基于時(shí)分復(fù)用的電光混合模數(shù)轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，高速信息查詢、即時(shí)語(yǔ)音視頻互通、以及高速信號(hào)識(shí)別等功能的不斷涌現(xiàn)和提高，這就使得人們對(duì)未來(lái)信號(hào)處理及傳輸速度的要求越來(lái)越高。高速度高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog-to-digital Converters, ADC)是數(shù)字信號(hào)處理中最為關(guān)鍵的組成部分，目前最為廣泛使用的電子學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換器受半導(dǎo)體制作工藝及材料的影響，嚴(yán)重制約了其輸出信號(hào)有效位數(shù)（Effective Number of Bits，ENOB）值和采樣

2、頻率的提高。而電光混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器是主要利用光學(xué)采樣電子學(xué)量化的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，它利用光學(xué)性質(zhì)突破了電子學(xué)的瓶頸問題，從而引起了各國(guó)科學(xué)家的高度關(guān)注。
　　基于時(shí)分復(fù)用（Optical Time-Division Multiplexing，OTDM）的電光混合模數(shù)轉(zhuǎn)換器是通過(guò)信號(hào)調(diào)制、光信號(hào)分路延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用的，然后通過(guò)多路并行電子學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)每一支路的信號(hào)采樣、量化，最后將得到的結(jié)果進(jìn)行整合。由于是通過(guò)多

3、路電子學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)信號(hào)同時(shí)進(jìn)行采樣、量化，因此該系統(tǒng)將采樣頻率提高了數(shù)倍，另外電子學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換器決定了該系統(tǒng)的量化精度，所以可以采用較高量化精度的電子學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)提高系統(tǒng)的ENOB。
　　本論文根據(jù)系統(tǒng)各部分可能產(chǎn)生的噪聲對(duì)最終輸出信號(hào)ENOB的影響，構(gòu)建了模擬光鏈路系統(tǒng)噪聲計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)搭建4路500MHZ并行采樣的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)間接調(diào)制系統(tǒng)和直接調(diào)制系統(tǒng)在輸入微波信號(hào)頻率分別為40MHZ、50MHZ、100MHZ以及2

4、50MHZ時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了測(cè)試，然后通過(guò)IEEE的數(shù)字波形處理公式對(duì)系統(tǒng)最終的ENOB進(jìn)行計(jì)算，最后將實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，另外還分析了在輸入不同頻率的微波信號(hào)對(duì)系統(tǒng)ENOB和信號(hào)噪聲失真比的影響。
　　在本論文中，我們還對(duì)模擬光鏈路的載噪比計(jì)算、光纖延時(shí)的具體實(shí)現(xiàn)方法、調(diào)制器的偏置點(diǎn)控制、四路一致性問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，特別是通過(guò)貝塞爾級(jí)數(shù)展開調(diào)制器的傳輸函數(shù)，很好的分析了它的非線性效應(yīng)，這對(duì)模擬信號(hào)光傳輸系統(tǒng)的研究