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基于多量子阱空间光调制器的驱动电路是配合空间光调制器实现光电信号转换的重要组成部分,是连接光学信号和高速电路的重要桥梁,可以广泛应用于光计算、光互联和自由空间光通信等领域。本文主要围绕多级灰度和两级灰度空间光调制器驱动电路的研制展开工作,主要成果和创新点如下:
1.完成了一种256级灰度空间光调制器驱动电路的设计,满足了精度、功耗、速度和面积上的要求,成功实现了在50MHz参考时钟下,48K的帧刷新率和256级灰度调制。芯片工作频率下功耗为302mW,为该领域目前报道最好结果。
2.针对空间光调制器的非线性问题,提出了一种新型的非线性数模转换器结构,拟合精度达到2‰,电路规模少于传统电路的1/4。
3.根据测试结果分析芯片多路偏差产生的原因,提出一种片外可控的一致性校正方案。测试结果表明,该方案减小了46%的最大偏差。
4.提出一种新的电路设计思路。基于此优化了占了芯片50%面积和70%功耗的单元阵列电路,这对于大阵列电路意义尤其重大。
5.出于SOC和高速传输的考虑,设计了一款基于锁相环的时钟发生器,用于在片内集成系统时钟。
6.设计了一款可以应用于图像识别系统的两级灰度驱动电路,并通过电学和光学测试验证空间光调制器和驱动电路对光信号的调制效果。