【摘要】：隨著5G時代的到來,全球數(shù)據(jù)流量的交換與日俱增,人們對于高速度、大容量的傳輸系統(tǒng)越來越渴求。因此,光通信系統(tǒng)以其高帶寬、大容量、低衰減的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用。而驅(qū)動電路作為光通信系統(tǒng)中發(fā)射端的重要組成部分,其性能決定了整個光通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。基于對下一代400Gb/s通信系統(tǒng)的應(yīng)用需求,設(shè)計了一款用于馬赫—曾德爾(Mach-Zehnder,MZ)調(diào)制器的高速、大擺幅驅(qū)動芯片。通過對光通信系統(tǒng)工作原理的分析,并結(jié)合實際應(yīng)用,給出了MZ調(diào)制器驅(qū)動電路的具體實現(xiàn)方案。該芯片設(shè)計核心為高速驅(qū)動電路,主要包含:連續(xù)時間線性均衡器、可變增益放大器、預驅(qū)動電路和輸出驅(qū)動電路。均衡器采用片上電感提供峰值頻率;可變增益放大器采用并聯(lián)電感峰化技術(shù)、負反饋技術(shù)以及電容中和技術(shù)擴展電路帶寬和提升電路線性度;輸出驅(qū)動電路基于推挽結(jié)構(gòu)的改進,以實現(xiàn)高速率、大擺幅的輸出。最后,采用基于連續(xù)時間負反饋的直流失調(diào)消除電路抵消系統(tǒng)中的失調(diào)電壓。在Global Foundry 130nm SiGe BiCMOS8XP工藝下,完成驅(qū)動芯片的電路和版圖設(shè)計,并進行后仿真驗證。仿真結(jié)果表明:均衡器可以補償4dB—19dB的信道損耗,可變增益放大器實現(xiàn)11dB—16dB的增益連續(xù)可調(diào)。最后,整體驅(qū)動電路的-3dB帶寬達到33.78GHz,增益為26.5dB。當輸入的PAM4信號幅度為0.2Vpp,速率為50GBaud(100Gb/s)時,差分輸出擺幅可達4Vpp,芯片的功耗為796mW,面積為1400μm×1400μm。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1
【圖文】：

1 緒論究背景與意義世紀以來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是 5G 數(shù)據(jù)的吞吐量呈現(xiàn)出爆炸式的增長。目前，據(jù) Cisco Visual Networking Ind 2017 年到 2022 年，全球 IP 流量將增長近兩倍[1]，其趨勢如圖 1-1 所示，2022 年全球 IP 流量預計將增長到每月 396EB，遠高于 2017 年每月增長率為 26%。據(jù)統(tǒng)計，70%以上的流量交換是發(fā)生在數(shù)據(jù)中心的機房的中轉(zhuǎn)站，數(shù)據(jù)中心對通信帶寬有著迫切的需求。

西安理工大學碩士學位論文電磁干擾等問題變得尤為顯著[2-3]。當電子設(shè)備的工作頻率達到 MHz、GHz，甚至更高時，電互聯(lián)方式將無法滿足高速率數(shù)據(jù)通信的需求，成為限制通信領(lǐng)域快速發(fā)展的瓶頸、障礙。因而對互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展提出了新的要求，即引入新的互聯(lián)方式。在電互聯(lián)無法滿足通信發(fā)展需求的背景下，一種光纖取代同軸電纜作為媒介，光子取代電子作為載體，以實現(xiàn)信息傳遞的通信方案，即光互聯(lián)技術(shù)應(yīng)運而生。光互聯(lián)技術(shù)具有高帶寬、低損耗、長距離的傳輸特性，且光信號在傳輸過程中彼此無串擾，不受電磁波干擾。而將以超大規(guī)模集成電路為代表的電子技術(shù)與光通信技術(shù)相結(jié)合，可以消除電互聯(lián)技術(shù)在信息傳輸過程中遇到的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)一種更高速率、高密度地傳輸方式[4]。因此，光互聯(lián)技術(shù)彌補了電互聯(lián)技術(shù)的不足，成為引領(lǐng)通信行業(yè)高速發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙曉霞;韓剛;韻婷婷;王茜;陳昱璇;;MZ型埋刮板輸送機設(shè)計計算問題的研究[J];煤礦機械;2015年05期

2 鄧樂,任衛(wèi)紅,毋玲;MZ-Ⅲ錨桿鉆機液壓系統(tǒng)可靠性分析[J];礦山機械;1998年09期

3 沈保漢;劉富華;劉波;袁志英;王平衛(wèi);陳清志;;捷程MZ系列全套管鉆孔咬合樁[J];建筑技術(shù);2006年08期

4 劉振華;杜長龍;劉送永;;MZ型鉆機式采煤機在薄煤層開采中的應(yīng)用分析和發(fā)展探討[J];煤礦機械;2008年12期

5 屠曉光;趙雷;陳平;陳少武;左玉華;余金中;王啟明;;利用保偏光纖馬赫-曾德(MZ)干涉儀測量薄膜材料電光系數(shù)(英文)[J];半導體學報;2007年07期

6 徐士友,程樂華;價電子軌道能量拓撲指數(shù)~mZ及其應(yīng)用[J];分析科學學報;2004年03期

7 徐士友,宋明友,吳蓉;鍵能/鍵長指數(shù)~mZ及對無機氫化物pKa_1值的預測[J];巢湖學院學報;2003年03期

8 劉超;張雯;董明利;婁小平;祝連慶;;CO_2激光刻寫長周期光纖光柵與光纖MZ結(jié)構(gòu)的雙參數(shù)傳感特性[J];紅外與激光工程;2017年09期

9 徐士友,汪海燕;拓撲指數(shù)~mZ與無機氫化物pKa_1的關(guān)系[J];長春工業(yè)大學學報(自然科學版);2003年03期

10 蔣洪濤,查開德;光發(fā)射機中MZ型波導調(diào)制器產(chǎn)生CTB的分析[J];光通信技術(shù);1997年02期

相關(guān)會議論文 前5條

1 宋錦泉;汪旭光;曹海峰;熊代余;姜顯嶠;;MZ型煤礦許用粉狀乳化炸藥研究及其應(yīng)用[A];中國民用爆破器材學會第六屆年會論文集[C];2004年

2 馮慧婷;高繁榮;蔡亮;鄒暉;胡毅;;MZ調(diào)制器偏壓控制的研究[A];中國通信學會第六屆學術(shù)年會論文集（下）[C];2009年

3 余汪洋;;MZ型埋刮板輸送機刮板鏈條的強度問題[A];中國機械工程學會物料搬運專業(yè)學會第三屆年會論文集[C];1988年

4 ;超細粉碎理想設(shè)備——MZ系列振動研磨機[A];第六屆全國粉體工程學術(shù)大會暨2000年全國粉體設(shè)備-技術(shù)-產(chǎn)品交流會會議文集[C];2000年

5 王清;;MZ—系列新型滅藻防腐劑的性能及應(yīng)用研究[A];第十三屆全國緩蝕劑學術(shù)討論會論文集[C];2004年

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 趙建功;基于新型MZ調(diào)制器的光載射頻技術(shù)研究[D];西安電子科技大學;2009年

2 史培明;基于MZ集成調(diào)制器無光濾波產(chǎn)生高質(zhì)量毫米波信號的研究[D];北京郵電大學;2011年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 賀健;高速通信中硅基光電子MZ調(diào)制器驅(qū)動電路的研究[D];西安理工大學;2019年

2 高路;基于供應(yīng)鏈金融的MZ公司供應(yīng)鏈安全解決方案研究[D];廣東外語外貿(mào)大學;2016年

3 譚健榮;MZ型干涉式光纖陀螺儀關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];電子科技大學;2006年

4 張子妮;MZ物流有限公司績效管理研究[D];廣東財經(jīng)大學;2016年

5 侯榮杰;基于雙芯光纖光柵的MZ型光纖溫度傳感器特性研究[D];北京交通大學;2016年

6 向宇;MZ證券CS營業(yè)部盈利模式創(chuàng)新研究[D];湘潭大學;2016年

7 安軍;基于平衡計分卡視角的MZ公司績效管理研究[D];西南財經(jīng)大學;2011年

8 丁瑞娟;雙芯MZ型光纖傳感器在路基沉降監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D];北京交通大學;2015年

9 陶靜;北京市MZ康復�？漆t(yī)院績效考核體系的優(yōu)化設(shè)計研究[D];北京建筑大學;2015年

10 樊理文;單/雙平行MZ電光調(diào)制器工作點控制及其應(yīng)用研究[D];國防科學技術(shù)大學;2014年

本文編號：2733964