伪随机序列产生器测试
6.1.3 复接器测试
6.2 复接器封装测试结果
6.2.1 分频器测试
6.2.2 复接器测试
6.3 测试总结
第七章 结论
致谢
参考文献
附录
详 细 摘 要
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发布时间: 2007-06-11
参考文献
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