基于光采樣及并行多通道的光電混合模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)字信號(hào)在傳輸和處理方面有許多模擬信號(hào)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter，ADC)作為將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的關(guān)鍵器件，其性能好壞直接影響著整個(gè)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電子ADC由于物理瓶頸的限制，難以滿足日益增長(zhǎng)的速率和精度要求。利用光學(xué)的方法能夠有效地突破電子ADC的物理瓶頸。光學(xué)ADC被認(rèn)為是有望實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)高速高精度數(shù)字化的有效途徑和方法。
　　本文對(duì)基于光采樣及并行多通道

2、的光學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行了方案仿真，具體工作包括：首先，搭建了通道數(shù)為4路、采樣速率為4.2GS/s的光學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，加載了20GHz的模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了有效位數(shù)為3.95的模數(shù)轉(zhuǎn)換，證明了該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)帶通采樣數(shù)字化的能力；其次，討論了多通道一致性對(duì)于信號(hào)質(zhì)量影響，分別從通道間的脈沖幅度、脈沖時(shí)序以及后端電子ADC量化時(shí)鐘的層面分析了對(duì)信號(hào)的影響，并得到了系統(tǒng)能夠容忍的多通道一致性誤差范圍，提出了改善系統(tǒng)多通道一致性誤差的數(shù)據(jù)優(yōu)化算

3、法，并通過(guò)仿真得到了驗(yàn)證；再次，分析了調(diào)制深度對(duì)于信號(hào)質(zhì)量的影響，結(jié)果表明：調(diào)制深度過(guò)高或過(guò)低對(duì)信號(hào)質(zhì)量都有影響，光學(xué)ADC系統(tǒng)具有最佳的調(diào)制深度；最后，分析了色散、調(diào)制器傳輸函數(shù)、調(diào)制器偏置點(diǎn)漂移對(duì)信號(hào)精度的非線性影響，并采用互補(bǔ)型調(diào)制器和arcsin函數(shù)操作的方案對(duì)信號(hào)的非線性失真進(jìn)行了改善，將有效位數(shù)提高到5.72位。搭建了一個(gè)基于光采樣的雙通道光電混合模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)：包括對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的選取、參數(shù)測(cè)定、波長(zhǎng)時(shí)間交織采樣光序列的產(chǎn)生(2