本文關(guān)鍵詞：基于光延遲光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)研究　出處：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-digital Converter,ADC)作為一種將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的器件,是實(shí)現(xiàn)從模擬信號探測到數(shù)字傳輸和處理中必不可少的環(huán)節(jié)。隨著近年來社會(huì)數(shù)字化進(jìn)程的不斷提高,電子ADC由于受電子瓶頸限制而無法滿足日益增長的采樣率和帶寬需求。而光子ADC卻可以克服這一問題實(shí)現(xiàn)超高的采樣率和超寬的帶寬,因此被認(rèn)為是取代電子ADC的最佳方案。本文首先簡單回顧了光子ADC的發(fā)展進(jìn)程,并結(jié)合最新研究進(jìn)展對各類光子ADC的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較,之后著重介紹和分析了一種基于光延遲的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對光延遲模數(shù)轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)原理及影響系統(tǒng)性能的參數(shù)進(jìn)行了較為全面的討論。理論分析部分,首先分析了光延遲模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理和各部件的作用,即利用光分路器和延遲控制實(shí)現(xiàn)信號在各支路中的交錯(cuò)傳輸,并通過并行采樣實(shí)現(xiàn)采樣頻率的倍增。其次,將IEEE ADC測試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定與光延遲模數(shù)轉(zhuǎn)換器中各部件的工作原理相結(jié)合,推導(dǎo)得出延遲線精度誤差、分路器損耗差異、探測器噪聲等因素對光延遲模數(shù)轉(zhuǎn)換器有效位數(shù)影響的數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證部分,設(shè)計(jì)完成了四通道的光延遲模數(shù)轉(zhuǎn)換器,實(shí)驗(yàn)中達(dá)到了最高采樣頻率500MS/s,有效位數(shù)7位以上的性能參數(shù)。對比了單通道、雙通道、四通道對不同頻率信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的輸出信號、頻譜圖像和有效位數(shù),并就對比結(jié)果進(jìn)行了分析。之后完成了在雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)下,延遲精度誤差、探測器響應(yīng)差異對有效位數(shù)影響的對比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析中相應(yīng)部分的結(jié)論的正確性。最后,論文對于光延遲模數(shù)轉(zhuǎn)換器未來的發(fā)展進(jìn)行了評估,并就完成更具有高采樣率模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案和技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了簡要的分析。
[Abstract]:Analog-to-digital converter (ADC) is a device that converts analog signals to digital signals. It is an essential link to realize digital transmission and processing from analog signal detection to digital signal processing. With the development of social digitization in recent years. Electronic ADC can not meet the increasing demand of sampling rate and bandwidth due to electronic bottleneck, but photonic ADC can overcome this problem and achieve ultra-high sampling rate and ultra-wide bandwidth. Therefore, it is considered as the best alternative to electronic ADC. Firstly, the development process of photonic ADC is briefly reviewed, and the advantages and disadvantages of various photonic ADC are compared with the latest research progress. After that, a kind of ADC based on optical delay is introduced and analyzed emphatically, and the system principle and the parameters that affect the system performance are discussed through theoretical analysis and experimental verification. Theoretical analysis. Firstly, the principle of optical delay A / D converter and the function of each component are analyzed, that is, the signal is interlaced in each branch by optical splitter and delay control. The sampling frequency is doubled by parallel sampling. Secondly, the precision error of delay line is derived by combining the IEEE ADC test standard with the working principle of the components in the optical delay ADC. The mathematical model of the effect of splitter loss difference, detector noise and other factors on the effective bit number of optical delay A / D converter. Experimental verification, the design of a four-channel optical delay A / D converter. In the experiment, the maximum sampling frequency of 500ms / s and the effective bit number of more than 7 bits are obtained. The output signals of single channel, double channel and four channel are compared. The spectrum image and the effective bit number are analyzed, and the contrast experiment of the effect of delay precision error and detector response difference on the effective bit number is completed in the dual channel A / D conversion system. The conclusion of the corresponding part of the theoretical analysis is verified. Finally, the future development of optical delay A / D converter is evaluated. The realization scheme and technical difficulties of the high sampling rate A / D conversion system are briefly analyzed.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN792

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本文編號：1437923