设计了一种10位电阻串分压加6位内插结构的16位电压输出型D/A转换器。高10位采用1 024个电阻串分压网络, 低6位采用64个运放输入级内插结构, 均采用温度计的方式进行线性叠加, 从结构上保证了16位D/A转换器的单调性。该D/A转换器的输出运放采用了PMOS输入折叠式共源共栅加Class AB输出缓冲结构、多级嵌套式密勒补偿(NMCNR), 实现了高直流增益和大电容负载下的稳定性。该16位D/A转换器基于06 μm CMOS工艺设计, 在5 V电源电压下, 仿真结果表明, 微分非线性误差为035 LSB, 积分非线性误差为305 LSB, 建立时间为612 μs, 无杂散度动态范围(SFDR)为9341 dB, 功耗为184 mW。在接470 pF电容负载的条件下, 输出运放直流增益为15063 dB, 单位增益带宽为159 MHz, 相位裕度为6584°。

提出了一种可校正的12位C2C电容阵列混合结构逐次逼近型模数转换器(SAR ADC), 其数模转换器(DAC)由低6位分裂式C2C DAC阵列与高6位二进制DAC阵列构成。提出的混合结构DAC既解决了中高精度二进制SAR ADC中总电容过大的问题, 又避免了分段式二进制DAC分数值桥接电容无法与单位电容形成匹配的问题。该结构能显著降低整个ADC的动态功耗。此外, 将高位终端电容和低2~6位量化电容拆分成相等的两个电容, 引入冗余量, 使得该ADC的电容权重可以被校准, 降低了电容失配以及寄生电容的影响。最后, 为了避免电容上极板复位信号因电容阵列容值大而导致的延时偏大问题, 采用高6位DAC采样的方式, 并在高6位DAC中引入单位电容大小的终端电容, 弥补了参考电压区间不完整的缺陷。仿真结果显示, 在15 V电压下, 该ADC总体功耗仅为11184 μW, ENOB为1249位, SFDR为9146 dB, SNDR为7697 dB。

为避免数模转换器（DAC）在高速率、高分辨率方面的性能限制对量子噪声随机加密系统（QNRC）的影响，同时也为了降低系统的成本，本文提出了一种采用低位DAC级联调制、光域解密、直接检测的灵活多进制解密系统方案，并利用商用仿真软件VPI Transmission Maker Optical System 9.1（VPI9.1）对所提方案的可行性进行验证，得到了介观相干态功率为-20 dBm、传输距离为100 km、传输速率为10 Gb/s、密文态数目最高可达216-1的QNRC系统的仿真结果。结果表明：低位DAC级联的方式不仅可以大大提高密文态数目，确保最优的系统传输性能，还可以灵活适配多进制传输系统。此外，所提系统方案避免了数模转换器在高速率、高分辨率方面对QNRC系统的影响，同时还显著降低了高位传输系统的成本，为实现QNRC系统的国产化提供了一种解决方案。

高采样速率、高分辨率数/模转换器(DAC)是量子噪声随机加密(QNRC)系统性能提升的核心器件之一, 一直制约着QNRC系统技术发展。为了探究不同的DAC采样速率和分辨率对QNRC系统性能的影响, 采用VPItransmission Maker Optical System 9.1软件进行系统仿真设计.首先, 搭建了介观态功率为-21 dBm、传输距离为1000 km、传输速率为10 Gb/s和密文态数目为28-1的基于相移键控的QNRC系统; 然后, 改变DAC的采样速率、分辨率, 对QNRC系统的性能进行对比分析。分析结果表明: 当DAC的采样速率、分辨率分别为30 Gb/s、6 bit时, QNRC系统的性价比最佳。

传统上使用机械旋钮调节光电倍增管 (PMT) 增益的方法不仅存在需要人为依据经验手动操作、准确性差等弊端, 而且 PMT 增益易受温度影响, 需要根据环境温度动态调整 PMT 的高压, 这些局限性都不利于其在激光雷达系统中的应用。为了便于对 PMT 进行增益调节并保持 PMT 增益的稳定, 设计了可用于激光雷达系统的 PMT 控制电路板, 该电路可使用计算机实现增益调节和高压的温度自适应调节, 从而精简了信号探测系统的结构与体积, 提升了信号的稳定性。本工作采用内置高压电源的 H10721-20 型 PMT, 并基于 STM32 单片机结合数模转换器 (DAC) 和外围电路完成控制电路板的设计并进行实际制作。进一步对使用电位器调节的 PMT 和利用所提出的控制方法进行调节的 PMT 进行了高压稳定性的对比实验, 并对使用 PMT 控制电路板的米散射激光雷达的性能进行了测试。实验结果表明所提出的控制方法可实现更稳定的 PMT 增益控制, 设计的 PMT 控制电路板具有良好的可靠性。

提出了一种新型的基于相变材料（PCM）与电光调谐微环谐振器（MR）的光子数模转换器（PDAC），并实现任意波形的产生。该PDAC通过MR阵列同时处理不同波长的光信号，并将可编程的相变材料集成到光波导中完成对光信号的功率控制以及对每个电光调谐MR的功率补偿，从而实现高精度数字信号到模拟信号的转换。利用Ansys Lumerical仿真平台，以25 GSa/s的输入数据速率对 4-bit PDAC结构进行仿真验证。所提结构可以实现3.63 bit的有效比特数、0.88B_LSB（B_LSB为最低有效位）的最大积分非线性（INL）和0.35B_LSB的最大微分非线性（DNL）。此外，该结构可以实现方波、锯齿波、三角波以及正弦波的生成，且它们与理想波形之间的误差较小。仿真证明，所提结构有望用于高速和低转换误差的数模转换器和任意波形发生器（AWG）。

为解决激光卫星终端在完成通信功能的同时, 也能够实现测距功能的问题, 文章设计了基于Delta-Sigma调制方式实现的激光相位测距, 可以实现通信与测距一体化, 采用多频点相位测距兼顾测距范围与测距精度。多频点调制信号都是使用基于Delta-Sigma调制的高速数字输入输出(I/O)端口生成的, 而不采用任何数模转换器(DAC)。基于Delta-Sigma调制方式, 用于多频相位测距的多频点可以同时产生, 优于传统的每个单频点分别产生的方法。选取187.50 MHz的高频和1.50 MHz的低频测尺, 可实现测距范围为100 m以内并且测距精度达到1 mm的测距要求。

信道线性及非线性失真会降低基于四电平脉冲幅度调制（PAM4）的短距离光互联系统的性能，利用PAM4发射芯片对信号进行预补偿能缓解信道失真带来的影响。因此，研究了一种适用于短距离光互联的PAM4发射芯片架构。该架构基于查找表（LUT）均衡器和源串联终端数模转换器灵活补偿光信道失真，利用流水线结构的选择器进行高速LUT读取；同时，采用电阻反馈的预驱动电路减少高速数模转换器信号输出时的码间干扰。后仿真结果表明，55 nm工艺制程PAM4发射芯片的速率可达到40 Gbit/s，能实现灵活配置的均衡模式，满足下一代数据中心、接入等光互联网络的需求。

为了解决基于强度调制/直接检测的通用多载波(IMDD-UFMC)调制光传输系统中由于高峰值平均功率比(PAPR)需使用高精度数模转换器/模数转换器(DAC/ADC)带来的高成本问题，提出一种基于自组织映射(SOM)神经网络的非均匀量化方案。该方案通过一种竞争机制进行非监督学习的方式最小化量化误差来实现量化噪声最小的非均匀量化，从而提高IMDD-UFMC的系统性能。仿真结果表明：在保持系统性能的情况下，SOM非均匀量化方案可以比均匀量化方案降低1 bit量化位数；有些情况下至少能提高1.7 dB的接收灵敏度。

设计了一款对角线尺寸1.96 cm、分辨率为1 280×1 024的硅基OLED微显示驱动芯片。通过温度检测电路来检测芯片的实时温度, 同时用温度检测电路的读数来控制RAMPDAC输出电压的峰值和斜率, 从而实现OLED亮度随温度变化的自补偿。芯片采用0.18 μm 1P6M混合信号工艺完成了电路设计和仿真验证。测试结果表明, 在-40 ℃到80 ℃温度区间内, 温度检测电路读数从0~255线性上升, RAMPDAC输出电压的温度灵敏度达到14 mV/℃。