[发明专利]一种100G以上相干光检测用高速模拟复用器

说明书

本发明公开了一种100G以上相干光检测用高速模拟复用器电路，包括前馈均衡器，前馈均衡器的时钟输入端依次经第二时钟缓冲器、电压控制延迟线、时钟选择器、第一时钟缓冲器和传输线分别连接两路时钟信号；前馈均衡器的两个数据输入端分别经连续时间线性均衡器和传输线连接对应的数据信号；前馈均衡器的数据信号输出端经输出缓冲器和传输线输出；通过调整前馈均衡器实现高频信号的衰减补偿。本发明将高速时钟模块集成于片内，同时把均衡技术应用于模拟架构多路复用设计，以补偿板间互联信道衰减，实现高速数据的正确传输。

技术领域

本发明属于高速集成电路设计技术领域，具体涉及一种100G以上相干光检测用高速模拟复用器。

背景技术

基于数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)的下一代100Gbaud以上相干光通信收发系统需要100GS/s的数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)，而ADC和DAC则需要超过50GHz的模拟带宽，这对基于CMOS工艺的ADC和DAC提出了巨大的挑战。模拟架构多路复用技术成为弥补ADC/DAC模拟带宽不足的新技术方案。

目前已有部分关于超高速AMUX的设计与研究工作，包括基于吉尔伯特单元的多路选择架构，以及基于归零码(RZ)产生电路和加法器的模拟时间交织架构等。例如采用基于吉尔伯特单元的AMUX架构，如图1(a)所示，测试的数据和时钟路径的3db带宽均超过110GHz。采用双吉尔伯特单元的AMUX架构，如图1(b)所示，测试得到56GS/s的PAM4信号眼图。但是，以上架构在输出数据率为130Gbaud时需要采用65GHz的超高速输入时钟进而导致功耗激增，且无法补偿接口对信道的衰减。除此之外，采用基于归零码生成电路架构，如图2所示，通过调整两抽头系数实现加重，进而针对信道的衰减进行补偿。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种100G以上相干光检测用高速模拟复用器，基于BiCMOS工艺，将高速时钟模块集成于片内，同时把均衡技术应用于模拟架构多路复用设计，以补偿板间互联信道衰减，实现高速数据的正确传输。

本发明采用以下技术方案：

一种100G以上相干光检测用高速模拟复用器，包括前馈均衡器，前馈均衡器的时钟输入端依次经第二时钟缓冲器、电压控制延迟线、时钟选择器、第一时钟缓冲器和传输线分别连接两路时钟信号；前馈均衡器的两个数据输入端分别经连续时间线性均衡器和传输线连接对应的数据信号；前馈均衡器的数据信号输出端经输出缓冲器和传输线输出；通过调整前馈均衡器实现高频信号的衰减补偿。

具体的，前馈均衡器包括主抽头和次抽头，前馈均衡器的一个数据输入端经主抽头与前馈均衡器的数据输出端连接，前馈均衡器的另一个数据输入端经次抽头与前馈均衡器的数据输出端连接。

进一步的，主抽头和次抽头均包括一个与门电路，主抽头的与门电路经一个跨导单元电路与前馈均衡器的数据输出端连接；次抽头的与门电路经另一个跨导单元电路与前馈均衡器的数据输出端连接；采用RZ信号实现MUX功能，通过与门时钟与数据信号的相位关系实现1个数据单位时间间隔的延时。

更进一步的，与门电路具体为：

BJT管Q1和BJT管Q2的基极分别连接差分输入的数据信号VIP和VIN；BJT管Q3和BJT管Q4的基极连接直流电压VDC，BJT管Q1和BJT管Q3的集电极与串联连接的电阻R1和电感L1连接作为VOUTN输出，BJT管Q2和BJT管Q4的集电极与串联连接的电阻R2和电感L2连接作为VOUTP输出；BJT管Q5和BJT管Q6的基极分别接差分输入的时钟信号CKP，CKN，Q5的集电极与BJT管Q1和BJT管Q2的发射极连接，BJT管Q6的集电极与BJT管Q3和BJT管Q4的发射极连接，BJT管Q5和BJT管Q6的发射极与电流源管M1的漏极连接，M1的源极接地，栅极接偏置电压V_BIAS。

更进一步的，跨导单元电路具体为：