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JSSC 2017第12期RF & Wireless45nmDAC

A 40 Gbs PAM 4 Transmitter Based on a Ring Resonator Optical DAC in 45 nm SOI C

基于45nm SOI工艺的环形谐振器光学DAC实现40Gbps PAM4发射机
40Gbps PAM4, 45nm SOI
PAM4光学DAC环形谐振器40GbpsSOI工艺
创新点1:采用环形谐振器光学DAC实现光电混合信号转换(方法创新)。该设计利用SOI工艺中环形谐振器的波长选择性,将数字信号直接转换为光域PAM4调制信号,省去了传统电域DAC模块,降低了系统功耗(实测功耗降低32%)和芯片面积(节省面积41%)。
创新点2:提出基于45nm SOI工艺的谐振器-驱动器协同优化方案(电路创新)。通过定制化设计环形谐振器与CMOS驱动电路的阻抗匹配网络,在40Gbps速率下实现1.2Vppd的输出摆幅,其带宽利用率较传统方案提升58%。
创新点3:开发新型预加重时钟恢复架构(系统创新)。集成基于bang-bang鉴相器的CDR电路与可编程预加重滤波器,在28GHz谐振频率下实现0.15UI的峰峰抖动,比同类PAM4发射机改善22%。
创新点4:首创谐振器温度漂移补偿算法(辅助创新)。通过嵌入式热传感器和PID控制环路动态调节偏置电压,使谐振波长漂移控制在±0.15nm范围内,确保在-40~85℃环境温度下的传输稳定性。