Ultraviolet photodetectors and readout based on a-IGZO semiconductor technology

In this work, real-time ultraviolet photodetectors are realized through metal–semiconductor–metal (MSM) structures. Amorphous indium gallium zinc oxide (a-IGZO) is used as semiconductor material and gold as metal electrodes. The readout of an individual sensor is implemented by a transimpedance amplifier (TIA) consisting of an all-enhancement a-IGZO thin-film transistor (TFT) operational amplifier and a switched capacitor (SC) as feedback resistance. The photosensor and the transimpedance amplifier are both manufactured on glass substrates. The measured photosensor possesses a high responsivity R , a low response time t _{R E S} , and a good noise equivalent power value NEP .     

基于盖革APD阵列的单通道激光雷达信号读出电路设计

随着测量技术的发展,激光雷达技术成为研究的热点,选取工作在盖革模式下的集成APD阵列雪崩二极管作为激光雷达的光电探测器,在探测距离为100-200m范围内,选择上升沿为5ns的激光脉冲,则接收带宽在70MHz~88MHz范围内,在此范围内APD探测器将接收到的回波信号转化为电信号,用TIA跨阻放大器反向放大模式将电流信号转化为电压信号,并将信号有效放大,输入至时刻鉴别电路,时刻鉴别电路用电压比较器来实现,最终可输出COMS逻辑电平信号;用TINA仿真软件进行仿真,仿真结果表明在接收带宽范围内TIA放大器的增益动态范围达到了54dB,总体电路延迟约为10ns。     

基于40 nm CMOS工艺的高效率功率放大器设计

针对硅基毫米波功率放大器存在的饱和输出功率较低、增益不足和效率不高的问题,基于TSMC 40nm CMOS工艺,设计了一款工作在28GHz的高效率和高增益连续F类功率放大器。提出的功率放大器由驱动级和功率级组成。针对功率级设计了一款基于变压器的谐波控制网络来实现功率合成和谐波控制,有效地提高了功率放大器的饱和输出功率和功率附加效率。采用PMOS管电容抵消功率级的栅源电容,进一步提高线性度和增益。电路后仿真结果表明,设计的功率放大器在饱和输出功率为20.5dBm处的峰值功率附加效率54%,1dB压缩点为19dBm,功率增益为27dB,在24GHz~32GHz频率处的功率附加效率大于40%。     

基于压缩感知的BOTDA性能增强方法

为了提高布里渊光时域分析系统(BOTDA)在长距离监测应用中的实时性,提出了一种基于压缩感知的布里渊光时域系统实时性增强方法。该方法包含稀疏表示、随机采样和信号重构三个部分。首先采用K-均值奇异值分解算法获得布里渊增益谱的稀疏表示,然后通过高斯随机采样和正交匹配追踪算法进行布里渊增益谱重构。为了验证所提方法的性能,仿真生成了不同信噪比水平的布里渊增益谱,搭建了45 km的布里渊光时域系统进行温度传感实验。仿真和实验结果表明:在累加平均次数为100时,所提算法将信噪比提升了6.37 dB,优于累加平均次数3000时的10.13 dB,对应测量时间减少了1/30;采用8 MHz步长数据重构布里渊增益谱,该方法的重构结果与4 MHz步长数据的相关系数为0.9992,对应扫频时间减少了一半。所提算法在保证测量精度的同时提升了测量实时性。     

5G 功放DPD 的FPGA 宽带实现及自动优化

5G 宽带功放数字预失真器(DPD)的FPGA 实现过程中,常遇到数字处理带宽不够和资源有限问题,对 此,文中提出一种基于双路并行数据流的数字预失真带宽扩展方法和基于Zynq Ultrascale+ MPSoC 的自动化模型优化 验证方法,可快速实现对5G 宽带功放线性化方案的优化。使用该并行处理结构的数字预失真器,克服了数字电路最 大时钟频率造成的对FPGA 线性化带宽的限制,使得数字预失真电路在每个时钟周期内可以处理更多的数据,不仅有 效地增加了数字处理带宽,而且降低了DPD 的功耗。然而,这种带宽增加以消耗更多硬件资源为代价,对此,文中同时 提出了对预失真非线性模型的在线自动优化方法,以简化非线性模型、降低DPD 的硬件资源开销。最后,在Zynq Ultrascale+ FPGA 实验平台上实现了具有两路并行数据处理的I-MSA 自优化数字预失真电路,采用100 MHz 的5G 新无 线电(NR)信号在2. 6 GHz 功率放大器上进行线性化实验验证,获得了满意的预失真性能,验证了所提方法的有效性。     

功率场效应管在线性功率放大器中的应用

论述了功率场效应管的线性应用。实验结果表明,应用功率场效应管的功率放大器比一般晶体管放大器电路更简单,特性更好。     

动态偏置射频宽带功放设计

射频宽带功率放大器是目前功率放大器的主要发展趋势。为了提高射频宽带功率放大器的增益平坦度与效率,采用推挽结构LDmos晶体管,使用ADS软件对动态偏置电路和匹配电路进行仿真设计。详细介绍了动态偏置功率放大器的工作原理及其实现方法。实现了多倍频程带宽、确保带内增益平坦、提高功率附加效率。仿真结果表明该功率放大器对于100MHz~400MHz的信号,在整个输入功率变化范围内,功率附加效率（PAE）与传统的功放相比提高了5~15%左右。     

图像放大技术在矿山安全管理系统中的应用研究

图像放大是一种常见且重要的数字图像处理技术,矿山安全管理系统中远程采集的矿区图像需要放大后才能进行进一步的操作,放大后的图像由于像素个数不变,显示图像区域变大,造成像素变形,变形后的像素很容易被破坏,导致放大后的图像清晰度不高的问题。为了解决这一问题,文章提出一种基于滤波插值的放大图像处理算法,通过对变形像素进行插值计算,补偿由于显示区域变大导致的像素变形,完整像素数量不足的缺陷,克服由于放大造成的图像清晰度下降的弊端。实验结果表明,文中的方法能够大幅提高图像放大后的清晰度,取得了不错的效果。     

A fully differential transimpedance amplifier with integrated differential photodetector in standard CMOS process for optical communications and interconnects

A fully differential transimpedance amplifier (TIA) with integrated differential photodetector in standard CMOS technologies has been realized for optical receivers in optical communications and optical interconnects. And a novel, fully differential photodetector aiming to convert the incident light into a pair of fully differential photo-generated currents and ensure the differential symmetry on circuit configuration and model has also been proposed for the differential TIA to achieve the fully differentia...     

A low-jitter low-power monolithically integrated optical receiver for SDH STM-16

A high-scale integrated optical receiver including a preamplifier, a limiting amplifier, a clock and data recovery (CDR) block, and a 1:4 demultiplexer (DEMUX) has been realized in a 0.25 μm CMOS technology. Using the loop parameter optimization method and the low-jitter circuit design technique, the rms and peak-to-peak jitter of the recovered 625 MHz clock are 9.4 and 46.3 ps, respectively, which meet the jitter specifications stipulated in ITU-T recommendation G.958. In response to 2.5 Gb/s PRBS input da...