60GHz多频带OFDM接收器的7位2.5GS/s时间交错C-2C SAR ADC设计

"高速SAR ADC设计 - Carnegie Mellon University - A7-Bit 2.5Gbps Time-Interleaved C-2C SAR ADC for 60GHz Multi-Band OFDM-Based Receivers" 这篇论文深入探讨了高速SAR（Successive Approximation Register，逐次比较寄存器）ADC（Analog-to-Digital Converter，模拟到数字转换器）的设计，特别是在射频前端和数字串行通信接口中的应用。SAR ADC是一种常见的ADC类型，它通过逐步逼近的方式将模拟信号转换为数字信号，具有结构简单、速度快的优点，适用于高速数据采集系统。 该研究专注于一个7位分辨率、采样率为2.5吉比特每秒（Gbps）的时分交错（Time-Interleaved）C-2C（Comparator-to-Comparator）SAR ADC。时分交错技术允许多个ADC并行工作，从而提高整体的采样率，这对于60GHz多频带正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）基接收器至关重要。在60GHz频段，高速ADC是实现高数据传输速率和高效能无线通信的关键组件。 论文作者Erkan Alpman在电气与计算机工程领域获得了博士学位，并由Richard Carley教授指导。完成于2009年8月，该研究工作展示了如何在45纳米低功耗（LP-CMOS）工艺下设计这种高速ADC，以满足高频率应用的需求。低功耗设计对于便携式和无线设备尤为重要，因为它可以减少能源消耗，延长电池寿命。 在60GHz频段，OFDM技术被广泛应用于无线个人区域网络（WPAN）、无线局域网（WLAN）和无线光通信系统，因为它能有效利用频谱，提供高数据传输速率。ADC的性能直接影响到OFDM接收机的性能，包括信噪比（SNR）、动态范围以及误码率（BER）。因此，这个7位2.5GS/s的SAR ADC设计不仅关注速度，还必须考虑线性度、噪声性能和功耗效率。 论文中可能涵盖了以下关键知识点： 1. SAR ADC的工作原理：解释了逐次比较过程，包括DAC（Digital-to-Analog Converter，数字到模拟转换器）的反向操作，以及如何通过比较结果更新寄存器以逼近输入信号的数字表示。 2. 时分交错ADC技术：讨论了如何通过并行多个ADC实现更高采样率，以及由此带来的同步问题和误差校正技术。 3. C-2C架构的优势：可能分析了这种架构相比于传统SAR ADC的改进，如更快的转换时间或更好的线性度。 4. 45nm LP-CMOS工艺：讨论了这一工艺对ADC设计的影响，包括面积、功耗和速度的权衡。 5. 高速ADC在60GHz OFDM接收机中的应用：阐述了高速ADC在实现高效、多频带接收系统中的作用，以及在60GHz频段面临的挑战和解决方案。 6. 性能评估：可能包括了模拟和实测结果，展示ADC的理论性能和实际表现，如信噪比、有效位数（ENOB，Effective Number of Bits）和转换误差。 通过这些知识点，该论文为高速SAR ADC的优化设计提供了重要的理论基础和实践经验，对于从事射频通信、无线通信以及微电子学领域的研究人员和技术开发者具有重要参考价值。