本文设计了一种应用于脉冲飞行时间 (TOF)成像激光雷达探测系统的高带宽、低噪声全差分放大器 (FDMA)。该芯片采用多级级联结构和有源电感技术，增大电路带宽和减少芯片面积，并且通过使用失调隔离技术，增强了各增益级对工艺偏差的鲁棒性。在输出级电路中，为使全差分放大器具有更强的驱动能力，采用了宽带放大器和输出缓冲器级联结构做为输出。同时，为了满足激光雷达系统的实际需求，采用复用失调隔离电路的方式，实现了级间带通滤波来限制放大器的适用带宽。采用 CMSC的 CMOS工艺进行了 FDMA流片。测试结果表明，该芯片具有 730.6 MHz的-3 dB带宽，在使用带通滤波器优化后的开环增益为 23.5 dB，等效输入噪声密度为 2.7 nV/sqrt(Hz)，有效地降低了系统噪声。芯片采用 3.3 V电源供电，功耗为 102.3 mW，整体面积为 0.25 mm×0.25 mm。作为激光雷达全系统集成芯片中的一部分，较好地满足系统指标要求。

平衡零拍探测技术具有低噪声和高灵敏度的特性,是量子噪声谱测量的主要方法之一。采用基尔霍夫定律，设计并研究了一种具有两级放大的平衡零拍光电探测器。由两个性能匹配的光电管相减产生的光电流经过一级跨阻放大后差分输出，再经过二级差分放大电路进行放大输出。结果表明，探测器饱和功率为5 mW，信号响应带宽约140 MHz。当入射光功率为2 mW、分析频率小于30 MHz 时，探测的光学噪声功率高于探测器电子噪声10 dB 以上。在20 MHz 附近，该探测器的共模抑制比达55 dB。

设计了一种基于光纤导入的太阳敏感器，其包括三个部分：光学头部、光电传感器和太阳偏移角度的算法。光学头部采用两对对称光纤和一根中心光纤，通过计算每对光纤导入光能的差分值，获得太阳与航天器自身坐标系统的相对角度关系。该光学结构兼顾了大、小视场，提高了太阳敏感器定位精度。采用光纤作为太阳光的导入器，将光能导入置于航天器内部的光电敏感元件，以防止宇宙中高能粒子直接轰击传感器而造成损坏。简要介绍了电路的构成和信号的处理。分析了测量误差并提出补偿措施。初步试验表明，系统精度可达到±0.15°。本设计将适用于航天飞行器定位和一些地面太阳跟踪系统。

基于气体红外光谱吸收原理， 设计了一款电调制非分光技术的红外瓦斯传感器系统。 该系统采用单光路双波长技术， 以红外LED光源IRL715、 防尘防水的吸收气室和热释电探测器件LIM-262组成光学探头， 利用有源滤波和差分放大电路实现信号调理， 采用二项式拟合瓦斯浓度-电压关系曲线， 实现了对瓦斯浓度的精确探测。 实验表明， 该传感器能够可靠检测5%范围的瓦斯气体， 灵敏度达到0.5%， 具有良好的一致性和适用性， 初步具备了工业应用的条件。