Energy Efficiency Bounds for Photonic Analog to Digital Converters
Energy Efficiency Bounds for Photonic Analog to Digital Converters
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光子模数转换器的能效界限
DOI：
10.1109/jlt.2023.3328317
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发表时间：
2024
影响因子：
4.7
通讯作者：
Deakin C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Deakin C
许多努力都研究了基于光子的模数转换器 (ADC) 的前景，并表明它们在速度和分辨率方面可以大大优于电子同类产品。在本文中，我们分析了光子 ADC 的功耗，该功耗在之前的文献中尚未得到有意义的研究，但却是模数转换的关键品质因数。首先，我们表明，在量子噪声限制范围内，基于光子的转换器在任何合理的操作环境下都不能超过传统电子设计的效率。然而，我们进一步表明，光子 ADC 在高频下的卓越性能可能使它们在 Schreier 品质因数基础上优于高采样率电子 ADC，后者的性能受到时钟抖动和集成电路技术开关速度等技术限制的限制。
Many efforts have examined the prospect of photonic based analog to digital converters (ADCs) and shown that they can substantially outperform their electronic counterparts in terms of speed and resolution. In this paper we analyse the power consumption of photonic ADCs, which has not been meaningfully examined in previous literature yet is a critical figure of merit for analog to digital conversion. Firstly, we show that in a quantum noise limited regime photonic based converters cannot exceed the efficiency of conventional electronic designs in any reasonable operating environment. However, we further show that the exceptional performance of photonic ADCs at high frequencies may allow them to outperform high sampling rate electronic ADCs on a Schreier figure of merit basis, whose performance is limited by technological constraints such as clock jitter and the switching speed of the integrated circuit technology.
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Deakin C
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