一种光纤数据量化器芯片的设计

摘要

在现代光纤通信技术中，人们对光接收器件的性能诸如带宽、噪声抑制能力以及信号的识别能力有着越来越高的要求，这些都直接决定着光接收系统的性能。本文的目标是利用mBipolar工艺设计一种用于光纤通信接收系统中的光纤数据量化器芯片，要求该芯片具有宽带、低噪声并能检测微弱电信号等特性。文章首先介绍了光接收系统和光纤数据量化器的基本结构、功能。然后详细阐述了光纤数据量化器各模块的电路设计以及芯片的体系结构。在判决电路的设计中，论述了一种双差分结构的峰峰值检测电路的设计。这种结构类似于模拟乘法器，具有高速以及可以检输入微弱电信号（峰峰值典型值为5mVP-P）等优点。在基准电压产生电路的设计中，分析了一种带负反馈和启动电路的双极型两管能隙基准源电路，具有高基准电压值和低温度系数。在带宽限制放大器电路的设计中使用了全差分运放结构，能有效抑制电路的共模噪声。在ECL/TTL比较电路的设计中，通过合理设置电平移位二极管和电阻的个数来达到所要求的电平范围。最后介绍了量化器的版图设计以及相关问题。本文利用Cadence仿真工具对各电路模块以及整体电路进行了仿真。仿真结果显示，所设计的光纤数据量化器芯片的功能是满足要求的，其带宽达到了65MHz。在仿真通过的基础上完成了芯片的版图设计。目前，该芯片已经流片。