[发明专利]用于4G光载无线通信的CMOS激光器驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及用于4G光载无线通信的CMOS激光器驱动电路。

背景技术

2010年10月国际电信联盟(ITU)确定TD-LTE-Advanced为第四代移动通信(4G)国际标准。2011年4月工信部正式批复2570MHz-2620MHz之间的50M频率为我国TD-LTE使用。为了解决高频信号传播的损耗问题，以及频率的利用效率的要求，一种将光纤的低损耗宽带宽的技术特点与无线通信系统方便灵活的特性相结合的ROF技术应运而生。其中无线通信和光纤接口芯片技术即激光器驱动电路设计是ROF技术(radio-over-fiber，光载无线通信)中的关键技术之一。

ROF系统中，作为电光转换的关键器件的激光器的非线性对于射频光传输链路的动态范围和频谱效率有重要的影响。随着激光器输出功率的增加，其非线性显著增加，当采用一定带宽的调制信号调制激光器的时候，会产生交调分量，造成频谱扩展，对邻道信号形成干扰，直接影响到接受系统的误码率，恶化通信系统的性能。所以，解决激光器的非线性便成了研究开发4G通信系统中电光转换芯片研究的重中之重。

目前商用的激光器驱动电路很少有预失真的部分，或者很难满足4G无线通信的高频高速的要求，而且一般的激光器都存在一定程度的非线性，并且这种非线性随着不同激光器的制作材料、工艺以及工作温度的不同而不同。这就要求激光器驱动电路的设计在保证缓冲和放大功能满足线性的前提下，还要特别设计抵消激光器非线性特性的预失真电路。这个预失真电路的非线性必须与激光器的非线性相反，并且必须留有很高的灵活度，以满足不同的激光器与不同的工作环境的要求。

光通信系统对电路噪声的要求也很高，要求在满足高速工作的条件下，由于电路本身引入的噪声要足够小，而驱动电路的噪声和抗电源干扰的程度在很大程度上受到带隙基准偏置电路的约束，因此实现低噪声、高电源抑制比的带息基准偏置电路可以大大地增强整个激光器驱动电路的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供用于4G光载无线通信的CMOS激光器驱动电路。

为此，本发明提供用于4G光载无线通信的CMOS激光器驱动电路，这种CMOS激光器驱动电路可以满足高速传输的要求，并可以对激光器的非线性进行预失真；同时还必须保证低噪声、很好的调制效率和对不同激光器的适用性。

用于4G光载无线通信的CMOS激光器驱动电路，所述用于4G光载无线通信的CMOS激光器驱动电路由CMOS模拟射频部分、CMOS数字部分、模数转换器和带有光电探测器的激光器连接而成，在所述CMOS模拟射频部分中，隔直匹配网络与一对源极跟随缓冲器相连接，一对源极跟随缓冲器与主/辅放大器相连接，主/辅放大器与调制电流输出阵列电路相连接，直流电流偏置输出级电路通过电容与调制电流输出阵列电路相连接，低噪声带隙偏置电路分别与隔直匹配网络、一对源极跟随缓冲器和主/辅放大器相连接；在所述CMOS数字部分中，测试电路与调制电流输出阵列电路相连接，非线性预失真/调制效率控制电路与调制电流输出阵列电路相连接，功率控制电路与直流电流偏置输出级电路相连接；带有光电探测器的激光器通过模数转换器分别与非线性预失真/调制效率控制电路和功率控制电路相连接，调制电流输出阵列电路通过电容与带有光电探测器的激光器相连接。

优选的，在所述CMOS模拟射频部分中，R1、C1，R2、C2构成主电路的隔直匹配网络；R9、C5，R10、C6构成辅电路的隔直匹配网络，M4、M5、M6、M7构成主电路的缓冲器；M17、M18、M19、M20构成辅电路的缓冲器，M1、M2、M3、R3、R4构成主放大器；M13、M14、M15、R11、R12构成辅放大器，C3、R6，C4、R5构成主电路的高通网络，C7、R12，C8、R11构成辅电路的高通网络，M10、M11、M12、M13构成主电路的调制电流输出阵列；M21、M22、M23、M24构成辅电路的调制电流输出阵列，M25、M26、M27、M28构成直流电流输出阵列。

优选的，所述低噪声带隙偏置电路采用带隙电压基准偏置和电流偏置，采用双电流镜结构。