[发明专利]分段式光子数模转换器及其波形产生方法

权利要求书

1.一种基于分段式光子数模转换器的波形产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

将目标信号进行以码源码率作为采样率进行采样，得到多个不同的采样点，并将所述多个不同的采样点进行量化，得到相应的离散量化值；

通过预设关系式得到需要进行不同加权的量化值，并分别进行二进制加权量化和一元加权量化，得到M+N_b路非归零数字码流；

根据所述M+N_b路非归零数字码流通过M+N_b路数字码流调制单元得到M+N_b路经过OOK调制之后的光信号；

将所述M+N_b路经过OOK调制之后的光信号通过波分复用器耦合到一个光路中，得到一路光信号；

将所述一路光信号通过光电探测器转换为电信号，得到目标模拟信号；

其中，所述将目标信号进行以码源码率作为采样率进行采样，得到多个不同的采样点，并将所述多个不同的采样点进行量化，得到相应的离散量化值，包括：

将目标信号进行以码源码率作为采样率进行采样，对于任意采样点Q_i，进行个台阶的量化，最多得到范围内个不同的量化值X_i；

所述通过预设关系式得到需要进行不同加权的量化值，并分别进行二进制加权量化和一元加权量化，得到M+N_b路非归零数字码流，包括：

将得到量化值X_i,根据预设关系式：

得到相应的Y_i,Z_i，其中a|b意为a整除b；

将得到的Z_i进行N_bbit的二进制加权量化，得到1～N_b路的数字码流S_ij,j∈{1,2...N_b}，S_ij为第i个采样点第j路数字码的取值，将上述得到的Y_i进行一元加权量化，分别与j-N_b相比较，其中j∈{N_b+1,N_b+2,...N_b+M}，得到：

所述根据所述M+N_b路非归零数字码流通过所述M+N_b路数字码流调制单元得到M+N_b路经过OOK调制之后的光信号，包括：

将产生的M+N_b路非归零数字码流S_ij，利用M+N_b个光电调制器，将其开关键控OOK 调制到M+N_b路不同波长的激光上，其中M+N_b路都为非相干光，每两路的波长之差都远大于数字信号的码率，每路光信号的光功率之比为其中有M路的光功率为得到N_b+M路经过OOK调制之后的光信号；

所述将所述M+N_b路经过OOK调制之后的光信号通过波分复用器耦合到一个光路中，得到一路光信号，包括：

将得到的N_b+M路光信号通过波分复用器耦合到一个光路中，得到一路光信号，波分复用器有N_b+M个输入通道，且波分复用器的每个通道的中心波长对应着相应输入光信号的波长；

其中，所述分段式光子数模转换器包括：

M+N_b路数字码流调制单元，所述M+N_b路数字码流调制单元包括M+N_b个可调谐激光器、M+N_b个调制器和M+N_b路数字码源，其中，M为一元加权结构的分支数，N_b为二进制加权结构的分支数，以组成一元加权结构和二进制加权结构；

波分复用器和光电探测器，其中，对于满足第一预设条件的比特位，采用所述一元加权结构，每路有相同的光功率，而对于满足第二预设条件的比特位，采用二进制赋权结构，光功率以2为倍数依次递减，使得每一路分别被不同的数字码率OOK调制和延时调整之后，在所述波分复用器中非相干叠加，以在所述光电探测器中转化为输出的目标模拟信号，其中，数字码源的码率大于所述目标模拟信号的两倍最高频率；所述光电探测器的响应速率大于所述目标模拟信号的最高频率；各激光器的激光频率间隔大于所述光电探测器的最大带宽；所述调制器的调制速率大于数字码源的码率。