高速光通信PAM-4激光驅(qū)動(dòng)器與預(yù)失真電路設(shè)計(jì).pdf

1、隨著通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的快速發(fā)展，整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)向著無線通信網(wǎng)絡(luò)和光纖通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方向發(fā)展。下一代光通信系統(tǒng)均采用高階調(diào)制信號(hào)，高階調(diào)制信號(hào)極易受到非線性的影響。本文對(duì)高速光通信系統(tǒng)中的激光驅(qū)動(dòng)電路和預(yù)失真電路展開了研究。
　　本文研究的激光驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用在共陰極垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)之前、位于復(fù)接器之后，驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生合適的電流驅(qū)動(dòng)VCSEL激光器。采用GF0.13μm SiGe BiCMOS工藝，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于四層脈沖幅度調(diào)

2、制(PAM-4)的VCSEL激光器驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路接收兩路數(shù)據(jù)信號(hào)，由輸入緩沖級(jí)、PAM-4調(diào)制級(jí)和驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)電路組成，電路實(shí)現(xiàn)了單雙端轉(zhuǎn)換，兩路數(shù)據(jù)信號(hào)疊加以及大電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)，在PAM-4調(diào)制級(jí)電路與驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)電路采用電阻電容退化技術(shù)增大帶寬，提高輸出波形線性度。PAM-4調(diào)制級(jí)采用不對(duì)稱放大，高信號(hào)通路的增益為低信號(hào)的兩倍。芯片面積為517μm×686μm，后仿真結(jié)果表明，驅(qū)動(dòng)電路可以工作在40Gbaud/s，擺幅為2-8mA，功

3、耗為122.2mW，平均功耗為1.528mW/Gb/s。
　　本文第二部分研究了用于實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器輸出線性化的預(yù)失真技術(shù)理論基礎(chǔ)，并設(shè)計(jì)了應(yīng)用于光傳輸系統(tǒng)的6GHz預(yù)失真電路。采用TSMC0.18μm CMOS工藝設(shè)計(jì)了相位濾波、可變?cè)鲆娣糯箅娐?VGA)、二次方與三次方電路，功能模塊設(shè)計(jì)完成之后，進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì)和后仿真，后仿真結(jié)果表明，驅(qū)動(dòng)器前的預(yù)失真電路能夠抑制激光驅(qū)動(dòng)器輸出端的三次諧波分量，有效改善輸出眼圖。
　　本論文主