时间交织光模数转换系统通道失配特性研究

发布时间：2020-04-24 10:03

【摘要】：本文工作围绕时间交织光模数转换(TIPADC)系统,重点研究TIPADC系统的通道失配特性。首先,基于TIPADC系统的基本模型理论,得到多通道TIPADC的等效通道响应,并且发现特定条件下其系统等效响应的架构与典型时间交织电模数转换(TIEADC)系统是等效的。借鉴TIEADC系统通道失配校正的相关理论和典型方法,展开对TIPADC系统通道失配校正影响的研究。其次,研究发现TIPADC系统呈现出的通道特性与后端探测有关。因此有必要研究后端探测响应对通道失配的影响。从TIPADC的等效通道响应出发,分析了后端光电探测响应与通道失配的关系及其对失配校正的影响,结果表明:当后端探测无串扰,通道响应没有频率选择性时,通道增益失配和时间失配的影响与频率无关,可以用在单一频点处得到的失配参数进行校正;当有串扰,即通道响应具有频率选择性时,增益失配仍然可以用单一频点处得到的失配参数进行校正,而时间失配无法用单一频点处得到的失配参数进行校正。再次,为了验证后端探测响应对系统通道失配估计及校正的影响,采取基于标定的通道失配估计方法。即,先采用单频信号标定出相应频点的增益失配和时间失配参数;对其他被采样信号的采样数据,借鉴时间交织电模数转换系统的典型校正方法,进行校正。仿真结果与理论分析一致。我们还进一步调整增益失配比例、通道时间失配比例、后端探测带宽、系统通道数,仿真结果与前述结论仍一致。最后,基于时分复用(OTDM)以及16通道波分复用(WDM)技术,搭建了TIPADC系统的实验平台,系统总采样率为128GS/s。对系统性能进行测试,通过在后端加低噪声放大器,同等条件下系统性能得到优化。
【图文】：

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数（Effective Number of Bits，ENOB）呈下降趋势，同时可发现 ENOB 被限制代表各种“电子瓶颈”的曲线下。图1-1 “电子瓶颈”现象[1]Fig. 1-1 phenomenon of bottleneck[1]为了突破传统模数转换器电子瓶颈问题，研究学者发现利用光子学技术的超低抖动特性可有效解决。传统电模数转换器的抖动水平在 100 飞秒量级，，而光模数转换器可将抖动水平大幅降低至几飞秒量级，数据对比上可看出光模数转换器相较于电模数转换器的优势。如图 1-2 可见，在同样的采样率条件下，光模数转

趋势线,模数转换器,光模,数转换器

上海交通大学硕士学位论文换器的有效位数普遍比电模数转换器会高 2-3 个比特（黑点和红点分别代表光模数转换器和电模数转换器的性能指标），这就是 Walden 趋势线。因此，基于光子学技术的光模数转换器凭借高带宽、低抖动的优势，可有效解决传统模数转换器“电子瓶颈”限制。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN792

【参考文献】