[發明專利]一種基于多項式擬合的全光采樣的線性度和轉換效率計算方法

無效

• 申請號: 200810046261.1
• 申請日: 2008-10-10
• 公開（公告）號: CN101718584A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 張尚劍;劉永;張謙述;李和平;劉永智
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;G06F17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于全光信號處理領域，它特別涉及全光采樣系統的線性度和轉換效率計算方法。

背景技術

全光采樣是一種全光信號變換技術，其利用被采樣模擬信號光對采樣脈沖光的調制作用，獲得強度被調制的采樣光輸出，實現對模擬光信息的實時獲取和測量。如圖1所示，在全光采樣系統的端口1輸入高重復頻率、等幅度的采樣脈沖，同時在端口2輸入被采樣模擬信號光，在端口3可獲得強度隨著模擬信號光變化的采樣脈沖輸出。全光采樣技術可用于高速信號變換和處理系統，其在現代全光通信網中光信號測量及質量監測具有很好的應用前景。

理想的全光采樣系統應該是高效率的線性系統，即輸出采樣脈沖的峰值功率與模擬信號光功率呈線性變化關系，但是實際采樣過程都存在非線性引起的失真。在衡量采樣系統方面，線性度和轉換效率是兩個非常重要的指標。目前還沒有專門針對全光采樣指標的計算方法，可以作為參考的是GB/T7665-2005《傳感器通用術語》和GB/T18459-2001《傳感器主要靜態性能指標計算方法》定義的線性度和轉換效率概念。根據這兩個標準，線性度通過對傳輸曲線進行最小二乘直線擬合，用傳輸曲線偏離直線的程度來表征。根據擬合直線方法的不同，有獨立線性度、基于零的線性度和終端或端點線性度。而轉換效率一般是用擬合直線的斜率來表示。根據公開發表的文獻，例如ShimJ，LiuB，PiprekJ等(見文獻ShimJ，LiuB，PiprekJ?and?Bowers?J?E.Nonlinear?properties?of?traveling-wave?electroabsorption?modulator.IEEEPhotonics?Technology?Letters，2004，16(4)：1035-1037.)提出利用快速傅立葉變換方法分析不同電注入功率下輸出光信號的諧波分量，實現了對電光模擬調制的非線性特性分析。基于傅立葉變換的諧波分析方法被廣泛用于信號分析，對于信號失真分辨率較高。

利用直線擬合傳輸曲線的方法得到的是傳輸曲線本身的線性度，并不是真止的傳感系統或者采樣系統的線性度，因此直線擬合方法存在局限性和不足；傅立葉變換法利用傅立葉卷積運算對比分析輸入信號和輸出信號的頻譜，由于輸出采樣脈沖含有脈沖本身和幅度包絡的兩種頻譜成份，需要剔除脈沖本身頻譜，才能得到輸入模擬信號與輸出脈沖包絡的頻譜對比，這種方法分析結果準確，但是測量或者計算過程非常繁瑣，且儀器成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種全光采樣線性度和轉換效率的計算方法，它利用采樣傳輸曲線的最小二乘擬合多項式函數來表征全光采樣系統，通過多項式函數代換和三角函數積化和差變換，計算得到采樣諧波失真和轉換效率，完成全光采樣的線性度和轉換效率全面表征。

為了方便地描述本發明內容，首先做術語定義：

定義1最小二乘多項式擬合

假設給定數據點(x_i，y_i)(i＝1，2，…，n)，Φ為所有次數不超過m(m≤n)的多項式構成的函數類，現求一y=f(x)=Σk=0makxk∈Φ,]]>使得