一種基于cmos分布式放大器的通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高速光纖通信領(lǐng)域，具體地涉及一種基于CMOS分布式放大器的通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展時代的進步，通信數(shù)據(jù)量呈指數(shù)趨勢上升，這就要求有線和無線通信應(yīng)具有更高速度和更大帶寬。
[0003]近幾年來，隨著通信網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，通信過程中實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量日益增大，傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足目前對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，因此具有超高速、超寬帶特點的通信系統(tǒng)成為了研究的熱點。
[0004]放大器作為光纖通信接收端的核心模塊，它的帶寬直接決定了整個系統(tǒng)能夠處理的信號頻帶范圍，為了接收后端對發(fā)射端發(fā)出的信號更好的還原，放大器在整個頻帶內(nèi)增益的平坦度也尤為重要。但是傳統(tǒng)的放大器由于器件內(nèi)部寄生電容參數(shù)影響并且放大器結(jié)構(gòu)本身缺乏對這種非理想因素的補償，導(dǎo)致其增益帶寬積難以突破瓶頸，因此它們很難達到滿足高速通信系統(tǒng)所需的高帶寬及平坦增益。
[0005]因此，如果需要選用新型、功能強、并具技術(shù)性能高的放大器來應(yīng)用在光纖通信系統(tǒng)中，這樣才能解決傳統(tǒng)放大器所產(chǎn)生的不足之處，得到更好的使用效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明就是針對上述問題，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于CMOS分布式放大器的通信系統(tǒng)；本發(fā)明以CMOS分布式放大器克服傳統(tǒng)放大器寄生電容參數(shù)的影響，并被以其極寬的帶寬及平坦的增益成為現(xiàn)今高速通信專用集成電路的最佳選擇，因此本發(fā)明通信系統(tǒng)具有更高速度和更大帶寬。
[0007]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0008]本發(fā)明一種基于CMOS分布式放大器的通信系統(tǒng)，包括發(fā)送機、中繼機、接收機；其結(jié)構(gòu)要點是:所述發(fā)送機包括驅(qū)動器模塊、光源模塊，所述驅(qū)動器模塊和光源模塊相連；所述中繼機包括光檢測器模塊、判決再生器模塊、光源模塊，所述光檢測器模塊連接判決再生器模塊、判決再生器模塊連接光源模塊；所述接收機包括光檢測器模塊、放大器模塊、信號恢復(fù)器模塊，所述光檢測器模塊連接放大器模塊、所述放大器模塊連接信號恢復(fù)器模塊。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案,所述放大器模塊采用基于TSMC90nm RF的CMOS放大器。
[0010]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述放大器模塊采用4級增益單元作為一級放大器，兩級級聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的有益效果是。
[0012]本發(fā)明提供了一種基于CMOS分布式放大器的超高速、超寬帶通信系統(tǒng)，適用于超寬帶通信系統(tǒng)的接收機前端。本發(fā)明還對對經(jīng)典的分布式放大器電路進行合理優(yōu)化，并對改進的結(jié)構(gòu)進行了定量的分析；本發(fā)明采用基于TSMC90nm工藝，實現(xiàn)了在超過27GHz的頻帶內(nèi)，平坦增益為18.0dB±l.0dB,同時功耗僅有78mW。
[0013]本發(fā)明基于TSMC90nm RF的CMOS工藝，采用4級增益單元作為一級放大器，兩級級聯(lián)的結(jié)構(gòu)。此分布式放大器實現(xiàn)了在260M — 27.3GHz的頻帶內(nèi)平坦增益帶寬保持在18.0dB±l.0dB，其單位增益帶寬為32.5G，功耗為78mW。本發(fā)明著重于分析改進的結(jié)構(gòu)對于平坦增益與擴展帶寬的優(yōu)化作用。有效解決了晶體管寄
生參數(shù)對帶寬的限制以及增益與帶寬相互制約關(guān)系，使得超高速、超寬帶放大器的實現(xiàn)成為可能。因此它被廣泛應(yīng)用在高速光通信集成電路、射頻微波集成電路、超寬帶無線通信集成電路等方面。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種基于CMOS分布式放大器的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，為本發(fā)明一種基于CMOS分布式放大器的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖中，包括發(fā)送機、中繼機、接收機；其結(jié)構(gòu)要點是:所述發(fā)送機包括驅(qū)動器模塊、光源模塊，所述驅(qū)動器模塊和光源模塊相連；所述中繼機包括光檢測器模塊、判決再生器模塊、光源模塊，所述光檢測器模塊連接判決再生器模塊、判決再生器模塊連接光源模塊；所述接收機包括光檢測器模塊、放大器模塊、信號恢復(fù)器模塊，所述光檢測器模塊連接放大器模塊、所述放大器模塊連接信號恢復(fù)器模塊。
[0016]所述分布式放大器(Distributed Amplifier)首先由Percival提出，根據(jù)傳輸線理論，利用級間的電感與每級晶體管各自的寄生電容構(gòu)成集總傳輸線模型，在晶體管的柵極和漏極構(gòu)成兩條阻抗不隨頻率變化而改變的人造傳輸線(Artificial Transmiss1nLine)。通過人造傳輸線給一組并聯(lián)的有源器件提供輸入信號，當(dāng)射頻信號在柵極線上傳輸時，每級晶體管都被電壓波所激勵，信號通過具有增益特點的跨導(dǎo)轉(zhuǎn)移到漏極線上，由于兩條傳輸線的每段時延相同，且每條傳輸線終端均接有與之匹配的負(fù)載，則輸出線上向右傳輸?shù)男盘柧涂梢酝喁B加，而反向電流波則被匹配負(fù)載所吸收，每一級放大級提供一定的增益且增益分布在一個很寬的頻帶范圍內(nèi)，級聯(lián)后總的增益是各級放大器的增益之和，放大器的截止頻率不再被電路內(nèi)部的極點所限制，只取決于晶體管自身的截止頻率fT。從而使得分布式放大器能夠達到超寬帶和頻帶內(nèi)增益平坦的要求。并且只要選擇合適的傳輸線特征阻抗它的輸入輸出能夠維持較低的電壓駐波比(VSWR)，能夠很好地滿足系統(tǒng)功率傳遞的要求。本發(fā)明所述的CMOS分布式放大器因其具有面積小、集成度高、成本低等方面優(yōu)勢成為了目前通信系統(tǒng)實現(xiàn)方式的主流。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述放大器模塊采用基于TSMC90nm RF的CMOS放大器。
[0018]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述放大器模塊采用4級增益單元作為一級放大器，兩級級聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
[0019]可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于CMOS分布式放大器的通信系統(tǒng)，包括發(fā)送機、中繼機、接收機；其特征在于:所述發(fā)送機包括驅(qū)動器模塊、光源模塊，所述驅(qū)動器模塊和光源模塊相連；所述中繼機包括光檢測器模塊、判決再生器模塊、光源模塊，所述光檢測器模塊連接判決再生器模塊、判決再生器模塊連接光源模塊；所述接收機包括光檢測器模塊、放大器模塊、信號恢復(fù)器模塊，所述光檢測器模塊連接放大器模塊、所述放大器模塊連接信號恢復(fù)器模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CMOS分布式放大器的通信系統(tǒng)，其特征在于:所述放大器模塊采用基于TSMC90nm RF的CMOS放大器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CMOS分布式放大器的通信系統(tǒng)，其特征在于:所述放大器模塊采用4級增益單元作為一級放大器，兩級級聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于高速光纖通信領(lǐng)域，具體地涉及一種基于CMOS分布式放大器的通信系統(tǒng)。本發(fā)明以CMOS分布式放大器克服傳統(tǒng)放大器寄生電容參數(shù)的影響，并被以其極寬的帶寬及平坦的增益成為現(xiàn)今高速通信專用集成電路的最佳擇，因此本發(fā)明通信系統(tǒng)具有更高速度和更大帶寬。本發(fā)明包括發(fā)送機、中繼機、接收機；其結(jié)構(gòu)要點是：所述發(fā)送機包括驅(qū)動器模塊、光源模塊，所述驅(qū)動器模塊和光源模塊相連；所述中繼機包括光檢測器模塊、判決再生器模塊、光源模塊，所述光檢測器模塊連接判決再生器模塊、判決再生器模塊連接光源模塊；所述接收機包括光檢測器模塊、放大器模塊、信號恢復(fù)器模塊，所述光檢測器模塊連接放大器模塊、所述放大器模塊連接信號恢復(fù)器模塊。
【IPC分類】H03F3/60, H04B10/60
【公開號】CN105634615
【申請?zhí)枴緾N201410618871
【發(fā)明人】申久祝
【申請人】申久祝
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月6日