[發明專利]基于光延遲的光電混合模數轉換方法與系統

有效

• 申請號: 201911020169.2
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110716366B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 邱琪;張天航;范志強;蘇君;史雙瑾;王云祥;廖云
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02F7/00
• 分類號: G02F7/00
• 代理公司: 成都智言知識產權代理有限公司 51282
• 代理人: 濮云杉

發明涉及基于光延遲的光電混合模數轉換方法與系統，其中方法包括：A.由時鐘分配與控制模塊產生1:n占空比的采樣電脈沖信號，同時為n路并行電子模數轉換模塊提供電采樣時鐘信號；B.將光源輸出的激光注入到電光調制器，由采樣電脈沖信號調制得到采樣光脈沖；C.將采樣光脈沖放大后均分到n個延遲通道中延時形成n路并行時空分離的采樣光脈沖；D.通過模擬信號對采樣光脈沖調制，再對調制后的采樣光脈沖展寬并轉換成電信號；E.將得到的電信號模數變換完成量化，得到n路并行輸出的數據信號；F.將所述n路并行的數據信號融合后輸出。本發明有效降低了光電模數轉換成本，并且還明顯減小了采樣光脈沖的抖動。

技術領域

本發明涉及光電混合模數轉換的方法與系統，具體講是基于光延遲的光電混合模數轉換方法與系統。

背景技術

近年來，隨著微波技術的高速發展，對模擬信號轉換成數字信號的要求越來越高，其中包括高采樣率、高帶寬、高量化位數等核心技術指標。

目前，基于電子技術的模數轉換技術，在采樣率和帶寬兩項指標上具有先天不足。上個世紀90年代至今，投入了大量的人力和物力研究基于光電子技術的模數轉換技術，經歷了基于LiNbO₃調制器陣列的模數轉換，基于光纖激光器的高重頻鎖模飛秒脈沖采樣的模數轉換等技術路線，其中重點研究了超高速的采樣光速率和高的量化位數等關鍵技術。多年的國內外研究表明，基于光子技術的超高速采樣率和超寬帶調制技術是模數轉換技術青睞光子技術的主要理由，而量化技術采用電子技術是目前的最佳方法。

目前大家公認采用較多的方案為，鎖模光纖激光器產生高重復頻率飛秒光脈沖信號，通過復用組合成重復頻率大于10GHz以上的采樣光脈沖序列，然后模擬信號采用寬帶LiNbO₃調制器對該高重頻采樣光脈沖序進行調制，完成對模擬信號的光采樣。為了便于電量化需要將被調制的飛秒脈沖展寬，通常采用光纖色散來實現脈沖展寬，展寬的光脈沖序列分組，形成并行的采樣光脈沖，然后光電轉換送入并行的電子模數轉換芯片實現量化，最后對并行的數據進行融合，完成了整個模數轉換。該方法的特點是，第一通過鎖模光纖激光器得到高重頻的采樣光脈沖，第二是并行處理并將光脈沖展寬再光電變換。它的優點是引入飛秒脈沖技術采樣速率有較大的范圍，不足是飛秒脈沖光纖激光器成本較高，且光脈沖從飛秒展寬到納秒有較大的信號損傷。

發明內容

本發明提供了一種基于光延遲的光電混合模數轉換方法與系統，可以降低光電模數轉換成本，并且減小采樣光脈沖的抖動。

本發明基于光延遲的光電混合模數轉換方法，包括：

步驟A.由時鐘分配與控制模塊產生1:n占空比的采樣電脈沖信號，同時為n路并行電子模數轉換模塊提供電采樣時鐘信號；

步驟B.將光源輸出的激光，注入到電光調制器，采樣電脈沖放大模塊放大所述的采樣電脈沖信號后，由所述的電光調制器調制得到相應占空比和脈寬的采樣光脈沖；

步驟C.將所述的采樣光脈沖放大后均分到n個延遲通道中進行延時，形成n路并行的時空分離的采樣光脈沖；

步驟D.通過模擬信號放大模塊輸出的模擬信號對所述n路并行的時空分離的采樣光脈沖調制，完成光采樣，然后對該調制后的采樣光脈沖進行展寬，并將展寬后的采樣光脈沖轉換成n路電信號；展寬的目的是為了適應電子模數轉換芯片較低的量化帶寬和采樣速率。

步驟E.將得到的n路電信號進行模數變換完成量化，得到n路并行輸出的數據信號；

步驟F.將所述n路并行的數據信號融合后輸出。