時間波長交織光模數轉換信號校正技術研究.pdf

1、模數轉換器(Analog-to-digital Converter, ADC)是將模擬信號轉化為數字信號的器件。通信、科研等領域信號處理的帶寬和精度的不斷提升對模數轉換器的采樣率和精度提出了更高的要求,而數字信號的處理與儲存技術的不斷發(fā)展也為模數轉換器的發(fā)展提供了有力支撐。傳統的電學模數轉換器經過了幾十年的發(fā)展其帶寬、采樣率和精度也在不斷提高,但由于電子瓶頸對電采樣時鐘抖動的限制繼續(xù)大幅提升精度變得較為困難。
　　因此近年來研究人

2、員將具有超帶寬、高穩(wěn)定性等特點的光子學技術引入模數轉換器的設計希望突破電子瓶頸的限制,進一步提高模數轉換器的性能。目前包括時間波長交織、時間拉伸等在內的多種光模數轉換方案被提出并實驗驗證,其采樣率和精度也不斷提高,光模數轉換系統的研究主要設計方案設計、器件制作和信號校正等方面。
　　本文主要研究時間波長交織光模數轉換系統中的信號校正技術,理論分析了其工作原理以及系統中各器件引入的噪聲或諧波失真等對采樣結果造成的影響;在此基礎上完整

3、設計了一套基于標定的校正方案。分析了時分復用模塊的噪聲特性及其對系統精度的影響,探索了一種基于自適應干擾對消技術的校正方案并通過仿真和實驗進行了驗證。
　　首先,本文介紹了時間波長交織系統的原理和數學模型。對光源抖動、通道不均勻性和調制器非理想性進行了數學建模,分析了它們對系統采樣精度的影響。
　　其次,分析設計了一種基于標定的校正方案。通過建立的數學模型分析已知信號的采樣結果,從而進行系統參數的標定并用于后續(xù)校正,分別提取

4、了通道間幅度不均勻性參數、反余弦參數、調制器波長相關性參數等。通過對采樣率8GS/s的系統仿真得到了6.4bit的有效比特位數。
　　最后,對時分復用模塊的噪聲特性進行了分析,建立了其對系統采樣結果影響的數學模型。利用其產生的噪聲在通道內并能被同步探測的特點探索將數字信號處理中的自適應干擾對消技術引入信號校正,設計了具體方案,仿真了單通道與多通道系統的校正結果。將標定技術與自適應干擾對消技術在多通道光模數轉換系統信號重構中結合,對