1、現(xiàn)代社會對通信的依賴性越來越大，作為當代通信領域的關鍵技術，光系統(tǒng)、光器件以及光電集成電路等光通信技術已成為國際和國內光纖通信領域的研究重點和應用熱點。隨著主要光電子器件成本的不斷降低，光纖作為主要媒介的通信傳輸模式的應用越來越廣泛，原有基于同步連續(xù)的光傳輸模式已不能適應日益擴大的應用需求。 隨著寬帶互聯(lián)網接入需求的不斷增加，作為解決“最后1英里”問題的光纖到戶(fibers-to-the-home，F(xiàn)FTH)的網絡寬帶化建設迫

2、在眉睫。FTTP首選的無源光網絡(passiveopticalnetwork，PON)數(shù)據(jù)傳輸所具有的突發(fā)性和“0”“1”非均衡性對已經非常成熟的基于同步連續(xù)均衡傳輸模式的光接收機模塊提出重大挑戰(zhàn)。非均衡性導致傳統(tǒng)接收機中交流耦合必須被全直流耦合所代替，而突發(fā)性必然要求光接收機具有高的響應速度，以盡可能減少比特丟失。同時突發(fā)模式的光傳輸通信也向諸如工業(yè)監(jiān)控、電力監(jiān)控和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等低速率和長距離、但對可靠性和抗干擾能力要求很高的應用場合

3、擴展。采用光纖進行數(shù)據(jù)傳輸可以發(fā)揮光纖傳輸距離長且極強的抗干擾能力，從而在惡劣的工業(yè)制造環(huán)境中提供穩(wěn)定、可靠的通信線路，避免因使用金屬電纜線路受電磁干擾而導致通信中斷的危險。因此，突發(fā)模式非均衡碼的光收發(fā)芯片研制具有很高的研究價值和應用前景。 近年來，工業(yè)及電力自動化光網連接的需求激增，對光模塊的需求不斷擴大。由于這種系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)流正是突發(fā)模式傳輸?shù)摹?”“1”非均衡性碼，基于均衡碼和連續(xù)傳輸模式設計的通用接收機模塊無法適用。

4、雖然可將數(shù)據(jù)信號經專用線路編碼芯片編為均衡碼后再采用通用收發(fā)模塊處理，但這樣增加了成本和系統(tǒng)開銷。目前，專門為此類系統(tǒng)開發(fā)的商用芯片數(shù)量稀少、價格昂貴。因此國內主要模塊廠商的產品方案基本上都是采用分立結構加比較器的方式實現(xiàn)，造成靈敏度和過載都無法得到優(yōu)化，影響了傳輸距離和適用范圍。且長的連“0”信號或無信號發(fā)送時，無告警功能。因此，市場迫切需求一種適用于該系統(tǒng)應用的價格適中、性能滿足要求并帶有告警功能的光收發(fā)模塊。 因此，本文作

5、者與江蘇新志光電有限公司合作，創(chuàng)新性地提出了一種可處理非均衡碼和突發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸特性的光接收機系統(tǒng)方案。該方案省卻了線路編碼，既滿足靈敏度設計要求，義通過引入新型自動增益控制實現(xiàn)過載優(yōu)化，并能提供長連“0”信號或無信號的自動告警功能。 根據(jù)工控電力系統(tǒng)要求，接收到的是非常微弱的電流信號，而輸出則需要達到CMOS/TTL數(shù)字信號電平。因此，這是一個典型的數(shù)?；旌舷到y(tǒng)。全集成時，模數(shù)信號之間的串擾會大大降低光接收機靈敏度。所以，除了提

6、出全新系統(tǒng)方案外，本課題還詳細研究了混合信號單片集成電路的靈敏度優(yōu)化方法，重點分析了導致靈敏度降低的兩個重要因素：器件噪聲和數(shù)模信號干擾。在此基礎上，提出了電路、版圖和印刷電路板三個產品設計階段噪聲的控制和優(yōu)化方法。由此實現(xiàn)的集成電路測試達到了優(yōu)于-30dBm靈敏度的預期指標要求，與沒計階段的仿真分析結果非常吻合。該靈敏度遠優(yōu)于目前國內分立器件設計的模塊，達到甚至超過了國外同類型產品。 該論文課題是由江蘇新志光電公司經過詳盡的市

7、場調查后立項，旨在填補突發(fā)模式非均衡碼光接收模塊的國內空白。課題中的各種指標及設計要求，均按產品要求提出，并經過客戶認證。工作速率滿足工控電力系統(tǒng)目前所有可能的速率要求，即DC～10Mbps。全直流耦合方式保證了其對于DC信號的處理能力。芯片各種可能的工作方式，環(huán)境和工藝角的影響在設計階段都得到了充分的仿真驗證。芯片采用華潤上華CSMC0.5μmCMOS混合信號工藝流片后，其綁定、封裝、印刷電路板的制作和測試都有嚴格的產業(yè)標準流程控制。