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JSSC 2023第1期RF & Wireless28nm

A 46-pJb 200-Gbs Analog DP-QPSK Coherent Optical Receiver in 28-nm CMOS Kai Shen

提出一种200Gb/s模拟DP-QPSK相干光接收机，采用四路时间交错采样和子采样方案，实现低功耗和高能效。
28nm CMOS, 200Gb/s, 4.6pJ/b
相干光接收机DP-QPSK时间交错采样子采样能效
▸创新点1：四路时间交错采样（系统创新） - 通过采用四路时间交错采样技术，有效缓解了内部带宽限制，提升了信号处理速度，支持200-Gb/s的高速率数据传输，同时优化了系统功耗。
▸创新点2：子采样方案（电路创新） - 采用子采样方案显著降低了功耗，适用于对功耗敏感的应用场景，同时通过优化采样频率，保持了信号完整性，实现了4.6 pJ/b的高能效比。
▸创新点3：连续切片采样技术（方法创新） - 通过连续切片采样技术，克服了子采样导致的频率偏移检测范围减小的问题，扩展了频率偏移检测范围至12 MHz，提升了系统的鲁棒性和适应性。
▸创新点4：模拟信号处理架构（系统创新） - 采用全模拟信号处理架构，避免了传统数字信号处理（DSP）的高功耗问题，同时集成了色散均衡器（CD）和偏振解复用器（Pol. DEMUX），有效消除了光纤损伤引起的符号间干扰。
Abstract
Coherent detection with polarization multiplexing is widely used because of its high spectral efficiency. However, it utilizes analog-to-digital converters (ADCs) and digital signal processing (DSP), which consume a large amount of power and thereby hinder its application in power-sensitive short-reach links. In this article, we present a 200-Gb/s analog C-band dual- polarization quadrature phase shift keying (DP-QPSK) coherent optical receiver (RX), which uses four-way time-interleaved sampling