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(多图) 光模数转换系统数据校正算法的FPGA设计实现

/?? 2014年06月13日 ?? 收藏0
电模数转换的性能很大程度上受限于电时钟的抖动水平,但光子学技术具有宽带宽、高精度等特点,目前超短光脉冲的抖动已达到10fs左右,具有显著提高模数转换性能的潜力。因此,光模数转换具有巨大的应用前景。但由于通道的不一致性,以及光采样的非线性等,需要一定的算法进行校正和恢复。光模数转换系统在对各个通道信号进行数据采样时不可避免地带有随机误差,有时甚至带有显著误差。数据校正技术利用数据的冗余性,剔除原始数据中的显著误差,对数据进行校正以降低随机误差对测量值的影响并提取通道特征值,根据信号相关性推导得出的信号重构表达式进行失配校正,保证了数据的有效性。为满足实时性应用的需求,需要实时完成后端数据的校正处理。由于高速PADC后端采集的是高速大容量的多通道并行数据流,如何提高后端数据校正算法实现的实时性成为其关键之一。

FPGA具有强大的计算能力,能够高速并实时处理大规模的数据量,本文研究在FPGA上实现数据校正恢复算法、提高后端处理性能的方案,其中包括获取各个信号通道之间的失配量,进而修正通道间的不一致性,完成光模数转换中光采样系统后端数据处理模块。

1 数据校正的原理及方法

相位编码的光模数转换系统结构如图1所示。锁模激光器(Mode-Locked Laser,MLL)经过时间波长交织采样时钟生成模块,产生高速的光采样时钟。信号通过波分复用(WDM)模块马赫-曾德(MACH-ZENHNDER)调制器输出到由两个WDM端口(A端口和B端口)组成的双端口信号输入源。光采样时钟通过电光调制器(EOM)对RF信号进行采样。采样之后的光脉冲再通过WDM解复用成多路单波长光信号,每一路经过光电探测器(PD),转化为电信号,再由电子模数转换器(ADC)转换成数字信号。多路数字信号在信号重构模块进行数据校正、复合和储存。

图1 光模数转换系统结构图
图1 光模数转换系统结构图

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光模数转换? 信号校正恢复? FPGA? 算法?

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