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(shí)間跨入21世紀(jì)第二個(gè)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(hào)處理與存儲(chǔ)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(hào)處理系統(tǒng)踴躍出現(xiàn)，其應(yīng)用也早已由傳統(tǒng)的雷達(dá)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星系統(tǒng)等軍事國(guó)防領(lǐng)域擴(kuò)展到無(wú)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(jì)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(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散的二進(jìn)制形式的數(shù)字信號(hào)的器件。隨著數(shù)字信息時(shí)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(hào)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(hào)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(rèn)為是一種很具潛力的技術(shù)。
　　本文分別對(duì)兩種光電混合模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究：首先提出了基于時(shí)分復(fù)用(Optical Tim

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

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