光采样示波器软件同步算法研究

作     者：杨爱英 赵喆 李谦 Yang Aiying;Zhao Zhe;Li Qian

作者机构：北京理工大学光电学院北京100081 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2023年第43卷第15期

页      面：97-106页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(61427813) 

主　　题：光纤通信 采样 眼图 Q因子 

摘      要：随着高速光通信信号速率的不断提高,电采样示波器所需的带宽也增加了。现有宽带高性能电采样示波器逐渐达到电子瓶颈决定的带宽极限。为了克服电子瓶颈,研制了基于光域采样技术的光采样示波器样机,其中软件同步算法的复杂度决定了样机测试的实时性。在基于啁啾z变换(CZT)的软件同步算法基础上,提出了基于选带傅里叶变换(ZoomFFT)的软件同步算法,进一步降低软件同步复杂度。与基于CZT的软件同步算法相比,基于ZoomFFT的软件同步算法所需实数乘法个数下降了68.8%。利用研制的光采样示波器样机,分别对不同速率的四电平脉冲幅度调制(PAM4)光信号、正交相移键控(QPSK)光信号进行了测量,并以宽带电采样示波器的测量结果进行对比,验证了光采样示波器能自适应地对不同速率的强度调制信号、相位调制信号进行测量。此外,为了表征光采样示波器本底噪声的影响,通过降低被测光通信信号功率,对Q因子进行了测量,结果表明,Q因子下降3 dB对应的灵敏度约为10 dB。