All-optical analog-to-digital conversion (ADC) has been extensively researched to break through the inherently limited operating speed of electronic devices. In this paper, we use the photonic crystal fiber (PCF) for ...All-optical analog-to-digital conversion (ADC) has been extensively researched to break through the inherently limited operating speed of electronic devices. In this paper, we use the photonic crystal fiber (PCF) for time-stretch (TS) analog-to-digital (A/D) conversion system through generating low noise, linear chirp distribution and flat super-continuum (SC). Based on the radio frequency (RF) analog signal modulated to the linearly chirped super-continuum, the large-dispersion photonic crystal fiber is used for time-domain stretching.展开更多
单光子探测在量子信息、生物医学、激光雷达成像等领域具有重要应用前景,InGaAs盖革雪崩焦平面具有单光子探测灵敏度,通过计量光子飞行时间实现距离探测,时间数字转换精度决定整个探测系统的测距精度,是近年来单光子探测领域的研究热点...单光子探测在量子信息、生物医学、激光雷达成像等领域具有重要应用前景,InGaAs盖革雪崩焦平面具有单光子探测灵敏度,通过计量光子飞行时间实现距离探测,时间数字转换精度决定整个探测系统的测距精度,是近年来单光子探测领域的研究热点。设计了一款64×64面阵型像素级高分辨低误码时间数字转换阵列电路(Time to Digital Converter,TDC),采用局部共享型高中低三段式异步周期TDC结构。低段位TDC全阵列共享,基于压控延迟链(Voltage Control Delay Line,VCDL)分相时钟实现亚纳秒计时;中高段位每个像素独享,中段位采用分频计数器降低时钟频率,降低阵列整体功耗,高段位采用线性反馈移位寄存器实扩展计时量程并实现计时、数据存储、输出一体化。采用延迟采样方案显著降低了因段间计数时钟不匹配导致的数据锁存误码问题。采用0.18μm CMOS工艺流片,实测250 MHz参考时钟频率下分辨率0.5 ns,积分非线性-0.4~0.6 LSB,微分非线性-0.4~0.4 LSB,TDC转换单调,有效量程位数13位,20 kHz帧频功耗380.5 mW。展开更多
在宽带高精度光子模数转换(Photonic Analog-to-Digital Converter,PADC)系统中,频综模块主要用于驱动PADC系统中的光开关阵列来实现并行解复用功能。介绍了PADC系统中的频综模块设计与实现,通过优化设计频综模块的内部器件可以调节光...在宽带高精度光子模数转换(Photonic Analog-to-Digital Converter,PADC)系统中,频综模块主要用于驱动PADC系统中的光开关阵列来实现并行解复用功能。介绍了PADC系统中的频综模块设计与实现,通过优化设计频综模块的内部器件可以调节光开关阵列的并行解复用性能,从而改善PADC系统的量化有效比特位数(Effective Number of Bits,ENOB)。实验对比分析了不同频综模块结构对PADC系统性能的影响,在9.812GHz的微波信号输入下的量化ENOB达7.73位,证明了频综模块优化设计方案的有效性。展开更多
基金supported by the Doctoral Program of Higher Education Research Fund (No.1101.01.001.672)
文摘All-optical analog-to-digital conversion (ADC) has been extensively researched to break through the inherently limited operating speed of electronic devices. In this paper, we use the photonic crystal fiber (PCF) for time-stretch (TS) analog-to-digital (A/D) conversion system through generating low noise, linear chirp distribution and flat super-continuum (SC). Based on the radio frequency (RF) analog signal modulated to the linearly chirped super-continuum, the large-dispersion photonic crystal fiber is used for time-domain stretching.
基金The National Natural Science Foundation of China(Nos.61434004,61234003,61504141,61704167)Beijing Municipal Science and Technology Project(No.Z181100008918009)Youth Innovation Promotion Association Program,Chinese Academy of Sciences(No.2016107)
文摘单光子探测在量子信息、生物医学、激光雷达成像等领域具有重要应用前景,InGaAs盖革雪崩焦平面具有单光子探测灵敏度,通过计量光子飞行时间实现距离探测,时间数字转换精度决定整个探测系统的测距精度,是近年来单光子探测领域的研究热点。设计了一款64×64面阵型像素级高分辨低误码时间数字转换阵列电路(Time to Digital Converter,TDC),采用局部共享型高中低三段式异步周期TDC结构。低段位TDC全阵列共享,基于压控延迟链(Voltage Control Delay Line,VCDL)分相时钟实现亚纳秒计时;中高段位每个像素独享,中段位采用分频计数器降低时钟频率,降低阵列整体功耗,高段位采用线性反馈移位寄存器实扩展计时量程并实现计时、数据存储、输出一体化。采用延迟采样方案显著降低了因段间计数时钟不匹配导致的数据锁存误码问题。采用0.18μm CMOS工艺流片,实测250 MHz参考时钟频率下分辨率0.5 ns,积分非线性-0.4~0.6 LSB,微分非线性-0.4~0.4 LSB,TDC转换单调,有效量程位数13位,20 kHz帧频功耗380.5 mW。
文摘在宽带高精度光子模数转换(Photonic Analog-to-Digital Converter,PADC)系统中,频综模块主要用于驱动PADC系统中的光开关阵列来实现并行解复用功能。介绍了PADC系统中的频综模块设计与实现,通过优化设计频综模块的内部器件可以调节光开关阵列的并行解复用性能,从而改善PADC系统的量化有效比特位数(Effective Number of Bits,ENOB)。实验对比分析了不同频综模块结构对PADC系统性能的影响,在9.812GHz的微波信号输入下的量化ENOB达7.73位,证明了频综模块优化设计方案的有效性。
