5、多吉比特光数据通信中CMOS多通道单芯片接收器的系统级规格解析

多吉比特光数据通信中CMOS多通道单芯片接收器的系统级规格解析

1. 系统增益与带宽规格

在接收器链中，大多数模块级参数会影响多个系统级规格。为了满足各种系统约束，我们需要先通过方程呈现不同的关系，再提取合适的参数值。

1.1 放大器要求

放大器的首要要求是向时钟数据恢复（CDR）输入提供足够大的信号，以满足其灵敏度要求，即满足公式：
[OMA \cdot \rho_{PD} \cdot R_{TIA} \cdot A_{vLA} \geq V_{minCDR}]
在这种条件下，后续接收器噪声计算中可忽略CDR幅度噪声。

1.2 带宽约束

带宽受噪声预算和时序预算的双重约束。低带宽可能引入符号间干扰（ISI）形式的确定性抖动，使CDR设计更具挑战性；高带宽则会增加输入噪声的噪声带宽。一般来说，跨阻放大器带宽为 (0.7 - 0.75 f_B) 时几乎不产生ISI，因此该值通常被认为是噪声 - ISI权衡的最优值。同时，它还能降低限幅放大器噪声的影响，提高整体灵敏度。

基于闭环带宽规格，跨阻增益应在可实现的跨阻放大器（TIA）增益 - 带宽积允许的范围内尽可能大。级联模块（TIA + 限幅放大器LA）的带宽小于或等于单个模块的最低带宽，因此限幅放大器的带宽必须足够高，以最小化系统带宽的降低。

2. 误码率评估

误码率（BER）计算基于水平和垂直眼图闭合的分解。垂直眼图闭合由（随机）幅度噪声和符号间干扰引起，水平眼图闭合由不同来源的抖动分量导致。

2.1 垂直眼图闭合贡献

接收器的总均方根（RMS）输入参考电流噪声为：
[I