← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2013第7期RF & Wireless130nm
A Recon figurable Single-Photon-Counting Integrating Receiver for Optical Communi
一款可重构单光子计数集成接收器，用于可见光通信，具有高动态范围和灵敏度。
130nm CMOS, 100MHz带宽, 58G光子/s最大计数率, 79dB动态范围, 31.7dBm灵敏度, 89mW功耗
单光子计数集成接收器可见光通信SPAD阵列动态范围
▸创新点1：可重构SPAD阵列采用全数字32x32架构，实现5.9 ns最小死区时间（系统创新），通过动态配置像素权重或屏蔽高噪声单元，显著提升光子计数效率与信噪比（SNR峰值达157 dB）。
▸创新点2：利用SPAD内部雪崩增益特性（方法创新），直接实现光子-数字信号转换，消除传统模拟放大环节，降低89 mW功耗的同时保持100 MHz带宽与58 G光子/秒计数率。
▸创新点3：提出噪声自适应优化机制（电路创新），通过数字后处理对高暗计数率（2.5 kHz/SPAD）器件进行动态加权或剔除，扩展动态范围至79 dB并提升灵敏度（-31.7 dBm@100 MHz）。
▸创新点4：集成可见光通信功能验证（应用创新），首次在130 nm CMOS工艺中实现兼具通信（BER<10^-9）与传感的多模式SPAD接收器，为光学链路提供标准化可编程接口。
Abstract
Ar e c o nfigurable Single-Photon Avalanche Diode in-
tegrating receiver in standard 130 nm CMOS is presented for op-
tical links with an array readout bandwidth of 100 MHz. A max-
imum count rate of 58 G photon/s is observed, with a dynamic
range of
79 dB, a sensitivity of 31.7 dBm at 100 MHz and a
BER of . The sensor core draws 89 mW at the maximum
count rate and obtains a peak SNR of 157 dB. We investigate the
properties of the receiver for opti cal communications in the visible
spectrum, usin