The invention discloses a photonic analog-to-digital conversion method and system for improving bit accuracy. A femtosecond pulse laser is used to provide a pulse light source. The optical fiber splitter is divided into two parallel sampling pulse sources. The analog radio frequency signal is sampled by an electro-optic modulator. The analog radio frequency signal is converted into an electric signal by a photoelectric detector and processed by a comparator after operation by a radio frequency operation circuit module. The array carries out threshold judgment, and the four digital signals obtained after the judgment are the digitized signals of analog signals. Compared with the traditional photon analog-to-digital conversion system, the photon analog-to-digital conversion system does not need a large number of additional comparator arrays for multi-threshold decision, and only uses the radio frequency operational circuit module to add and subtract the radio frequency signal to increase the number of quantization channels, which can effectively improve the bit accuracy of the analog-to-digital conversion system. At the same time, the system has simple structure and easy integration. Characteristic.
【技术实现步骤摘要】
一种比特精度改善的光子模数转换方法及系统
本专利技术涉及光通信的信号处理领域,具体涉及一种比特精度改善的光子模数转换方法及系统。
技术介绍
模数转换器(ADC)是连接现实模拟世界和数字化世界的桥梁。具有高采样率和高比特精度的模数转换器是现代模拟传感器和数字信号处理系统之间不可或缺的核心器件之一,在宽带雷达、电子侦察、软件无线电、实时测量等领域中发挥着重要作用。然而,由于存在固有的定时抖动和带宽瓶颈,传统的电子ADC的性能很难满足现代应用的需求,急需寻找一种新的技术来提高模数转换器的性能。相比于电子ADC,光子ADC具有较大的优势,可以避免一系列电域固有的麻烦。首先,光子技术具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰等特性,可以突破电子ADC的带宽瓶颈;其次,脉冲光源的时钟抖动已经达到飞秒量级,比电子时钟抖动低两个数量级,这使得实现采样速率达到100GS/s的ADC成为可能。因此,光子模数转换技术在信号处理方面具有很大的研究空间和巨大的应用前景。早在1979年,Taylor首次提出基于马赫曾德尔调制器(MZM)阵列来实现光量化编码的方案。在方案中,各路调制器的传递函数不同,对于不同的输入电压,会得到不同的量化编码。但由于现有制造工艺的限制,调制器阵列的半波电压不可能随着ADC比特位数增加而呈2的倍数减小,因而此方案所获得的比特位数是有限的。为了避免这一问题,Stigwall提出利用空间MZ干涉结构来实现相移光量化。在他的方案中,空间干涉仪的其中一条臂上带有一个相位调制器,调制上模拟射频信号后与另一条臂的光信号发生空间干涉。由于光信号在空间的不同位置处具有不同的干涉输出, ...
【技术保护点】
1.一种比特精度改善的光子模数转换方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、由飞秒脉冲激光器(1)发出的采样光脉冲经过光纤分束器(2),分成两路并行的采样脉冲源;步骤二、两路采样脉冲分别在第一电光调制器(5)、第二电光调制器(6)同时对模拟射频信号进行采样,使采样光脉冲携带有模拟信号的信息,得到两个通道的输出光;步骤三、两个通道的输出光分别在第一光电探测器(9)、第二光电探测器(10)中完成光电转换;步骤四、第一光电探测器(9)和第二光电探测器(10)输出的两路电信号经射频运算电路模块(11)运算处理后由比较器阵列(12)进行阈值判决,判决完成后得到的四路数字信号即为模拟信号数字化后的信号。
【技术特征摘要】
1.一种比特精度改善的光子模数转换方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、由飞秒脉冲激光器(1)发出的采样光脉冲经过光纤分束器(2),分成两路并行的采样脉冲源;步骤二、两路采样脉冲分别在第一电光调制器(5)、第二电光调制器(6)同时对模拟射频信号进行采样,使采样光脉冲携带有模拟信号的信息,得到两个通道的输出光;步骤三、两个通道的输出光分别在第一光电探测器(9)、第二光电探测器(10)中完成光电转换;步骤四、第一光电探测器(9)和第二光电探测器(10)输出的两路电信号经射频运算电路模块(11)运算处理后由比较器阵列(12)进行阈值判决,判决完成后得到的四路数字信号即为模拟信号数字化后的信号。2.根据权利要求1所述的一种比特精度改善的光子模数转换方法,其特征在于:其中步骤二中,模拟射频信号是由信号发生器(7)产生并同步输入到第一电光调制器(5)和第二电光调制器(6)。3.根据权利要求1所述的一种比特精度改善的光子模数转换方法,其特征在于:所述第一电光调制器(5)和第二电光调制器(6)的偏置电压由直流电源(8)控制,分别偏置在调制器的最大点和线性点。4.根据权利要求1所述的一种比特精度改善的光子模数转换方法,其特征在于:步骤三中,两个通道的输出光在第一光电探测器(9)、第二光电探测器(10)中完成光电转换后,输出电流信号I1、...
【专利技术属性】
技术研发人员:池灏,杨淑娜,李齐良,毕美华,
申请(专利权)人:杭州电子科技大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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