学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

八路集成CWDM光收发模块特性研究与电路设计

作　者: 王强
导　师: 姚勇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 物理电子
关键词: 粗波分复用光收发模块高速电路仿真分析
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 63次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文所设计的2.5G八路集成粗波分复用(CWDM)光收发一体模块,正是当今应用于光纤通信主干网的重要器件,并且该模块集成了ITU-T G.957标准所规定的1470nm至1610nm间的全部八个波长段(每隔20nm一个波段)的光信号传输。工作时的性能相当于八个普通的单波长SFP(Small Form Pluggable)光收发模块同时工作的性能,但却具有体积更小、集成度更高以及成本更低等一系列优点。在电路原理图的设计的数字诊断电路部分的设计上,本文创新式的应用了单片机Atmega 88V与八个DS1856芯片来完成整个模块的数字诊断设计,成功的解决了这一设计问题,达到了设计要求。在电路的PCB设计部分,为解决信号质量问题,本文将高速电路设计的理论知识运用到了本模块的电路PCB设计当中。对设计中遇到的高速电路电源完整性(PI)问题,信号完整性(SI)问题以及电磁干扰(EMI)问题逐一进行分析,通过理论分析和公式推导的方法加以验证并提出改进意见,运用仿真的方法将所有问题直观化并最终将上述问题解决。高速电路仿真贯穿于PCB设计全过程,文中运用到了高速电路仿真软件Candence SQ PI和Mentor Hyperlynx对本设计中遇到的高速电路问题进行详细的分析和解决,并得到了令人满意的结果。在设计完成后的实验室测试阶段,对本模块的各项参数进行了测试和分析。通过各项测试表明该2.5Gbps八路集成CWDM光收发模块的各项性能均能达到预期的设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 国内外研究动态  8-10
    1.1.1 国外CWDM光收发模块的生产及研究状况  9-10
    1.1.2 国内CWDM光收发模块的研究现状  10
  1.2 本课题在理论或实际应用方面的意义和价值  10-11
  1.3 本课题设计难题及其解决方案  11
  1.4 本文主要研究内容  11-13
第2章八路集成CWDM光收发模块功能、原理  13-19
  2.1 引言  13
  2.2 八路集成CWDM光收发模块的原理  13-18
    2.2.1 电路部分的实现  13-14
    2.2.2 光路部分的实现  14-16
    2.2.3 产品结构的实现  16
    2.2.4 CWDM光收发模块中的组件  16-18
  2.3 本章小结  18-19
第3章电路设计原理与难点问题解决  19-33
  3.1 引言  19
  3.2 APD偏压电路的设计  19-21
    3.2.1 DC-DC升压电路原理  19-20
    3.2.2 DC－DC输出倍压电路的设计  20-21
  3.3 限幅放大器及其外围电路的设计  21-24
    3.3.1 限幅放大器工作原理和典型电路  22-23
    3.3.2 SY88923 中告警问题的外围电路解决  23-24
  3.4 驱动器及其外围电路设计  24-28
    3.4.1 MAX3738 的调试和应用  24-26
    3.4.2 平均光功率和消光比的控制  26-28
  3.5 数字诊断(DDM)电路的设计  28-32
    3.5.1 结构及工作原理  29
    3.5.2 基于D51856 和Atmega88V的数字诊断电路设计  29-32
  3.6 本章小结  32-33
第4章 PCB设计与高速电路仿真分析  33-51
  4.1 引言  33
  4.2 PCB电源完整性影响因素分析  33-38
    4.2.1 去耦电容的分析  34
    4.2.2 地弹和同步切换噪声的分析  34-35
    4.2.3 电源分配系统阻抗分析  35
    4.2.4 光收发模块电源完整性仿真  35-38
  4.3 PCB信号完整性因素分析  38-48
    4.3.1 传输线的特征阻抗理论推导  38-42
    4.3.2 反射问题的分析  42
    4.3.3 串扰问题分析  42-43
    4.3.4 光收发模块信号完整性分析仿真  43-48
  4.4 PCB的电磁干扰分析  48-50
    4.4.1 电磁干扰的产生因素  48-49
    4.4.2 PCB设计中的电磁干扰及控制  49
    4.4.3 光收发模块电磁干扰仿真分析  49-50
  4.5 本章小结  50-51
第5章八路集成CWDM光收发模的实验室测试  51-59
  5.1 引言  51
  5.2 用于测试的仪器  51-52
  5.3 接收端性能测试  52-53
  5.4 发射端性能测试  53-58
    5.4.1 光谱特性测试  53-55
    5.4.2 功率测试  55-57
    5.4.3 消光比及眼图测试  57-58
  5.5 本章小结  58-59
结论  59-60
参考文献  60-63
附录1 设计要求  63-66
附录2 发射信号眼图  66-67
附录3 模块设计图  67-70
致谢  70

八路集成CWDM光收发模块特性研究与电路设计

内容摘要

全文目录

相似论文