Broadband Circuits for Optical Fiber Communication

出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Säckinger, Eduard

页数:456

出版时间:2005-3

价格:969.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780471712336

具体描述

An expert guide to the new and emerging field of broadband circuits for optical fiber communication

This exciting publication makes it easy for readers to enter into and deepen their knowledge of the new and emerging field of broadband circuits for optical fiber communication. The author's selection and organization of material have been developed, tested, and refined from his many industry courses and seminars. Five types of broadband circuits are discussed in detail:

* Transimpedance amplifiers

* Limiting amplifiers

* Automatic gain control (AGC) amplifiers

* Lasers drivers

* Modulator drivers

Essential background on optical fiber, photodetectors, lasers, modulators, and receiver theory is presented to help readers understand the system environment in which these broadband circuits operate. For each circuit type, the main specifications and their impact on system performance are explained and illustrated with numerical values. Next, the circuit concepts are discussed and illustrated with practical implementations. A broad range of circuits in MESFET, HFET, BJT, HBT, BiCMOS, and CMOS technologies is covered. Emphasis is on circuits for digital, continuous-mode transmission in the 2.5 to 40 Gb/s range, typically used in SONET, SDH, and Gigabit Ethernet applications. Burst-mode circuits for passive optical networks (PON) and analog circuits for hybrid fiber-coax (HFC) cable-TV applications also are discussed.

Learning aids are provided throughout the text to help readers grasp and apply difficult concepts and techniques, including:

* Chapter summaries that highlight the key points

* Problem-and-answer sections to help readers apply their new knowledge

* Research directions that point to exciting new technological breakthroughs on the horizon

* Product examples that show the performance of actual broadband circuits

* Appendices that cover eye diagrams, differential circuits, S parameters, transistors, and technologies

* A bibliography that leads readers to more complete and in-depth treatment of specialized topics

This is a superior learning tool for upper-level undergraduates and graduate-level students in circuit design and optical fiber communication. Unlike other texts that concentrate on analog circuits in general or mostly on optics, this text provides balanced coverage of electronic, optic, and system issues. Professionals in the fiber optic industry will find it an excellent reference, incorporating the latest technology and discoveries in the industry.

用户评价

这本《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》绝对是我的书架上的一颗璀璨明珠，尤其是在我深入研究高速光纤通信领域的这段时间里，它的价值更是日益凸显。书的封面设计虽然朴实，但当你翻开第一页，就会被扑面而来的专业知识所震撼。作者似乎有一种魔力，能够将那些通常令人望而生畏的电路概念，用一种清晰、有条理的方式呈现出来。我特别喜欢其中关于跨导放大器（OTA）和电流反馈放大器（CFA）的章节，作者不仅仅是罗列了公式和理论，而是通过大量的实际电路图和仿真分析，将这些核心元件的工作原理以及在宽带光通信系统中的应用，剖析得淋漓尽致。例如，在解释OTA的非线性失真时，他没有止步于理论上的模型，而是深入探讨了噪声系数、增益压缩等实际参数对信号质量的影响，并给出了相应的抑制方法。此外，对于光通信中至关重要的噪声处理，书中的论述也相当到位，从热噪声、散粒噪声到闪烁噪声，逐一剖析了它们的来源和对系统的影响，并提供了多种低噪声电路的设计思路和实现技巧。我常常在阅读时，手边会摆着示波器和信号发生器，按照书中的示例进行验证，每一次都能获得意想不到的收获。这种理论与实践相结合的学习方式，是我在其他同类书籍中很少获得的体验。即使是对于像我这样已经在这个领域摸爬滚打多年的工程师来说，也能从中挖掘出不少宝藏，不断刷新自己对宽带电路设计的认知。尤其是在讨论阻抗匹配和传输线理论的部分，作者的讲解非常有深度，不仅仅是简单的RLC匹配，而是深入到微带线、带状线等高频传输结构，以及它们在PCB布局和封装设计中的影响，这对于设计高密度、高性能的光通信模块至关重要。

坦白说，《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》这本书，让我对“宽带”这个概念有了全新的理解。作者不仅仅是在讨论带宽的宽度，更是在探讨如何在这种极高的带宽下，保持信号的稳定性和准确性。我尤其欣赏书中对于高速数据接口电路的设计讨论。他详细分析了LVDS、CML等不同高速接口的标准，以及如何在接收端和发送端设计相应的驱动和接收电路，以确保数据的高效传输。例如，在介绍CML接口时，作者深入分析了其电流驱动的特点，以及如何通过差分对和端接电阻来抑制反射和串扰。这对于我设计高速ADC和DAC的接口，提供了宝贵的参考。而且，书中还涉及了高速串行通信中的一些高级话题，如时钟数据恢复（CDR）和误码率（BER）的分析。作者详细介绍了不同CDR技术的原理，以及如何通过锁相环（PLL）等电路来实现精确的时钟同步。这些内容对于我理解和设计高速串行通信系统，具有非常重要的意义。

我必须承认，《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》这本书给我带来了前所未有的启发。我一直以来都在寻找一本能够真正帮助我理解高速信号完整性问题的书籍，而这本书恰恰满足了我的需求。作者对于信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的讲解，可以说是达到了炉火纯青的地步。他详细阐述了传输线效应、反射、串扰、地弹等现象，并提供了行之有效的解决方案，比如通过合理的PCB布线、差分对设计、去耦电容的选择等来抑制这些问题。我特别喜欢书中关于阻抗控制的章节，作者不仅仅是给出了阻抗的计算公式，而是深入分析了不同阻抗值对信号传输的影响，以及如何通过调整走线宽度、介质层厚度等参数来实现精确的阻抗匹配。这对于我设计高密度、高速PCB板时，极大地减少了试错成本。另外，书中的内容并没有局限于理论，而是大量引用了实际的设计案例和测试数据，让我能够看到这些理论是如何在真实世界中应用的。例如，在讨论高速连接器设计时，作者引用了多个知名厂商的实际产品数据，并分析了它们在不同应用场景下的性能表现。这让我对不同技术方案的优劣有了更直观的认识。这本书的价值在于，它不仅仅教你“做什么”，更教你“为什么这么做”，让你能够深入理解问题的本质，从而做出更明智的设计决策。

我一直在寻找一本能够帮助我理解光信号传输过程中损耗和失真的书籍，而《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》这本书，则彻底颠覆了我之前的认知。作者对于光纤传输损耗的分析，细致入微，从模间色散、波导色散到非线性效应，每一个影响因素都被深入剖析。他不仅仅是列出了公式，而是通过大量仿真结果和实际测量数据，直观地展示了这些效应是如何影响信号质量的，并提出了多种抑制和补偿的方案。我尤其对书中关于电子色散补偿（Electronic Dispersion Compensation, EDC）的章节印象深刻。作者详细介绍了不同EDC算法的原理，如均衡器（Equalizer）的设计，以及如何在接收端通过数字信号处理（DSP）来恢复失真信号。这对于我理解现代高速光通信系统中EDC技术的重要性，以及其实现的复杂性，提供了非常清晰的视角。而且，作者还探讨了如何在硬件层面实现高效的EDC，比如利用FPGA或ASIC进行硬件加速。这本书的另一个亮点在于，它并没有回避光通信中的挑战和难点，而是直面它们，并提供了切实可行的解决方案。例如，在讲解高阶调制格式（如QPSK、16QAM）时，作者详细分析了它们对电路设计提出的更高要求，包括对线性度、噪声和相干检测精度的挑战，并给出了相应的电路设计思路。

这是一本让我受益匪浅的书，特别是对于理解光通信系统中的功耗管理和热设计。作者在《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》这本书中，并没有回避这些“软性”但至关重要的工程问题。他详细分析了不同电路模块的功耗构成，以及如何通过选择低功耗器件、优化电路拓扑、以及采用电源管理技术来降低整体功耗。我尤其喜欢他对高集成度光收发模块的功耗分析，包括激光器、调制器、放大器、DSP等模块的功耗占比，以及如何通过协同设计来降低功耗。此外，书中对于热设计的论述也相当到位。作者分析了不同元器件的发热特性，以及如何通过合理的PCB布局、散热器设计、以及温控电路来确保器件在可靠的工作温度范围内运行。这对于我设计高密度、高性能的光通信产品，减少因过热导致的可靠性问题，非常有帮助。这本书让我明白，一个优秀的光通信电路设计，不仅要追求高性能，更要兼顾功耗和热管理，实现整体的优化。

《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》这本书，简直是为我量身定做的。作为一个对微波和射频电路情有独钟的设计者，我在这本书里找到了太多与我的工作息息相关的宝贵信息。作者在介绍放大器设计时，不仅关注了增益和带宽，更深入地探讨了噪声系数（NF）、功率效率、输入输出匹配等关键参数。我尤其欣赏他在解释跨导放大器（OTA）和电流反馈放大器（CFA）在宽带通信中的应用时，所提供的详细电路图和仿真分析。书中关于匹配网络的设计，从简单的Lumped Element Matching到Distributed Element Matching，都给出了清晰的原理和设计流程，这对于我设计高频射频电路至关重要。我常常在阅读时，会对照着自己正在进行的项目，找出其中的不足之处，并从中汲取灵感。例如，书中关于功率放大器（PA）的设计，包括AB类、C类放大器的设计，以及如何优化其线性度和效率，都给了我很大的启发。而且，作者在书中还详细讨论了射频前端的设计，包括低噪声放大器（LNA）、混频器、本地振荡器（LO）等关键模块的设计要点，以及它们在光通信系统中如何协同工作。

从一个业余爱好者，到如今能够相对从容地应对一些光通信电路设计中的挑战，我不得不说，《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》这本书扮演了至关重要的角色。它就像一位耐心的导师，循序渐进地引导我走进了这个复杂而迷人的世界。我尤其欣赏作者在讲解基本概念时所采用的类比和图示，那些抽象的电学原理，在他的笔下变得生动形象，易于理解。比如，在介绍数据传输中的眼图（Eye Diagram）时，他并没有简单地给出公式，而是通过生动的比喻，将眼图描绘成了一幅“信号健康的体检报告”，详细解释了每一个关键参数所代表的意义，如眼高、眼宽、抖动等，以及它们如何影响误码率。这让我这个初学者能够快速把握住核心问题。书中的内容覆盖面非常广，从低频的放大器设计，到高频的调制解调电路，再到光器件的接口电路，几乎涵盖了宽带光通信系统中的所有关键电路模块。我印象深刻的是关于锁相环（PLL）部分的讲解，作者不仅介绍了不同类型的PLL结构，还详细分析了它们在时钟恢复、频率合成等方面的应用，并给出了具体的电路设计案例，这对于我理解和设计同步系统非常有帮助。而且，作者在书中反复强调了实际设计中的权衡和取舍，例如在追求高带宽时如何平衡噪声和功耗，在提高增益的同时如何控制稳定性等。这种贴近实际应用的讲解方式，让我觉得这本书不仅仅是学术理论的堆砌，更是工程师们的“实战宝典”。

这本书《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》给我带来的最大的价值，在于它帮助我理解了“信号保真度”在光通信中的极端重要性。作者在书中对于各种信号失真和噪声的分析，让我深刻认识到，即使是最微小的电路设计缺陷，都可能在高速传输中被放大，最终导致通信失败。我特别喜欢书中关于眼图（Eye Diagram）的详细讲解，作者不仅仅是介绍了眼图的基本构成，更是深入分析了眼图畸变的原因，比如上升沿和下降沿的斜率、过冲和下冲、抖动和相位噪声等，以及如何通过调整电路参数来改善眼图质量。这对我进行高速数字信号的设计和调试，具有极其重要的指导意义。此外，书中关于高频PCB设计和布线规则的论述，也非常实用。作者强调了地线完整性、电源完整性、信号完整性之间的相互关系，并提供了一系列具体的PCB设计指南，如差分对的间距、过孔的使用、阻抗匹配的实现等。这让我明白了，电路设计的优劣，不仅仅取决于元器件的选择，更取决于PCB本身的物理布局和布线。

当我翻开《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》这本书时，我并没有期望它能给我带来多少惊喜，因为我之前已经阅读过不少相关的技术书籍。然而，这本书的出色之处在于，它能够将一个庞大的、跨领域的知识体系，以一种高度集成和逻辑严谨的方式呈现出来。作者在书中对于跨界技术融合的讨论，尤其令我印象深刻。他不仅仅关注纯粹的电子电路设计，而是将光学器件的特性、信号的传输介质以及数字信号处理等多个维度结合起来，进行全面而深入的分析。例如，在关于驱动电路的设计部分，作者不仅讨论了如何设计高线性的驱动器来驱动激光器，还详细分析了驱动信号的上升沿和下降沿对光信号波形的影响，以及如何通过预加重（Pre-emphasis）等技术来补偿这种影响。这种跨领域、多维度的分析，让我能够从一个更宏观、更全面的视角来审视光通信电路的设计。此外，书中的章节组织非常合理，从基础概念到高级应用，层层递进，使得读者在学习过程中能够逐步建立起完整的知识体系。我特别喜欢书中关于不同光收发模块（如SFP、QSFP）的详细介绍，以及它们在不同应用场景下的选型和设计考量。

对于所有希望在这个瞬息万变的领域取得突破的工程师和研究者来说，《Broadband Circuits for Optical Fiber Communication》这本书绝对是必备的参考。它就像一位资深的设计师，用他的经验和智慧，为你搭建了一个坚实的知识框架。我尤其欣赏作者对于光通信系统架构的宏观分析，他能够将一个庞大而复杂的系统，分解成一个个可控的模块，并深入剖析每个模块的设计难点和关键技术。比如，在讨论光收发模块时，他不仅仅关注单个器件的性能，而是从整个系统的角度出发，分析了光电转换、信号放大、数据处理等各个环节的相互影响，并给出了整体优化的思路。书中的电路图设计非常精妙，很多设计都是作者在实际工作中总结出来的精华，对于我进行实际电路的设计具有极高的参考价值。我尤其喜欢他关于噪声抑制和动态范围扩展的章节，作者提出的多种巧妙的电路拓扑和设计技巧，让我受益匪浅。比如，他对于跨越式放大器（Cascode Amplifier）和达林顿放大器（Darlington Amplifier）在低噪声设计中的应用，以及如何通过级联和反馈来提高系统的动态范围，都进行了深入的分析和讨论。这本书的语言风格严谨而不失生动，即使是对于一些非常复杂的技术概念，作者也能用清晰易懂的语言进行解释，让我这个非全职从事光通信研究的人也能快速理解。

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