在各种冷原子干涉测量系统中, 磁光阱(Magneto Optical Trap, MOT)、补偿及偏置磁场控制是不可或缺的关键技术, 稳定、快速的磁场控制直接影响着原子冷却囚禁、干涉等过程中原子团的精密操控。设计了一套高性能的精密磁场控制系统, 电路结构上通过采用精密放大器驱动的低噪声恒流源拓扑, 以降低磁场驱动电流的噪声水平; 控制方式上采用模拟PID+扰动抑制的控制策略, 以提高磁场驱动电流的开关速度。实验室环境下测试结果表明: 当磁场驱动电流输出为1 A的情况下, 电流开启时间优于300 μs, 关断时间优于50 μs, DC(0 Hz)~250 kHz频率范围内总体电流噪声优于-80 dB。最终, 通过在冷原子绝对重力仪/重力梯度仪与冷原子陀螺系统中的应用测试, 所设计的磁场控制模块满足了冷原子干涉系统控制需求, 达到了预期效果。而且通过自主研制, 解决了对商用磁场控制模块的依赖, 促进了量子测量装置的装备化。

针对红外触发装置在经过长时间工作之后出现失稳现象，在分析红外触发装置工作原理的基础上，通过实验监测和分析手段得出如下结论：红外触发装置经长时间工作后，因温度累积导致温度上升，引起红外激光触发装置的光源——红外激光器阈值电流Ith(T)上升，而温度升高同时引起激光光源驱动恒流源输出电流Iout(T)降低，当Iout(T)<Ith(T)时，红外激光器无法正常发出激光，输出功率不稳定，导致红外触发器失稳。在此研究基础上，通过提高恒流源的输出电流至最大阈值电流的1.44倍，即640 mA后，可保证在系统温度变化范围内，Iout(T)>Ith(T)，红外激光器始终处于稳定发光状态，从而使红外触发装置也处于稳定工作状态。经过长时间的上电运行验证实验，红外触发器工作稳定，未发生误触发信号，较好解决了其失稳问题。此研究对提高红外触发装置的稳定性有重要的工程应用价值。

针对混沌半导体激光器输出波长和功率的稳定性问题，设计了一套面向混沌半导体激光器的高稳定控制系统。利用深度负反馈电路实现对激光器驱动电流的高稳定高精度恒流控制；采用模糊自适应比例-积分-微分算法以及H桥驱动电路设计的温度控制器实现了对激光器温度的稳定控制。结果表明，所设计的双通道电流源输出电流范围分别为0.00~40.00 mA和0.00~100.00 mA，在室温25.0 ℃环境下稳定度分别优于0.002%和0.004%，调节精度均可达0.01 mA；驱动电流为20.00 mA时，混沌半导体激光器连续工作120 min的输出光功率漂移量分别仅为0.0066 dBm和0.0072 dBm；温度控制电路的温度控制范围为18.0~40.0 ℃，激光器在25.0 ℃下工作120 min的中心波长漂移量仅为0.007 nm。该控制系统在环境温度为10.0~40.0 ℃范围内可稳定工作。

为改善压电陶瓷驱动电源的静态功耗和动态性能, 提出了可变静态工作点和工作电压的高压放大器。首先使用恒流源结构的放大器构成典型的高压放大器, 然后通过比例微分电路动态调整放大器的工作电流,最后利用多组抽头电源给高压放大器分段供电, 进一步降低系统功耗。实验结果表明, 放大器在10 mA静态电流下, 可以动态输出400 mA电流; 放大器工作电压可以根据输出电压大小在50 V、100 V、150 V、210 V之间自动切换。放大器在很低的静态电流下可以获得很好的动态特性, 满足设计要求。

针对AMOLED驱动芯片小面积、高精度、低功耗的需求, 设计了一种具有DAC功能的高性能输出缓冲器。该缓冲器采用轨对轨的输入级和Class AB输出级以适应大的输入输出电压范围, 采用Cascode Miller补偿以减小补偿电容大小, 其尾电流源可编程以实现4 bit DAC功能插值, 节约了整体功耗和芯片面积。在UMC80 nm CMOS工艺下, 仿真结果表明, 在0.2～6.3 V的输入电压范围内, 缓冲器直流增益大于70 dB, 相位裕度大于60°, 静态电流最小可至0.5 μA, 建立时间低至1.49 μs; 典型中压3.3 V的情况下, 直流增益可达129 dB, 相位裕度为75°, 增益带宽为9.4 MHz, 静态电流为1.3 μA; 对60 mV输入电压进行4 bit插值后, 输出误差小于0.255 mV。设计的缓冲器精度高、建立时间快且功耗低, 输出缓冲器实现了第二级DAC的作用, 满足了AMOLED源极驱动的应用需求。

铂电阻因其高精度、高稳定性、可重复性以及可互换性的特点, 作为温度传感器在工业领域以及航天领域被广泛应用。针对铂电阻的非线性特性, 提出了一种基于压控电流源的铂电阻测温非线性校正设计方法。利用测量系统的输出值微调铂电阻的激励电流的方法, 抵消非线性误差, 提高输出信号的线性度, 具有参数计算简单、电路实现方便的优点。该方法应用于某在轨辐射定标系统, 进行了相应的电路设计, 采集了实际实验数据。实测数据表明, 采用该方法能在-40~70℃的范围内将由铂电阻温度传感器非线性产生的测量误差改善为约0.016℃, 提高了温度测量精度。

一维分块大地周围的特定电性结构能够在该分块大地中产生涡旋电流。通过反演等效电流源并根据实际地形构造大地电性模型，分析了涡流处的等效电流和电性结构对其特性的影响，揭示了该特定区域中产生涡流并使得涡流移动的机理；对铺设在该区域中的输油管道给出了管地电位(PSP)的分布特征。计算得到的管道PSP与实际监测得到的管道PSP分布规律的一致性表明了涡旋电流能够加重地磁扰动对管道的影响。

LED背光模组因其具有诸多优势已经成为液晶显示器背光方式的主要选择, 而在实际应用当中, 若某串LED故障, 液晶显示器就会出现暗线, 导致亮度均匀性不能满足要求。为了保证液晶显示器的亮度均匀性和后期的维修效率, LED灯串需具备故障自检测的能力。本文设计了一种基于DSP的LED背光模组中灯串故障自检测电路, 以546 mm(21.5 in)液晶显示器的直下式LED背光模组为例, 设计了灯板、驱动板的具体硬件电路, 利用CCS3.1开发工具, C语言编写软件控制逻辑。自检测结果表明: 该电路可有效的对LED灯串进行故障自检测, 满足了设计的要求。