基于单光子雪崩二极管（SPAD）的激光雷达凭借其灵敏度高、探测距离远、集成度高等优点被广泛应用于三维感知领域。SPAD激光雷达系统中包含各种功能的子模块。研究这些子模块对激光雷达系统性能的影响有助于进一步优化系统方案，提高研发效率，降低研发成本。因此，从系统子模块的特性出发，利用时间相关单光子计数技术（TCSPC）和蒙特卡罗法建立了基于SPAD的激光雷达模型，得到了被动复位电路和主动复位电路、单事件首光子时间数字转换器（TDC）和多事件TDC对系统性能的影响。结果表明：在目标飞行时间为20 ns、环境光为50×10³ lx、目标反射率为10%的条件下，主动复位电路与被动复位电路的系统性能基本相当；当目标反射率增加到50%后，主动复位电路的系统性能优于被动复位电路；类似地，多事件TDC的系统性能优于单事件首光子TDC，主要表现在，与单事件首光子TDC相比，多事件TDC的噪声本底计数为均匀分布，其信号计数的峰值更易大于噪声本底计数的峰值，寻峰算法更简单，算力需求更少。仿真结果表明，为使系统性能最优化，SPAD集成芯片的后端子模块应采用主动复位电路和多事件TDC的组合架构。

在应用于自动驾驶的相位调制连续波（PhMCW）激光雷达测距系统中，测量中频（IF）信号的脉冲宽度是关键问题，时间数字转换器（TDC）模块对IF信号的测量决定了PhMCW激光雷达的测距范围与精度。然而传统的TDC实现方法测量范围很小，且实现大测量范围时系统复杂度高，难以应用于自动驾驶。为了实现高精度大范围的TDC模块，采用基于现场可编程门阵列（FPGA）的严格计数链法，在保证比较高的测量精度的前提下，增加很少的资源使用量就可以扩大测量范围，设计简单。该TDC模块能够实现1.24 μs的时间测量范围，对应最大探测距离为186 m。利用信号源产生不同脉宽的被测信号进行实际测试，获得了最佳为26.42 ps的测量精度，对应测距精度为3.96 mm，优于现有商用激光雷达50 mm的测距精度。对200 ns脉宽的过采样数据包进行了频谱分析，证明了TDC测试结果受开关电源噪声影响。最后，搭建PhMCW激光雷达系统进行应用验证，实现了0.3~7 m飞行时间探测，从而证明了该TDC测量方法的可行性。该方法在激光雷达测距领域具有广阔的应用前景。

提出了一种基于级联非对称Y分支的紧凑、宽带、高效的LP₀₁-LP_11a模式转换器。制作的聚合物波导模式转换器具有1.5 mm×14.0 μm的紧凑尺寸，对于C+L波段的x偏振和y偏振光，其模式转换效率大于98%，串扰小于-17.5 dB，插入损耗低于5.8 dB。所提出的模式转换器可以应用在宽带模分复用传输系统中。

Cuk变换器具有输入与输出电流纹波低、能量双向流动等优点，在新能源发电和直流微网中具有良好的应用前景。在分析变换器工作原理的基础上，分别建立导通和截止状态的开关流图; 引入以乘法器描述的开关支路模型，推导变换器在整个开关周期的开关流图; 对开关支路施加扰动，提取变换器的小信号模型，并应用梅森公式计算变换器的传递函数。采用 PSIM软件对变换器小信号模型进行仿真，结果证明了模型的正确性，本文方法对高阶开关变换器建模具有较高的参考价值。

为了解决特高压直流换流站二次设备空间瞬态磁场受到无线电干扰后强度不明确的问题，提出了特高压直流换流站二次设备空间瞬态磁场监测技术研究。基于换流站二次设备空间瞬态磁场数据采集程序，根据电磁辐射示意图，计算换流站二次设备空间的电场强度和电磁辐射强度；将开关电弧简化成直导线，计算二次设备空间瞬态磁场强度，结合换流站二次设备空间瞬态磁场监测算法，实现了换流站二次设备空间瞬态磁场监测。测试结果表明，提出的方法可以有效监测二次设备空间瞬态磁场强度，监测瞬态磁场的无线电受干扰水平在 10~25dB·μV/m之间，满足标准干扰水平的要求。

电源管理芯片在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责, 最常见的结构是线性电源和开关电源。开关电源通过控制开关管开通和关断的时间, 维持稳定的输出电压, 以其高效率、小型化的特点而广泛应用于几乎所有的电子设备。工业控制系统、汽车电子等领域往往存在多个电压轨, 在不同工作阶段还存在输入电压瞬间大范围变换的情况, 这要求其具有高输入电压的同时, 还需要在一个较宽的输入范围内能够高效地给负载供电。文章围绕宽输入电压DC-DC的转换效率提升、快速响应技术及低EMI设计进行了综合阐述, 并分析了学术界和业界的一些最新进展。

设计了一种单电感三输出升压型DC-DC变换器。采用平均电流模, 将各个输出支路电压进行线性相加, 构成共模反馈信号, 以进行环路补偿。提出一种开关电容采样网络, 对输出电压进行采样, 得到的采样电压与参考电压进行比较, 从而校正输出电压与参考电压之间的直流偏移。为了抑制输出支路间的交调, 提出一种新型能量控制逻辑电路, 可实现单个电感充放电周期内各个输出支路的循环充电。该升压型变换器基于0.18 μm CMOS工艺设计实现。仿真结果表明, 在100 mA负载跳变下, 前两路输出电压未受到交调影响, 第三路受到的影响能够有效减小。

在由FPGA超前进位单元级联构成的抽头延时链中, 非线性通常较差, 是TDC测量系统需要解决的重要问题之一。为了解决该问题, 文章在已有的抽头采样序列(“SCSC”)基础上, 提出了“混合”抽头采样序列的方法, 显著改善了延时单元的非均匀性。所搭建的TDC包含了抽头延时链、采样逻辑电路、编码逻辑电路、码密度校准等模块, 并在Xilinx Kintex-7系列芯片上进行验证。测试结果表明, 提出的方法相较于“SCSC”序列下的微分非线性降低了32.0%, 积分非线性降低了22.8%。通过进一步校准, 所实现的TDC分辨率(LSB)为13.51 ps, 测量精度为19.17 ps, 微分非线性为［-0.45, 0.96］LSB, 积分非线性在［-3.27, 1.33］LSB之间。