随着信息和网络技术的飞速发展,人们对高速大容量的通信系统的需求越来越大,在这种形势下,光纤通信集成电路和万兆以太网的研究已趋于白热化。本文介绍了光纤通信系统和万兆以太网的体系结构,给出了其各项电路指标。根据时钟产生和时钟恢复的原理,在不同的电路实现方式中,对目前最为广泛应用的锁相环(PLL)结构作了详尽的分析,包括目前它的几种设计思想。相位噪声是锁相环(PLL)的一个重要指标。本文对相位噪声的基本概念,PLL各组成部分噪声对整个环路的贡献以及不同类型压控振荡器(VCO)相位噪声的分析及改善方法等都作了说明。在上述理论基础上,文中给出了采用砷化镓(GaAs)工艺设计的10GHz时钟产生电路和40GHz的PLL的环路。从工艺介绍、模块设计、模拟结果到版图设计都有详细的介绍,同时在设计中还应用了微波中的传输线理论。论文随后给出了万兆以太网中时钟产生电路的测试结果和应用于40Gbit/s的光通信接收器时钟恢复模块的锁相环模拟结果,最后得出结论。本次毕业设计的课题得到国家863计划支持,分别为:万兆以太网物理层模块的研究和0—40Gb/s光收发关键器件芯片技术研究。其中万兆以太网物理层模块的研究已经通过了863专家组的验收。