![光通信集成电路设计（第二版） [Design of Integrated Circuits for Optical Communic]](https://pic.windowsfront.com/12160123/59ae01d3Ne3d3edc0.jpg)
具体描述
编辑推荐
适读人群 ：本书是通信工程、电子信息工程、光电信息工程、集成电路工程、电子科学与技术等专业的高年级本科生和研究生的一本优秀教材，也是光通信电路设计领域工程技术人员及科研人员的一本不可多得的参考书。本书是Behzad Razavi教授所著Design of Integrated Circuits for Optical Communications一书的中译版，适合作为研究生、工程师及高年级本科生的教科书或参考书。
内容简介
本书是光通信集成电路设计方面的经典书籍，在国内外享有盛誉。全书共11章，主要内容包括光通信系统介绍、通信系统基本概念、光器件原理、跨阻放大器、限幅放大器和输出缓冲器、振荡器基础、LC振荡器、锁相环、数据和时钟恢复电路设计、复接器和激光驱动器、突发模式电路。全书内容系统全面，理论严谨，讲解透彻，理论联系实际，同时引入了近年来光纤领域新的电路及设计技术。
作者简介
林云副教授，2003年3月获"电子科学技大学"通信与信息系统专业博士学位。一直从事教学与科研工作。主要教授的课程有《通信电子电路》，《电子电路》，《锁相技术》,《电子电路的计算机辅助分析与设计》。主要研究领域MIMO技术，射频及微波电路设计，扩频通信，移动通信理论与技术。
目录
第1章光通信简介1.1历史简述
1.2一般的光纤系统
1.3设计挑战
1.4当前的技术水平
参考文献
第2章基本概念
2.1随机二进制数据的特性
2.2随机数据的产生
2.3数据格式
2.3.1NRZ和RZ数据
2.3.28B/10B编码
2.4带宽受限对随机数据的影响
2.4.1低通滤波的影响
2.4.2眼图
2.4.3高通滤波的影响
2.5噪声对随机数据的影响
2.6相位噪声和抖动
2.6.1相位噪声
2.6.2抖动
2.6.3相位噪声和抖动的关系
2.6.4加性噪声引起的抖动
2.7传输线
2.7.1理想传输线
2.7.2有耗传输线
参考文献
第3章光器件
3.1激光二极管
3.1.1激光器的工作原理
3.1.2激光器的类型
3.1.3激光器的特性
3.1.4外接调制
3.2光纤
3.2.1光纤损耗
3.2.2光纤色散
3.3光电二极管
3.3.1响应度和效率
3.3.2PIN二极管
3.3.3雪崩光电二极管
3.4光系统
参考文献
第4章 跨阻放大器
4.1概述
4.1.1TIA性能参数
4.1.2信噪比计算
4.1.3噪声带宽
4.2开环跨阻放大器（TIA)
4.2.1低频性能
4.2.2高频性能
4.3反馈TIA
4.3.1一阶TIA
4.3.2二阶TIA
4.4电源抑制
4.5差分TIA
4.6高性能技术
4.6.1增益提高
4.6.2电容耦合
4.6.3反馈TIA
4.6.4电感峰化
4.7自动增益控制
4.8设计实例研究
4.9TIA设计的新发展
参考文献
第5章限幅放大器和输出缓冲器
5.1概述
5.1.1性能参数
5.1.2级联增益级
5.1.3AM/PM变换
5.2宽带技术
5.2.1电感峰化
5.2.2容性负反馈
5.2.3Cherry－Hooper放大器
5.2.4fT倍增器
5.3输出缓冲器
5.3.1差分传输信号
5.3.2双终端
5.3.3预驱动设计
5.4分布式放大器(DA)
5.4.1单片传输线
5.4.2分布式放大器
5.4.3集中元件分布式放大器
5.5其他宽带技术
5.5.1T－线圈峰化
5.5.2负电容
5.5.3有源反馈
5.5.4三谐振峰化
参考文献
第6章振荡器基础
6.1概述
6.2环形振荡器
6.3LC振荡器
6.3.1交叉耦合振荡器
6.3.2考比兹振荡器
6.3.3单端口振荡器
6.4压控振荡器(VCO)
6.4.1环形振荡器的调谐
6.4.2用LC振荡器调谐
6.5VCO的数学模型
参考文献
第7章LC振荡器
7.1单片电感
7.1.1损耗机制
7.1.2电感建模
7.1.3电感设计指导
7.2单片变容二极管
7.3基本LC振荡器
7.3.1差分控制
7.3.2设计过程
7.4正交振荡器
7.4.1同相耦合
7.4.2反相耦合
7.5分布式振荡器
参考文献
第8章锁相环
8.1简单的锁相环
8.1.1鉴相器
8.1.2基本的锁相环电路
8.1.3简单锁相环的动态特性
8.2电荷泵锁相环
8.2.1锁定捕获问题
8.2.2鉴相/鉴频器与电荷泵
8.2.3基本的电荷泵锁相环
8.3锁相环的非理想影响
8.3.1PFD/CP非理想性
8.3.2锁相环中的抖动
8.4延迟锁相环
8.5应用
8.5.1倍频和频率合成
8.5.2减少时延
8.5.3减小抖动
参考文献
第9章时钟和数据恢复
9.1概述
9.2随机数据鉴相器
9.2.1Hogge鉴相器
9.2.2Alexander鉴相器
9.2.3半速鉴相器
9.3随机数据鉴频器
9.4CDR的结构
9.4.1全速无参考频率结构
9.4.2双VCO电路结构
9.4.3具有外部参考的双环结构
9.4.4四分之一速率鉴相器
9.5CDR电路的抖动
9.5.1抖动传递
9.5.2抖动的产生
9.5.3抖动容限
参考文献
第10章复接器和激光驱动器
10.1复接器
10.1.12∶1 MUX
10.1.2MUX的结构
10.2分频器(频率除法器)
10.2.1触发电路分频器
10.2.2Miller分频器
10.3激光驱动器
10.3.1性能参数
10.4设计原理
10.4.1功率控制
10.5激光驱动器设计的新进展
参考文献
第11章突发模式电路
11.1无源光网络
11.2突发模式跨阻放大器(BM TIA)
11.2.1具有顶部和底部保持的跨阻放大器
11.2.2突发模式跨阻放大器的变种
11.2.3限幅放大器中的失调校正
11.3突发模式CDR电路
11.3.1有限时延的影响
11.3.2频率失配和偏差的影响
11.3.3抖动特性
11.4另一种突发模式CDR电路
参考文献
前言/序言
第一版前言对高速数据传输的日益增长的需求，使光纤通信焕发了青春，导致人们对高速器件和高速电路进行深入研究。本书的目的是用于光纤通信系统中的集成电路(IC)分析与设计的教学，将证明其对于研究生和正处于实际研发中的工程师是有用的。本书假定读者具有坚实的模拟电路设计基础，例如，具有B�盧azavi所著的Design of Analog CMOS Integrated Circuits或者P�盙ray、P�盚urst、S�盠ewis和R�盡eyer所著的Analysis and Design of Analog CMOS Integrated Circuits的知识水平。
权衡以后，本书由10章构成。第1章介绍光通信系统，对后面的章节提供基础。第2章介绍基本概念，构成分析设计电路的基础。第3章处理光器件与系统，在光和电之间架起桥梁。
第4章论述跨阻放大器的设计，集中在低噪声宽带技术和它们之间的权衡(折中)。第5章将这些概念扩展到限幅放大器和输出缓冲器，介绍获得宽带高增益的方法。
第6章介绍振荡器基础，第7章集中介绍LC振荡器。第8章描述锁相环的设计，第9章把相位锁定概念应用到时钟和数据恢复电路。第10章处理高速发射机电路，例如复接器和激光驱动器。
本书可用于研究生有关高速集成电路设计的课程，如果在一学季使用本书，可将第3章、第4章、第10章部分略去。如果一学期使用，可以讲授完全书。
与本书配套的网站为读者提供附加资源，包含本书图像，网址为www�眒hhe�眂om/razavi。
感谢本书的书评作者，他们提供了对本书各个方面的无价的反馈。特别要感谢Lawence Der(Transpectrum),Larry DeVito(Analog Devices),Val Garuts(TDK Semiconductor),Michael Green(University of California,Irvine),Yuriy Greshishchev(Nortel Networks),Qiuting Huang(Swiss Federal Institute of Technology),Jaime Kaidontchik(TDK Semiconductor),TaiCheng Lee(National Taiwan University),Howard Luong(Hong Kong University of Science and Technology),Bradley Minch(Cornell University),Hakki Ozuc(TDK Semiconductor),Ken Pedrotti(University of California,Santa Cruz),Gabor Temes(Oregon State University),以及Barry Thompson(TDK Semoconductor)。也感谢McGraw－Hill 的Michelle Flomenthoft,Betsy Jonse和Gloria Schiesl友好的帮助。
我的妻子Angelina，在我们结婚不久就鼓励我写这本书，她录入了所有的内容并总是微笑着忍受我工作到很晚。我非常感谢她。
Behzad Razavi
2002年7月
用户评价
坦白讲，我购买这本书更多的是出于一种“收藏”的心理。我对光通信集成电路设计这个领域有着浓厚的兴趣，也一直关注着它的发展。虽然我不是这个领域的直接从业者，但我希望能通过阅读权威的著作，来建立一个更全面、更深入的认识。这本书作为“第二版”，我希望能看到它在内容上的更新和深化，尤其是在一些新兴技术和前沿研究方向的介绍。拿到书后，我首先浏览了目录，然后随手翻阅了几个章节。我发现，这本书的写作风格非常扎实，内容也相当丰富。虽然我没有机会深入到每一个细节，但我能够感受到作者在各个方面都进行了深入的探讨。例如，在关于数据转换器（ADC/DAC）在光通信中的应用部分，我看到作者不仅仅介绍了它们的基本原理，还深入分析了在高速率、高分辨率要求下的设计难点，以及如何通过采样率、量化噪声、非线性等方面的优化来满足应用需求。此外，书中对于光器件接口电路的设计，例如如何驱动激光器、如何读取光电探测器的信号，也有详尽的介绍。作者对于这些接口电路在实际应用中需要考虑的阻抗匹配、信号完整性、时序控制等问题，都给出了专业的分析。我尤其欣赏的是，书中在讲解这些复杂的设计时，都辅以大量的图示和公式，这使得抽象的概念变得更加具体，也更容易理解。虽然我可能无法完全消化其中的所有细节，但这种详尽的论述方式，足以让我感受到作者的专业功底和严谨态度，也让我对这个领域有了更深的敬意。
评分我选择购买这本书，主要源于我个人对光通信集成电路设计这个领域的热情，以及对“第二版”能够提供更前沿、更深入内容的期待。虽然我目前可能还没有达到完全消化书中所有内容的程度，但我希望能通过阅读，逐步构建起一个全面而扎实的知识体系。拿到书后，我首先关注的是其在内容上的更新和拓展。我注意到，书中在讲解与当前主流技术相关的部分，例如PAM4信号的产生与接收电路设计、硅光子集成等，都有比较详细的阐述。PAM4信号作为当前高速光通信中广泛采用的调制格式，其在IC设计中面临的挑战，比如信号的非线性、信噪比（SNR）的权衡等，在这本书中都得到了比较深入的讨论。作者不仅分析了PAM4信号的特点，还探讨了如何设计高性能的驱动器和TIA来支持PAM4信号的传输和接收。此外，书中对硅光子集成技术的发展及其对IC设计的影响，也进行了简要介绍。虽然这部分内容可能还不是本书的重点，但能在此书中看到相关的讨论，也让我感到欣喜，因为它预示着光通信IC设计正朝着更高集成度和更高性能的方向发展。
评分我对这本书的购买，是基于它在我脑海中构建出的一个“权威参考”的形象。作为“第二版”，我期望它能填补我知识体系中存在的空白，尤其是在一些我稍显薄弱的环节。例如，我一直对高速数据传输中的误码率（BER）性能优化以及相关的电路设计优化技术感到好奇。这本书在相关章节的论述，让我看到了希望。作者不仅详细阐述了BER的定义、测量方法，更深入探讨了影响BER的各种因素，包括信号的幅度失真、时域抖动、噪声干扰等，并在此基础上，提出了多种旨在改善BER的电路设计策略。我特别留意了书中关于时钟数据恢复（CDR）电路的设计部分。CDR是高速光通信系统中至关重要的一环，其性能直接影响到数据传输的可靠性。作者在此部分，详细介绍了不同类型的CDR电路（如PLL-based CDR, VCO-based CDR等）的原理、结构和设计考量，并对如何在实际设计中减小抖动、提高跟踪精度等方面给出了深入的分析和建议。此外，书中对于前向纠错（FEC）在光通信中的应用，也进行了较好的介绍。虽然FEC本身属于编码理论的范畴，但其与硬件电路的紧密结合，也是光通信IC设计中不可或缺的一部分。作者在这里，简要介绍了不同FEC码的原理和在硬件实现上的挑战，为我打开了新的视野。
评分这本书，初初拿到手的时候，我的心情可以说是五味杂陈。一方面，是对“光通信集成电路设计”这个主题本身的高度期待，毕竟这是当前信息技术发展的前沿，也是我长期以来深耕的领域；另一方面，是关于“第二版”的疑问——与第一版相比，究竟有哪些革新性的内容？是否真正跟上了光通信技术日新月异的步伐？我迫不及待地翻开目录，看到那些熟悉的章节，比如“高速光电器件”、“光调制与解调技术”、“光信号处理电路”等等，心中涌起一股既亲切又略带不安的感觉。亲切是因为这些都是我日常工作中经常接触的概念，不安则源于对细节和深度的不确定。然而，当我真正开始深入阅读，尤其是那些关于先进工艺节点下器件性能优化、新型调制格式的电路实现、以及低功耗高性能接收机架构的讨论时，我的疑虑逐渐被兴奋所取代。书中对于CMOS、SiGe等主流工艺在光通信IC设计中的应用进行了详尽的阐述，不仅介绍了工艺本身的特点，更深入分析了如何在这些工艺平台上实现高频率、低噪声、高线性度的跨阻放大器（TIA）、限制放大器（LA）等关键模块。我尤其欣赏的是作者在讲解原理时，那种循序渐进、逻辑严谨的风格。他不会直接抛出复杂的公式，而是先从基本概念入手，逐步构建起理解的框架，再引入数学模型和设计考量。这对于我这样既需要理论深度，又需要实际设计指导的读者来说，简直是如获至宝。而且，书中还穿插了一些实际的设计案例分析，这些案例不仅贴合了行业发展趋势，还提供了宝贵的工程经验和技巧，让我能够将理论知识与实践紧密结合，受益匪浅。
评分我购买这本书，是希望它能成为我深入理解光通信集成电路设计的“导航仪”。作为“第二版”，我期待它能在我已有的基础上，进一步拓展我的视野，尤其是在一些我稍显薄弱的技术领域。这本书在讲解高速数据接口电路的设计时，给我留下了深刻的印象。例如，它详细介绍了不同类型的串行器/解串器（SerDes）的设计原理和架构。SerDes是实现高速数据传输的关键组件，其性能直接影响到整个系统的吞吐量。作者在此部分，不仅分析了SerDes的基本结构，还深入探讨了在设计中需要考虑的各种因素，比如时钟恢复、数据恢复、抖动容忍度、以及如何实现更高的传输速率等。我尤其赞赏的是，书中对于某些特定应用场景下的SerDes设计，例如针对100GbE, 400GbE等高速以太网接口的SerDes设计，也进行了相应的介绍。这让我能够了解到，不同速率和应用场景对SerDes电路的设计会有怎样的具体要求。此外，书中对于片上网络（NoC）在光通信IC设计中的应用，也进行了相关的介绍。随着芯片规模的不断增大，片上通信的效率变得越来越重要。作者在此部分，简要介绍了NoC的基本原理及其在光通信IC中的潜在应用，为我打开了新的思考方向。
评分我之所以选择购买这本书，是因为我一直对光通信领域充满热情，并且对集成电路设计有着浓厚的兴趣。这本书的名字“光通信集成电路设计”正是我所关注的交叉领域，而“第二版”则意味着内容上的更新和深化，这让我对其寄予了厚望。拿到书后，我迫不及待地翻阅了几个章节。我被书中对不同光通信协议的支持，以及其在IC设计中的体现，所深深吸引。例如，书中对IEEE 802.3系列标准，如10GbE、40GbE、100GbE等，都有涉及。作者在讲解相关电路设计时，会详细分析这些协议对电路性能的具体要求，例如速率、信号质量、眼图模板等，并在此基础上，提出满足这些要求的电路设计方案。我尤其关注的是，书中对于光模块中使用的数字信号处理器（DSP）在IC设计中的作用，进行了较为深入的阐述。DSP在光通信中扮演着越来越重要的角色，它能够补偿传输链路中的各种失真，提高信号的传输质量。作者在书中，详细介绍了DSP在补偿色散、非线性等方面的原理和在硬件实现上的挑战。这让我对如何将复杂的数字信号处理算法集成到高速IC中，有了更直观的认识。
评分我购买这本书，更多的是抱着一种“学习和探索”的心态。我对光通信集成电路设计这个新兴且快速发展的领域充满了好奇，希望能通过阅读一本权威的著作，来系统地了解其核心技术和发展趋势。这本书作为“第二版”，我期望它能在原有的基础上，更加深入地探讨一些前沿的议题，或者在某些方面有所突破。初读这本书，我被其内容的广度和深度所震撼。作者在介绍光通信系统各个模块的设计时，都力求做到详尽入微。我尤其关注的是书中关于高速光收发模块中，不同信号处理环节的设计。例如，在接收端，如何设计一个高效的信号整形器（Equalizer）来补偿传输链路带来的失真？书中对不同类型的均衡器（如DFE, CTLE）的设计原理、实现方式以及在实际应用中的优化策略，都进行了详尽的阐述。此外，在发射端，如何设计一个具有高线性度和宽带宽的驱动器（Driver）来精确地调制激光器？作者也在此部分，给出了深入的分析。我个人觉得，书中对于这些复杂电路的设计，不仅仅停留在原理层面，还融入了大量的工程实践经验和设计技巧，这对于我这样的读者来说，是极其宝贵的。它让我能够更好地理解这些电路在实际工作中所面临的挑战，以及如何通过巧妙的设计来克服这些挑战。
评分说实话，我拿到这本书的时候，心里是抱着一种“试试看”的心态。毕竟，市面上关于光通信集成电路设计的书籍不少，但真正能做到既有深度又不失广度，同时还能紧跟行业最新发展动态的，实在是屈指可数。这本书的“第二版”名头，让我对它寄予了厚望，希望能看到一些与时俱进的新内容。打开第一章，我就被作者的严谨所折服。他没有急于深入到复杂的电路设计，而是先花了不少篇幅去梳理光通信系统的基本原理和技术演进。我个人认为，这一点做得非常到位。很多时候，我们在设计过程中容易陷入技术的细节，而忽略了宏观的背景和演变。这本书从光信号的产生、传输、接收等各个环节，都进行了清晰的梳理，并重点介绍了当前行业面临的主要挑战，比如速率提升带来的信号完整性问题、功耗瓶颈、以及如何实现更高效的光电转换等。我尤其关注的是书中关于高性能光收发模块中关键电路的设计部分。作者在讲解跨阻放大器（TIA）、限制放大器（LA）、驱动器（Driver）等核心单元时，没有停留在教科书式的理论介绍，而是深入分析了不同电路拓扑的优缺点，以及在实际设计中需要考虑的各种寄生效应、噪声源等。书中对这些敏感电路的噪声分析和线性度优化技巧的阐述，让我受益匪浅。我发现，很多我在实际工作中遇到的难题，都能在这本书中找到一些启发性的解答。例如，在设计高带宽TIA时，如何平衡增益、带宽和噪声？书中通过对不同反馈结构、偏置方式的分析，给出了非常具体的指导。
评分对我而言，购买这本书更像是一次“投资”。我是一名在光通信领域工作的工程师，日常工作中需要不断学习和更新自己的知识。这本书的名字“光通信集成电路设计”，以及“第二版”的标识，让我觉得它极有可能是我提升专业技能、解决实际工作中遇到的技术难题的重要参考。翻开书，我立即被其严谨的逻辑和丰富的细节所吸引。书中在讲解高速电路设计时，并没有回避那些复杂的物理效应，比如电磁干扰（EMI）、信号完整性（SI）、电源完整性（PI）等。作者详细阐述了这些问题是如何产生的，以及在IC设计过程中，应该如何通过布局布线、屏蔽、去耦等技术来有效控制和减缓这些不利影响。我尤其欣赏的是，书中在介绍各种电路模块时，都不仅仅给出理想化的模型，而是会详细分析在实际工艺中，器件的非理想特性会带来的影响，以及如何通过参数调优、结构改进等方法来补偿这些影响。例如，在讨论CMOS器件在高频下的漏电和寄生效应时，作者就给出了具体的分析模型和设计建议。这对于我这样的实际设计者来说，是极其宝贵的。它能帮助我更清晰地认识到，在高速率设计中，看似微小的物理效应，都可能对电路的性能产生决定性的影响。
评分我购买这本书，主要是看中了它“第二版”的更新信息，希望能在我已有的知识基础上，获得一些关于光通信集成电路设计领域最新发展动态的认知。虽然我可能不是这个领域的专家，但我一直对这个方向保持着高度的关注，希望能通过阅读权威著作，来加深理解。翻开书，我首先被作者详尽的分析所吸引。书中在讲解高速数据处理电路时，深入探讨了各种数字信号处理（DSP）技术在IC设计中的应用。例如，如何利用DSP算法来补偿传输链路中的色散和非线性效应，从而提高信号的传输距离和速率？作者在此部分，详细介绍了前馈均衡（FFE）和反馈均衡（DFE）等关键的DSP技术，并探讨了它们在硬件实现上的挑战和优化方法。这让我对如何在IC内部集成复杂的数字信号处理功能，以克服模拟信号传输的限制，有了更清晰的认识。此外，书中对于光通信系统中的低功耗设计，也给予了足够的重视。随着系统速率的不断提升，功耗问题变得越来越严峻。作者在书中，分析了不同模块的功耗来源，并提出了多种旨在降低功耗的电路设计技术，例如动态电压频率调整（DVFS）、时钟门控、低功耗工艺的应用等。这些内容对于关注能效比的读者来说，无疑是非常有价值的。
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