光電混合模數(shù)轉(zhuǎn)換的多通道特性研究.pdf

1、眾所周知，隨著時間跨入21世紀(jì)第二個十年，人們的生活也已經(jīng)越來越信息化和數(shù)字化。各種各樣的數(shù)字終端設(shè)備如今已隨處可見，而這一切都得益于數(shù)字信號處理與存儲技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用。更復(fù)雜、更精致的信號處理系統(tǒng)踴躍出現(xiàn)，其應(yīng)用也早已由傳統(tǒng)的雷達、導(dǎo)彈、衛(wèi)星系統(tǒng)等軍事國防領(lǐng)域擴展到無線通信、醫(yī)學(xué)成像、多媒體和光纖數(shù)字電視等科技、經(jīng)濟領(lǐng)域。這些領(lǐng)域成功的決定因素之一在于模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog-to-digital converter,ADC)

2、的發(fā)展。模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一種將時間連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為時間離散的二進制形式的數(shù)字信號的器件。隨著數(shù)字信息時代的來臨，傳統(tǒng)的電子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展速度已經(jīng)顯然跟不上數(shù)字信號處理的發(fā)展速度，其已經(jīng)成為了限制高性能數(shù)字信號處理系統(tǒng)的主要瓶頸。因此利用光學(xué)組件來提高系統(tǒng)性能的光電混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器逐漸吸引了人們的研究興趣，并被認為是一種很具潛力的技術(shù)。
　　本文分別對兩種光電混合模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進行了研究：首先提出了基于時分復(fù)用(Optical Tim

3、e Division Multiplexing,OTDM)的多通道并行時間交織的模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)方案，對其原理、系統(tǒng)中會影響其有效位數(shù)(Effective Number of Bit,ENOB)的各個部分進行了分析，并搭建了雙通道實驗平臺，采用高精度的可調(diào)光纖延時線精確控制每路信號的延遲時間，測試了射頻輸入信號分別為50MHz、100MHz、200MHz和250MHz時系統(tǒng)恢復(fù)的信號，并通過IEEE數(shù)字波形記錄標(biāo)準(zhǔn)算法在Matlab軟件中對

4、數(shù)據(jù)進行了計算，得到了系統(tǒng)的有效位數(shù)，并與理論值進行了對比。
　　其次，對光輔助時域展寬(PhotonicAssistedTimeStretch, PATS)型模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的原理進行了分析，在理論上闡述了此結(jié)構(gòu)相比時分復(fù)用結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，分析了時域展寬系統(tǒng)對信噪比的影響，并搭建了實驗平臺，分別對展寬系數(shù)為10和1.11的系統(tǒng)進行了驗證，并將取得的數(shù)據(jù)進行了消除包絡(luò)處理，提出了一種將時域展寬與時分復(fù)用結(jié)合的雙通道方式將展寬后的脈沖交錯實