1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
2 东南大学 毫米波国家重点实验室, 南京 210096
基于65 nm CMOS工艺设计了一种25~28 Gbit/s具有自适应均衡和时钟数据恢复功能的光接收机电路。光接收前端采用低带宽设计, 以优化接收机的灵敏度;采用判决反馈均衡器, 以恢复低带宽前端引入的码间干扰。为了适应不同速率和工艺角引入的码间干扰, 结合SS-LMS自适应算法, 实现信号的自适应均衡。无参考时钟数据恢复电路采用鉴频环路拓宽频率捕获范围, 同时将半速率鉴相器嵌入均衡器中, 以降低功耗和成本。后仿真结果表明, 在100 fF光电二极管的寄生电容条件下, 接收前端最大增益达到66 dBΩ, 25%带宽处的等效输入噪声电流为153 pA·Hz-1/2, 光接收机灵敏度为-145 dBm。当电源电压为12 V时, 光接收机的整体功耗为1811 mW。
光接收机前端 判决反馈均衡器 时钟数据恢复电路 无参考时钟 嵌入式鉴相器 optical receiver front end decision feedback equalizer clock data recovery circuit reference-less clock embedded phase detector
面向高速光通信系统的应用,提出了一种全速率线性25 Gb/s时钟数据恢复电路（Clock and Data Recovery Circuit,CDRC）。CDRC采用了混频器型线性鉴相器和自动锁频技术来实现全速率时钟提取和数据恢复。在设计中没有使用外部参考时钟。基于45 nm CMOS工艺,该CDR电路从版图后仿真结果得到：恢复25 Gb/s数据眼图的差分电压峰峰值Vpp和抖动峰峰值分别为1.3 V和2.93 ps;输出25 GHz时钟的差分电压峰峰值Vpp和抖动峰峰值分别为1 V和2.51 ps,相位噪声为-93.6 dBc/Hz@1 MHz。该芯片面积为1.18×1.07 mm2,在1 V的电源电压下功耗为51.36 mW。
光通信 时钟数据恢复 线性鉴相器 鉴频器 optical communication CDR linear phase detector frequency detector CMOS CMOS
1 南开大学 电子信息与光学工程学院, 天津 300350
2 南开大学 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室, 天津 300350
3 北京邮电大学 信息光子学与光通信研究院, 北京 100876
4 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
为了将光频梳锁定至原子钟以实现光频梳的高精度稳定, 提出了一种集成化重复频率锁定系统方案。利用光纤环路光学-微波鉴相器(FLOM-PD)进行光波和微波之间的直接鉴频鉴相。同时, 开发了精密反馈控制模块, 阐述了其基本原理, 搭建了锁定系统, 通过高精度频率计采集锁定后激光器脉冲重复频率数据。实验结果表明: 该方案锁定后频率短期稳定度和长期稳定度分别达到8.71×10-12/s、4.95×10-14/1024 s, 实现了整个系统的集成化。
光频梳 光纤环路光学-微波鉴相器 频率锁定 optical frequency comb fiber loop optical-microwave phase detector frequency locking
1 长春理工大学空地激光通信技术国防重点学科实验室, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
3 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
基于科斯塔斯(COSTAS)光学锁相环路载波恢复进行建模分析,得到系统的闭环传递函数、误差函数及需要恢复的载波信号;设计系统采用复合控制,内环借助声光移频器实现快速、小范围跟踪,外环通过环路直接控制激光器拉进快捕带;为了得到良好的载波恢复和信号解调,设计基于异或门的COSTAS环鉴相模块对鉴相器进行分析,实现鉴相范围为[-42°,42°],鉴相增益为14.4 mV/(°) ,在环路带宽为1.5 MHz时,搭建实验进行测试。实验结果表明在码速率5 Gb/s时,载波恢复、信号解调良好,信号光功率为-40.4 dBm时,误码率为1.55×10
-8,随着速率的提高或降低,系统性能虽有下降,但仍能恢复载波信号并解调数据,为零差相干通信实验室验证提供了参考。
光通信 零差接收 科斯塔斯环 载波恢复 鉴相器 异或门
电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
利用光程差变化信息对红外干涉图进行非线性校正可以有效降低干涉仪动镜非匀速运动对傅里叶变换红外光谱仪性能的影响。在合成正交相位解调的光程差信息反演方法基础上, 建立了基于该方法的红外干涉图非线性校正 FTIR光谱仪仿真模型。对该模型的性能参数进行了仿真分析, 仿真结果表明了合成正交相位解调方法的有效性。
合成正交相位解调 光程差非线性 FTIR光谱仪 synthetic quadrature phase detector/demodulator non-linearity of the optical difference FTIR spectrometer model
从应答着陆系统的基本测角原理入手，设计了系统角度测量的数字电路实现方案。分析了数字下变频和高精度数字鉴相等关键技术。以FPGA为平台，采用CORDIC算法设计数字鉴相器，并在QuartusⅡ环境下进行方案的计算机仿真分析。结果表明，该方案是可行、有效的，能满足系统的精度要求，且易于实现。
应答着陆系统 角度测量 数字下变频 数字鉴相器 Transponder Landing System(TLS) angle measurement digital down converter digital phase detector
1 暨南大学教育部“重大工程灾害与控制”重点实验室, 广东 广州 510632
2 暨南大学光电工程系, 广东 广州 510632
为了提高印刷机的印刷品质，构建了一个测量高速旋转物体表面位置偏差的高精度系统。介绍了该系统的设计原理、结构，各个模块的功能以及软件设计的思路，重点讨论了条形码设计的思路以及利用锁相法测量旋转物体表面位置偏差的方法，并通过实验结果分析，评估了该系统的质量。实验证明该系统可以测量10μm的位置偏差，测量误差低于3μm，测量误差稳定可靠，检测速度快，为印刷机滚筒表面位置偏差的测量提供了一种全新的技术手段。
锁相环 条形码 比相器 光电读出系统 phase-locked loop barcode phase detector optoelectronic readout system
中国科学院安徽光学精密机械研究所,合肥,230031
本文介绍了应用于激光相位式测距中的一种数字相位计的实现方法,该方法是基于DSP器件运用FFT算法完成的.文中阐述了其基本原理和具体实现过程,并给出了测量的试验结果,具有很高的应用价值.
数字相位计 相位式测距 FFT FFT digital phase detector DSP DSP phase distance measurement
College of Electron. Inform. Eng., Tianjin University, Tianjin 300072, CHN
Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, CHN
