提出了一种品质因数(Q)-频率(f)特性与电感值(L)-频率(f)特性增强的新型高线性有源电感, 主要由负跨导器、新型正跨导器、Q值增强调制模块、反馈电阻、两级电平转换电路和负跨导器分流支路组成。通过多个电路单元间的协同配合和所设置的三个外部偏置端电压的联合调谐, 该有源电感不但具有高Q值, Q值相对于电感值可独立调节, 而且高Q峰值及电感值在不同频率下能够基本保持不变, 同时也有高的线性度。验证结果表明, 在6 GHz下, Q值可在275~4 471之间变化, 调谐率为1768%, 而电感值的变化率仅为15%; 在48 GHz、52 GHz、56 GHz和6 GHz的4个频点下, 分别获得了4 480、4 469、4 473和4 471的高Q峰值, 变化率仅为024%, 且电感值分别为7532 nH、7467 nH、7909 nH、7977 nH, 变化率仅为63%; 电感值的-1 dB压缩点为-13 dBV。

针对高线性氮化镓微波功率器件研制需求, 设计并外延生长了复合势垒的Al0.26Ga0.74N/GaN/Al0.20Ga0.80N/GaN异质结构材料, 通过理论计算和电容-电压(C-V)测试表明复合势垒材料存在两层二维电子气沟道。生长的复合势垒材料二维电子气迁移率达到1 510 cm2·V-1·s-1, 面密度达到9.7×1012 cm-2。得益于双沟道效应, 基于复合势垒材料研制的器件跨导存在两个峰, 使得跨导明显展宽, 达到3.0 V, 是常规材料的1.5倍。复合势垒结构器件的跨导一阶导数与二阶导数具有更加优异的特性, 表明其具有更高的谐波抑制能力, 显示复合势垒AlGaN/GaN异质结构在高线性应用上的优势。

设计了一种桥式并-串联级联结构的高线性度、超宽带采样/保持电路。该采样/保持电路包括输入缓冲器、辅助开关和SEF开关三个单元。采用桥式并-串联级联结构改进的辅助开关模块单元, 大幅提高了电路的线性度和带宽。该采样保持电路基于0.13 μm SiGe双极型工艺进行设计, -4.75 V和2 V双电源电压供电。仿真结果表明, 在100 fF采样电容、6.25 GHz采样频率、10.28 GHz输入频率的条件下, SFDR为69.60 dB, THD为-65.25 dB, -3 dB带宽达 35.43 GHz。

高线性度电光调制器主要用于解决微波光子系统中电信号到光信号转化时信号非线性失真的问题，微波光子链路的性能会受到电光调制器线性度的影响。本文首先分析了调制器产生非线性的原理，然后从电学域和光学域两方面概述了国内外提高调制器线性度的研究进展，并着重介绍了MZM串/并联法与微环辅助法的原理与研究进展，最后概述了薄膜铌酸锂在高线性度调制器上的应用，并对薄膜铌酸锂高线性度调制器的应用前景进行了展望。

传统VGA线性度较低，不适用于生物医学应用。文章分析了基于可编程跨导器的传统结构，得出环路增益和失真的关系，并基于此采用增益提升技术提高环路增益，设计了一种新型的基于可编程跨导器的VGA，提高了VGA的线性度。仿真结果表明，在12 V电源电压下，电路消耗电流为10 μA，在0~30 mV的输入信号幅度范围内，VGA的总谐波失真不高于05%，IM3减小14 dB，IIP3为1857 dBm，在01 Hz~100 kHz范围内，等效输入噪声为616 nV。

以红外分布反馈激光器激发光源为核心的检测装置中, 分布反馈激光器发光波长的控制精度及稳定性直接决定检测装置测量准确性。为此研发了一种采用模拟PID控制的分布反馈激光器温度控制系统。该系统采用模拟比例-积分-微分温度前向控制模块和温度实时后向采集模块达到控制温度的目的。温度控制实验中采用激射中心波长为2 049 nm的分布反馈激光器, 结果表明, 系统温度控制稳定性为±0.05 ℃, 稳定时间小于30 s。同时, 利用所研制的温度控制系统对上述可调谐DFB激光器做了光谱测试实验, 结果表明, 当激光器驱动电流固定时, 激光器激射波长与其工作温度呈线性关系。

为了满足红外气体检测对高性能激光器驱动电源的要求, 文中采用PID控制算法, 设计并研制了一款高稳定的DFB激光器驱动电源。其硬件主要包括信号产生模块、压控恒流源模块、电路保护模块, 具备输出电流保护功能。信号产生模块主要通过DDS产生正弦波, 再通过比较器产生方波, 同时采用DA转换技术实现直流波、三角波、锯齿波的输出。控制方案上采用PID算法, 通过深度负反馈控制, 实现高稳定电流输出。利用此驱动电源对中心波长为1 563.09 nm的DFB激光器进行驱动实验。结果表明, 所研制的驱动电源具有输出波形类型、幅度和频率三者数控可调的功能, 电流幅度范围为0~1 A; 正弦、方波频率范围为1 Hz~1 MHz, 三角、锯齿、直流波频率范围为1 Hz~100 Hz, 频率分辨率为1 Hz; 输出电流线性度为99.93%, 长时间输出电流稳定度为0.019 7%。

设计了一种高精度、高线性度、轻小型激光脉冲飞行时间测量模块。结合TDC7201芯片在时间测量方面的优势, 将其作为时间测量核心部分, 并将STM32F103RET6微控制器作为主控芯片来控制整个模块的工作。实验结果表明, 该模块在12 ns~100 s时间间隔范围内的时间测量精度最高可达4.1 ps; 测量结果的线性拟合相关系数为1, 且能够测量激光脉冲主波与5个回波之间的时间间隔。该模块可满足基于硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier, SiPM)的脉冲式激光测距系统的高精度、高线性度、多回波、轻量化等实际应用需求。

讨论了基于空间调制干涉原理的红外成像光谱仪器中高线性大摆镜扫描系统的控制技术,详细地阐述了各扫描方式的优缺点、控制器的基本原理、控制器硬件设计,提出了一种基于传统 PID的微分增强型控制算法,分析了扫描系统的扫描效率和线性度.