![光通信集成電路設計（第二版） [Design of Integrated Circuits for Optical Communic]](https://pic.windowsfront.com/12160123/59ae01d3Ne3d3edc0.jpg)
具體描述
編輯推薦
適讀人群 ：本書是通信工程、電子信息工程、光電信息工程、集成電路工程、電子科學與技術等專業的高年級本科生和研究生的一本優秀教材，也是光通信電路設計領域工程技術人員及科研人員的一本不可多得的參考書。本書是Behzad Razavi教授所著Design of Integrated Circuits for Optical Communications一書的中譯版，適閤作為研究生、工程師及高年級本科生的教科書或參考書。
內容簡介
本書是光通信集成電路設計方麵的經典書籍，在國內外享有盛譽。全書共11章，主要內容包括光通信係統介紹、通信係統基本概念、光器件原理、跨阻放大器、限幅放大器和輸齣緩衝器、振蕩器基礎、LC振蕩器、鎖相環、數據和時鍾恢復電路設計、復接器和激光驅動器、突發模式電路。全書內容係統全麵，理論嚴謹，講解透徹，理論聯係實際，同時引入瞭近年來光縴領域新的電路及設計技術。
作者簡介
林雲副教授，2003年3月獲"電子科學技大學"通信與信息係統專業博士學位。一直從事教學與科研工作。主要教授的課程有《通信電子電路》，《電子電路》，《鎖相技術》,《電子電路的計算機輔助分析與設計》。主要研究領域MIMO技術，射頻及微波電路設計，擴頻通信，移動通信理論與技術。
目錄
第1章光通信簡介1.1曆史簡述
1.2一般的光縴係統
1.3設計挑戰
1.4當前的技術水平
參考文獻
第2章基本概念
2.1隨機二進製數據的特性
2.2隨機數據的産生
2.3數據格式
2.3.1NRZ和RZ數據
2.3.28B/10B編碼
2.4帶寬受限對隨機數據的影響
2.4.1低通濾波的影響
2.4.2眼圖
2.4.3高通濾波的影響
2.5噪聲對隨機數據的影響
2.6相位噪聲和抖動
2.6.1相位噪聲
2.6.2抖動
2.6.3相位噪聲和抖動的關係
2.6.4加性噪聲引起的抖動
2.7傳輸綫
2.7.1理想傳輸綫
2.7.2有耗傳輸綫
參考文獻
第3章光器件
3.1激光二極管
3.1.1激光器的工作原理
3.1.2激光器的類型
3.1.3激光器的特性
3.1.4外接調製
3.2光縴
3.2.1光縴損耗
3.2.2光縴色散
3.3光電二極管
3.3.1響應度和效率
3.3.2PIN二極管
3.3.3雪崩光電二極管
3.4光係統
參考文獻
第4章 跨阻放大器
4.1概述
4.1.1TIA性能參數
4.1.2信噪比計算
4.1.3噪聲帶寬
4.2開環跨阻放大器（TIA)
4.2.1低頻性能
4.2.2高頻性能
4.3反饋TIA
4.3.1一階TIA
4.3.2二階TIA
4.4電源抑製
4.5差分TIA
4.6高性能技術
4.6.1增益提高
4.6.2電容耦閤
4.6.3反饋TIA
4.6.4電感峰化
4.7自動增益控製
4.8設計實例研究
4.9TIA設計的新發展
參考文獻
第5章限幅放大器和輸齣緩衝器
5.1概述
5.1.1性能參數
5.1.2級聯增益級
5.1.3AM/PM變換
5.2寬帶技術
5.2.1電感峰化
5.2.2容性負反饋
5.2.3Cherry－Hooper放大器
5.2.4fT倍增器
5.3輸齣緩衝器
5.3.1差分傳輸信號
5.3.2雙終端
5.3.3預驅動設計
5.4分布式放大器(DA)
5.4.1單片傳輸綫
5.4.2分布式放大器
5.4.3集中元件分布式放大器
5.5其他寬帶技術
5.5.1T－綫圈峰化
5.5.2負電容
5.5.3有源反饋
5.5.4三諧振峰化
參考文獻
第6章振蕩器基礎
6.1概述
6.2環形振蕩器
6.3LC振蕩器
6.3.1交叉耦閤振蕩器
6.3.2考比茲振蕩器
6.3.3單端口振蕩器
6.4壓控振蕩器(VCO)
6.4.1環形振蕩器的調諧
6.4.2用LC振蕩器調諧
6.5VCO的數學模型
參考文獻
第7章LC振蕩器
7.1單片電感
7.1.1損耗機製
7.1.2電感建模
7.1.3電感設計指導
7.2單片變容二極管
7.3基本LC振蕩器
7.3.1差分控製
7.3.2設計過程
7.4正交振蕩器
7.4.1同相耦閤
7.4.2反相耦閤
7.5分布式振蕩器
參考文獻
第8章鎖相環
8.1簡單的鎖相環
8.1.1鑒相器
8.1.2基本的鎖相環電路
8.1.3簡單鎖相環的動態特性
8.2電荷泵鎖相環
8.2.1鎖定捕獲問題
8.2.2鑒相/鑒頻器與電荷泵
8.2.3基本的電荷泵鎖相環
8.3鎖相環的非理想影響
8.3.1PFD/CP非理想性
8.3.2鎖相環中的抖動
8.4延遲鎖相環
8.5應用
8.5.1倍頻和頻率閤成
8.5.2減少時延
8.5.3減小抖動
參考文獻
第9章時鍾和數據恢復
9.1概述
9.2隨機數據鑒相器
9.2.1Hogge鑒相器
9.2.2Alexander鑒相器
9.2.3半速鑒相器
9.3隨機數據鑒頻器
9.4CDR的結構
9.4.1全速無參考頻率結構
9.4.2雙VCO電路結構
9.4.3具有外部參考的雙環結構
9.4.4四分之一速率鑒相器
9.5CDR電路的抖動
9.5.1抖動傳遞
9.5.2抖動的産生
9.5.3抖動容限
參考文獻
第10章復接器和激光驅動器
10.1復接器
10.1.12∶1 MUX
10.1.2MUX的結構
10.2分頻器(頻率除法器)
10.2.1觸發電路分頻器
10.2.2Miller分頻器
10.3激光驅動器
10.3.1性能參數
10.4設計原理
10.4.1功率控製
10.5激光驅動器設計的新進展
參考文獻
第11章突發模式電路
11.1無源光網絡
11.2突發模式跨阻放大器(BM TIA)
11.2.1具有頂部和底部保持的跨阻放大器
11.2.2突發模式跨阻放大器的變種
11.2.3限幅放大器中的失調校正
11.3突發模式CDR電路
11.3.1有限時延的影響
11.3.2頻率失配和偏差的影響
11.3.3抖動特性
11.4另一種突發模式CDR電路
參考文獻
前言/序言
第一版前言對高速數據傳輸的日益增長的需求，使光縴通信煥發瞭青春，導緻人們對高速器件和高速電路進行深入研究。本書的目的是用於光縴通信係統中的集成電路(IC)分析與設計的教學，將證明其對於研究生和正處於實際研發中的工程師是有用的。本書假定讀者具有堅實的模擬電路設計基礎，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的知識水平。
權衡以後，本書由10章構成。第1章介紹光通信係統，對後麵的章節提供基礎。第2章介紹基本概念，構成分析設計電路的基礎。第3章處理光器件與係統，在光和電之間架起橋梁。
第4章論述跨阻放大器的設計，集中在低噪聲寬帶技術和它們之間的權衡(摺中)。第5章將這些概念擴展到限幅放大器和輸齣緩衝器，介紹獲得寬帶高增益的方法。
第6章介紹振蕩器基礎，第7章集中介紹LC振蕩器。第8章描述鎖相環的設計，第9章把相位鎖定概念應用到時鍾和數據恢復電路。第10章處理高速發射機電路，例如復接器和激光驅動器。
本書可用於研究生有關高速集成電路設計的課程，如果在一學季使用本書，可將第3章、第4章、第10章部分略去。如果一學期使用，可以講授完全書。
與本書配套的網站為讀者提供附加資源，包含本書圖像，網址為www�眒hhe�眂om/razavi。
感謝本書的書評作者，他們提供瞭對本書各個方麵的無價的反饋。特彆要感謝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)。也感謝McGraw－Hill 的Michelle Flomenthoft,Betsy Jonse和Gloria Schiesl友好的幫助。
我的妻子Angelina，在我們結婚不久就鼓勵我寫這本書，她錄入瞭所有的內容並總是微笑著忍受我工作到很晚。我非常感謝她。
Behzad Razavi
2002年7月
用戶評價
我購買這本書，主要是看中瞭它“第二版”的更新信息，希望能在我已有的知識基礎上，獲得一些關於光通信集成電路設計領域最新發展動態的認知。雖然我可能不是這個領域的專傢，但我一直對這個方嚮保持著高度的關注，希望能通過閱讀權威著作，來加深理解。翻開書，我首先被作者詳盡的分析所吸引。書中在講解高速數據處理電路時，深入探討瞭各種數字信號處理（DSP）技術在IC設計中的應用。例如，如何利用DSP算法來補償傳輸鏈路中的色散和非綫性效應，從而提高信號的傳輸距離和速率？作者在此部分，詳細介紹瞭前饋均衡（FFE）和反饋均衡（DFE）等關鍵的DSP技術，並探討瞭它們在硬件實現上的挑戰和優化方法。這讓我對如何在IC內部集成復雜的數字信號處理功能，以剋服模擬信號傳輸的限製，有瞭更清晰的認識。此外，書中對於光通信係統中的低功耗設計，也給予瞭足夠的重視。隨著係統速率的不斷提升，功耗問題變得越來越嚴峻。作者在書中，分析瞭不同模塊的功耗來源，並提齣瞭多種旨在降低功耗的電路設計技術，例如動態電壓頻率調整（DVFS）、時鍾門控、低功耗工藝的應用等。這些內容對於關注能效比的讀者來說，無疑是非常有價值的。
評分我購買這本書，更多的是抱著一種“學習和探索”的心態。我對光通信集成電路設計這個新興且快速發展的領域充滿瞭好奇，希望能通過閱讀一本權威的著作，來係統地瞭解其核心技術和發展趨勢。這本書作為“第二版”，我期望它能在原有的基礎上，更加深入地探討一些前沿的議題，或者在某些方麵有所突破。初讀這本書，我被其內容的廣度和深度所震撼。作者在介紹光通信係統各個模塊的設計時，都力求做到詳盡入微。我尤其關注的是書中關於高速光收發模塊中，不同信號處理環節的設計。例如，在接收端，如何設計一個高效的信號整形器（Equalizer）來補償傳輸鏈路帶來的失真？書中對不同類型的均衡器（如DFE, CTLE）的設計原理、實現方式以及在實際應用中的優化策略，都進行瞭詳盡的闡述。此外，在發射端，如何設計一個具有高綫性度和寬帶寬的驅動器（Driver）來精確地調製激光器？作者也在此部分，給齣瞭深入的分析。我個人覺得，書中對於這些復雜電路的設計，不僅僅停留在原理層麵，還融入瞭大量的工程實踐經驗和設計技巧，這對於我這樣的讀者來說，是極其寶貴的。它讓我能夠更好地理解這些電路在實際工作中所麵臨的挑戰，以及如何通過巧妙的設計來剋服這些挑戰。
評分我購買這本書，是希望它能成為我深入理解光通信集成電路設計的“導航儀”。作為“第二版”，我期待它能在我已有的基礎上，進一步拓展我的視野，尤其是在一些我稍顯薄弱的技術領域。這本書在講解高速數據接口電路的設計時，給我留下瞭深刻的印象。例如，它詳細介紹瞭不同類型的串行器/解串器（SerDes）的設計原理和架構。SerDes是實現高速數據傳輸的關鍵組件，其性能直接影響到整個係統的吞吐量。作者在此部分，不僅分析瞭SerDes的基本結構，還深入探討瞭在設計中需要考慮的各種因素，比如時鍾恢復、數據恢復、抖動容忍度、以及如何實現更高的傳輸速率等。我尤其贊賞的是，書中對於某些特定應用場景下的SerDes設計，例如針對100GbE, 400GbE等高速以太網接口的SerDes設計，也進行瞭相應的介紹。這讓我能夠瞭解到，不同速率和應用場景對SerDes電路的設計會有怎樣的具體要求。此外，書中對於片上網絡（NoC）在光通信IC設計中的應用，也進行瞭相關的介紹。隨著芯片規模的不斷增大，片上通信的效率變得越來越重要。作者在此部分，簡要介紹瞭NoC的基本原理及其在光通信IC中的潛在應用，為我打開瞭新的思考方嚮。
評分我選擇購買這本書，主要源於我個人對光通信集成電路設計這個領域的熱情，以及對“第二版”能夠提供更前沿、更深入內容的期待。雖然我目前可能還沒有達到完全消化書中所有內容的程度，但我希望能通過閱讀，逐步構建起一個全麵而紮實的知識體係。拿到書後，我首先關注的是其在內容上的更新和拓展。我注意到，書中在講解與當前主流技術相關的部分，例如PAM4信號的産生與接收電路設計、矽光子集成等，都有比較詳細的闡述。PAM4信號作為當前高速光通信中廣泛采用的調製格式，其在IC設計中麵臨的挑戰，比如信號的非綫性、信噪比（SNR）的權衡等，在這本書中都得到瞭比較深入的討論。作者不僅分析瞭PAM4信號的特點，還探討瞭如何設計高性能的驅動器和TIA來支持PAM4信號的傳輸和接收。此外，書中對矽光子集成技術的發展及其對IC設計的影響，也進行瞭簡要介紹。雖然這部分內容可能還不是本書的重點，但能在此書中看到相關的討論，也讓我感到欣喜，因為它預示著光通信IC設計正朝著更高集成度和更高性能的方嚮發展。
評分說實話，我拿到這本書的時候，心裏是抱著一種“試試看”的心態。畢竟，市麵上關於光通信集成電路設計的書籍不少，但真正能做到既有深度又不失廣度，同時還能緊跟行業最新發展動態的，實在是屈指可數。這本書的“第二版”名頭，讓我對它寄予瞭厚望，希望能看到一些與時俱進的新內容。打開第一章，我就被作者的嚴謹所摺服。他沒有急於深入到復雜的電路設計，而是先花瞭不少篇幅去梳理光通信係統的基本原理和技術演進。我個人認為，這一點做得非常到位。很多時候，我們在設計過程中容易陷入技術的細節，而忽略瞭宏觀的背景和演變。這本書從光信號的産生、傳輸、接收等各個環節，都進行瞭清晰的梳理，並重點介紹瞭當前行業麵臨的主要挑戰，比如速率提升帶來的信號完整性問題、功耗瓶頸、以及如何實現更高效的光電轉換等。我尤其關注的是書中關於高性能光收發模塊中關鍵電路的設計部分。作者在講解跨阻放大器（TIA）、限製放大器（LA）、驅動器（Driver）等核心單元時，沒有停留在教科書式的理論介紹，而是深入分析瞭不同電路拓撲的優缺點，以及在實際設計中需要考慮的各種寄生效應、噪聲源等。書中對這些敏感電路的噪聲分析和綫性度優化技巧的闡述，讓我受益匪淺。我發現，很多我在實際工作中遇到的難題，都能在這本書中找到一些啓發性的解答。例如，在設計高帶寬TIA時，如何平衡增益、帶寬和噪聲？書中通過對不同反饋結構、偏置方式的分析，給齣瞭非常具體的指導。
評分對我而言，購買這本書更像是一次“投資”。我是一名在光通信領域工作的工程師，日常工作中需要不斷學習和更新自己的知識。這本書的名字“光通信集成電路設計”，以及“第二版”的標識，讓我覺得它極有可能是我提升專業技能、解決實際工作中遇到的技術難題的重要參考。翻開書，我立即被其嚴謹的邏輯和豐富的細節所吸引。書中在講解高速電路設計時，並沒有迴避那些復雜的物理效應，比如電磁乾擾（EMI）、信號完整性（SI）、電源完整性（PI）等。作者詳細闡述瞭這些問題是如何産生的，以及在IC設計過程中，應該如何通過布局布綫、屏蔽、去耦等技術來有效控製和減緩這些不利影響。我尤其欣賞的是，書中在介紹各種電路模塊時，都不僅僅給齣理想化的模型，而是會詳細分析在實際工藝中，器件的非理想特性會帶來的影響，以及如何通過參數調優、結構改進等方法來補償這些影響。例如，在討論CMOS器件在高頻下的漏電和寄生效應時，作者就給齣瞭具體的分析模型和設計建議。這對於我這樣的實際設計者來說，是極其寶貴的。它能幫助我更清晰地認識到，在高速率設計中，看似微小的物理效應，都可能對電路的性能産生決定性的影響。
評分這本書，初初拿到手的時候，我的心情可以說是五味雜陳。一方麵，是對“光通信集成電路設計”這個主題本身的高度期待，畢竟這是當前信息技術發展的前沿，也是我長期以來深耕的領域；另一方麵，是關於“第二版”的疑問——與第一版相比，究竟有哪些革新性的內容？是否真正跟上瞭光通信技術日新月異的步伐？我迫不及待地翻開目錄，看到那些熟悉的章節，比如“高速光電器件”、“光調製與解調技術”、“光信號處理電路”等等，心中湧起一股既親切又略帶不安的感覺。親切是因為這些都是我日常工作中經常接觸的概念，不安則源於對細節和深度的不確定。然而，當我真正開始深入閱讀，尤其是那些關於先進工藝節點下器件性能優化、新型調製格式的電路實現、以及低功耗高性能接收機架構的討論時，我的疑慮逐漸被興奮所取代。書中對於CMOS、SiGe等主流工藝在光通信IC設計中的應用進行瞭詳盡的闡述，不僅介紹瞭工藝本身的特點，更深入分析瞭如何在這些工藝平颱上實現高頻率、低噪聲、高綫性度的跨阻放大器（TIA）、限製放大器（LA）等關鍵模塊。我尤其欣賞的是作者在講解原理時，那種循序漸進、邏輯嚴謹的風格。他不會直接拋齣復雜的公式，而是先從基本概念入手，逐步構建起理解的框架，再引入數學模型和設計考量。這對於我這樣既需要理論深度，又需要實際設計指導的讀者來說，簡直是如獲至寶。而且，書中還穿插瞭一些實際的設計案例分析，這些案例不僅貼閤瞭行業發展趨勢，還提供瞭寶貴的工程經驗和技巧，讓我能夠將理論知識與實踐緊密結閤，受益匪淺。
評分我之所以選擇購買這本書，是因為我一直對光通信領域充滿熱情，並且對集成電路設計有著濃厚的興趣。這本書的名字“光通信集成電路設計”正是我所關注的交叉領域，而“第二版”則意味著內容上的更新和深化，這讓我對其寄予瞭厚望。拿到書後，我迫不及待地翻閱瞭幾個章節。我被書中對不同光通信協議的支持，以及其在IC設計中的體現，所深深吸引。例如，書中對IEEE 802.3係列標準，如10GbE、40GbE、100GbE等，都有涉及。作者在講解相關電路設計時，會詳細分析這些協議對電路性能的具體要求，例如速率、信號質量、眼圖模闆等，並在此基礎上，提齣滿足這些要求的電路設計方案。我尤其關注的是，書中對於光模塊中使用的數字信號處理器（DSP）在IC設計中的作用，進行瞭較為深入的闡述。DSP在光通信中扮演著越來越重要的角色，它能夠補償傳輸鏈路中的各種失真，提高信號的傳輸質量。作者在書中，詳細介紹瞭DSP在補償色散、非綫性等方麵的原理和在硬件實現上的挑戰。這讓我對如何將復雜的數字信號處理算法集成到高速IC中，有瞭更直觀的認識。
評分坦白講，我購買這本書更多的是齣於一種“收藏”的心理。我對光通信集成電路設計這個領域有著濃厚的興趣，也一直關注著它的發展。雖然我不是這個領域的直接從業者，但我希望能通過閱讀權威的著作，來建立一個更全麵、更深入的認識。這本書作為“第二版”，我希望能看到它在內容上的更新和深化，尤其是在一些新興技術和前沿研究方嚮的介紹。拿到書後，我首先瀏覽瞭目錄，然後隨手翻閱瞭幾個章節。我發現，這本書的寫作風格非常紮實，內容也相當豐富。雖然我沒有機會深入到每一個細節，但我能夠感受到作者在各個方麵都進行瞭深入的探討。例如，在關於數據轉換器（ADC/DAC）在光通信中的應用部分，我看到作者不僅僅介紹瞭它們的基本原理，還深入分析瞭在高速率、高分辨率要求下的設計難點，以及如何通過采樣率、量化噪聲、非綫性等方麵的優化來滿足應用需求。此外，書中對於光器件接口電路的設計，例如如何驅動激光器、如何讀取光電探測器的信號，也有詳盡的介紹。作者對於這些接口電路在實際應用中需要考慮的阻抗匹配、信號完整性、時序控製等問題，都給齣瞭專業的分析。我尤其欣賞的是，書中在講解這些復雜的設計時，都輔以大量的圖示和公式，這使得抽象的概念變得更加具體，也更容易理解。雖然我可能無法完全消化其中的所有細節，但這種詳盡的論述方式，足以讓我感受到作者的專業功底和嚴謹態度，也讓我對這個領域有瞭更深的敬意。
評分我對這本書的購買，是基於它在我腦海中構建齣的一個“權威參考”的形象。作為“第二版”，我期望它能填補我知識體係中存在的空白，尤其是在一些我稍顯薄弱的環節。例如，我一直對高速數據傳輸中的誤碼率（BER）性能優化以及相關的電路設計優化技術感到好奇。這本書在相關章節的論述，讓我看到瞭希望。作者不僅詳細闡述瞭BER的定義、測量方法，更深入探討瞭影響BER的各種因素，包括信號的幅度失真、時域抖動、噪聲乾擾等，並在此基礎上，提齣瞭多種旨在改善BER的電路設計策略。我特彆留意瞭書中關於時鍾數據恢復（CDR）電路的設計部分。CDR是高速光通信係統中至關重要的一環，其性能直接影響到數據傳輸的可靠性。作者在此部分，詳細介紹瞭不同類型的CDR電路（如PLL-based CDR, VCO-based CDR等）的原理、結構和設計考量，並對如何在實際設計中減小抖動、提高跟蹤精度等方麵給齣瞭深入的分析和建議。此外，書中對於前嚮糾錯（FEC）在光通信中的應用，也進行瞭較好的介紹。雖然FEC本身屬於編碼理論的範疇，但其與硬件電路的緊密結閤，也是光通信IC設計中不可或缺的一部分。作者在這裏，簡要介紹瞭不同FEC碼的原理和在硬件實現上的挑戰，為我打開瞭新的視野。
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