基于時分復用的電光混合模數(shù)轉化結構基礎研究.pdf

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

2、頻率的提高。而電光混合模數(shù)轉換器是主要利用光學采樣電子學量化的方法來實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉換，它利用光學性質突破了電子學的瓶頸問題，從而引起了各國科學家的高度關注。
　　基于時分復用（Optical Time-Division Multiplexing，OTDM）的電光混合模數(shù)轉換器是通過信號調制、光信號分路延時來實現(xiàn)時分復用的，然后通過多路并行電子學模數(shù)轉換器對每一支路的信號采樣、量化，最后將得到的結果進行整合。由于是通過多

3、路電子學模數(shù)轉換器對信號同時進行采樣、量化，因此該系統(tǒng)將采樣頻率提高了數(shù)倍，另外電子學模數(shù)轉換器決定了該系統(tǒng)的量化精度，所以可以采用較高量化精度的電子學模數(shù)轉換器來提高系統(tǒng)的ENOB。
　　本論文根據(jù)系統(tǒng)各部分可能產(chǎn)生的噪聲對最終輸出信號ENOB的影響，構建了模擬光鏈路系統(tǒng)噪聲計算的數(shù)學模型，并通過搭建4路500MHZ并行采樣的實驗平臺，對間接調制系統(tǒng)和直接調制系統(tǒng)在輸入微波信號頻率分別為40MHZ、50MHZ、100MHZ以及2

4、50MHZ時的實驗結果進行了測試，然后通過IEEE的數(shù)字波形處理公式對系統(tǒng)最終的ENOB進行計算，最后將實驗計算結果與理論結果進行比對，另外還分析了在輸入不同頻率的微波信號對系統(tǒng)ENOB和信號噪聲失真比的影響。
　　在本論文中，我們還對模擬光鏈路的載噪比計算、光纖延時的具體實現(xiàn)方法、調制器的偏置點控制、四路一致性問題進行了詳細的分析，特別是通過貝塞爾級數(shù)展開調制器的傳輸函數(shù)，很好的分析了它的非線性效應，這對模擬信號光傳輸系統(tǒng)的研究