基于光纤通信系统的光接收机前端电路的设计毕业设计

本科毕业设计（论文）

南通大学毕业设计（论文）

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摘要

随着通信技术产业的迅速发展，光纤通信由于其频带宽、容量大、损耗低、抗辐射等诸多优点成为高速通信系统研究热点。光接收机在整个光纤通信系统中占有重要地位，而前置放大器和限幅放大器是构成光接收机的两个关键电路，所以它们的性能在很大程度上决定了光接收机甚至是光纤通信系统的性能。

为了设计一个满足性能要求、结构简单的光接收机，我们对前置放大器和限幅放大器进行了详细的分析设计，利用电路仿真软件Pspice对跨阻型前置放大器进行了直流分析、交流分析和温度分析等。也对限幅放大器进行了单元电路的设计与仿真。通过对两种电路的分析设计，实现了高增益大带宽的放大目标，可以最大地消除寄生参量的影响，减小混合电路的组装环节，使集成电路的速度性能和可靠性得到显著的提高。

关键词：光接收机，前端放大电路，前置放大器，限幅放大器

ABSTRACT

With the rapid development of communication technology industry, optical fiber communication have become the high-speed communications systems research focus because of its frequency bandwidth, large capacity, low loss, anti-radiation, and many other advantages.Optical receiver plays an important role in the optical communication systems, and the preamplifier and limiting amplifier is the two key circuits which constitute the optical receiver, so their performance largely determines the performance of the optical receiver and even the optical fiber communication systems.

In order to design an optical receiver which meets the performance requirements and has a simple structure, we analyze and design the preamplifier and limiting amplifier in detail, and we use the circuit simulation software Pspice for transimpedance type preamplifier’s DC analysis, AC analysis and temperature analysis. We also design and simulate unit circuit of limiting amplifier.Through the analysis of the two circuit design, we achieve the amplified target of high gain and large bandwidth, it can eliminate the effects of parasitic parameters largely and reduce the assembly of hybrid circuits,so the speed performance and reliability of integrated circuits can be improved significantly.

Keywords:Optical Receiver, Front-end Amplifier, Preamplifier, Limiting Amplifier

目录

摘要 (1)

ABSTRACT (2)

第一章绪论 (5)

1.1课题背景 (5)

1.2课题的目的和意义 (6)

1.3光接收机概述及其性能指标 (6)

1.3.1 信噪比 (7)

1.3.2 误码率 (8)

1.3.3 灵敏度 (9)

1.3.4 动态范围 (9)

1.4论文组织 (9)

第二章前置放大电路分析与设计 (10)

2.1前置放大器概述 (10)

2.2前置放大器类型 (10)

2.2.1 低阻型前置放大器 (10)

2.2.2 高阻型前置放大器 (11)

2.2.3 跨阻型前置放大器 (12)

2.3跨阻型前置放大器的Pspice仿真 (13)

第三章限幅放大电路分析 (16)

3.1主放大器概述 (16)

3.2主放大器类型选择 (16)

3.3电路系统设计 (16)

3.3.1 电路总体框图设计 (16)

3.3.2 电路性能指标要求 (17)

3.4单元电路设计与仿真 (18)

3.4.1 偏置电路 (18)