高速高精度微波信號光學模數(shù)轉換器關鍵技術研究.pdf

1、隨著通訊技術的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的通信網(wǎng)逐漸演變成信息網(wǎng)，人們在信息網(wǎng)中需求的不只是互相之間的簡單通訊，更是各種信息的獲取，因此，高速度、大容量、多媒體的信息網(wǎng)建設具有重大意義。模數(shù)轉換器（Analog to Digital Converter，ADC）是信息網(wǎng)絡中的一個關鍵器件，它是連接模擬世界和數(shù)字世界的橋梁。傳統(tǒng)的電子ADC由于受到電子瓶頸的約束，其采樣速率和有效輸出位（Effective Number of Bits，ENOB

2、）都無法得到更大的提高，而光電ADC作為一種新型的ADC系統(tǒng)，它通過利用光的特性來提高系統(tǒng)的采樣速率和ENOB，引起了世界各地很多研究人員的目光。
　　基于光時分復用技術（Optical Time-Division Multiplexing，OTDM）光電ADC是通過光子器件對光信號進行時分復用，然后通過幾路并行的電子ADC分別對每一路的信號進行采樣量化，最后將得到的采樣值提取出來進行重新還原。由于通過時分復用的方法將光信號分成多

3、路，并且每一路都有電子ADC對信號進行采樣量化，因此系統(tǒng)的采樣速率得到了很大的提高，而且系統(tǒng)的量化精度是由電子ADC決定的，因此可以采用低速、高量化精度的電子ADC，從而提高了系統(tǒng)的ENOB。
　　本論文提出了一種新型的基于OTDM技術的光電ADC系統(tǒng)方案，該方案利用光纖延時線對光信號的相位延時原理實現(xiàn)光信號的時分復用，經(jīng)過電信號調(diào)制后的光信號分為4路，每一路通過光電轉換器進行光電轉換，并利用4路并行的電子ADC對轉換后的電信號進

4、行采樣、量化，最后通過軟件將每一路的采樣值進行提取、重組、還原成輸入信號。
　　在論文中，我們對光纖延時線對光信號的相位延時原理進行了分析、計算，并對該方案的可行性進行了理論分析；同時對系統(tǒng)中可能存在的噪聲進行了分析，討論了噪聲與系統(tǒng)ENOB參數(shù)的關系；利用matlab軟件對該系統(tǒng)的實現(xiàn)過程進行了理論仿真，理論證明了該方案的可行性；設計出了該方案的光電ADC樣機，通過實驗對樣機進行了驗證，并對實驗結果做出了分析，通過實驗證明，我們