模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是通信系統(tǒng)的重要組成部分,是將模擬信號與數(shù)字信號連接起來的橋梁。由于受到電子器件的限制,電子的模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)很難跟得上高速率、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換的要求。因此,用光學(xué)手段實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換成為近年來的研究熱點。目前提出的全光模數(shù)轉(zhuǎn)化方法有多種,其中基于強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器的方案具有實現(xiàn)原理簡單、所用器件成熟的優(yōu)點,因此本文對采用強(qiáng)度調(diào)制和相位調(diào)制的全光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)開展研究,設(shè)計了兩種系統(tǒng)并仿真實現(xiàn),對系統(tǒng)性能進(jìn)行分析。論文的主要工作如下:(1)研究了基于強(qiáng)度量化和移相量化的原理,比較它們各自的優(yōu)勢,提出了強(qiáng)度-相位聯(lián)合量化的全光模數(shù)轉(zhuǎn)換方案。該方案克服了強(qiáng)度量化要求電光調(diào)制曲線周期倍增的問題,解決了移相量化中每提高1bit量化精度系統(tǒng)的量化通道數(shù)量就要倍增的問題。通過系統(tǒng)仿真,實現(xiàn)了用50Gbit/s采樣信號對2.5GHz的正弦信號進(jìn)行6bit量化的全光模數(shù)轉(zhuǎn)換,得到了 5.8918bit的有效量化比特率。該方法在4bit移相光量化方案基礎(chǔ)上增加2個強(qiáng)度調(diào)制器,使系統(tǒng)的量化精度提高了2bit,并且不明顯增加系統(tǒng)的復(fù)雜度。論文對所設(shè)計的系統(tǒng)性能進(jìn)行了分析。(2)設(shè)計了基于級聯(lián)非對稱馬赫曾德電光調(diào)制器的全光模數(shù)轉(zhuǎn)換方案。與之前的單獨強(qiáng)度量化或相位量化的系統(tǒng)相比,該方案在提高量化比特率的同時,盡可能減少了系統(tǒng)中器件數(shù)量。另外,解決了強(qiáng)度-相位聯(lián)合量化中,被量化的信號電壓受電光調(diào)制器半波電壓的限制問題。而且,系統(tǒng)中采用光比較器,避免了以往電子比較器產(chǎn)生的噪聲,使模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實現(xiàn)了高速采樣、全光量化和全光判決。通過系統(tǒng)仿真,實現(xiàn)了用50Gbit/s采樣信號對2.5GHz正弦信號的5bit量化,得到了4.9928bit的量化精度,并對該方案進(jìn)行了誤差性能分析。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN792

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本文編號：2807529