图 1. 晶圆级基于 LN 的 MWP 信号处理引擎及其构建模块。a 基于 LN 的 MWP 处理引擎示意图,由将模拟电子信号忠实地转换为光域的高速 EO 调制部分和低损耗多用途光子处理部分组成。b 使用紫外步进光刻系统对 4 英寸晶圆级 LN 光子集成电路进行图案化拍摄。c 我们高速 MWP 系统基本构建模块的显微镜图像和关键性能指标,包括固有品质因数 ~ 6 × 10 6 的微谐振器、用于信号编码的低驱动电压和宽带强度和相位调制器、作为积分器的分插环谐振器、作为微分器的非平衡 MZI,以及作为二阶积分器和微分器的级联环和 MZI。 d 设备的假彩色扫描电子显微照片(SEM),分别显示波导的侧壁、微谐振器的耦合区域、波导和多模干涉(MMI)耦合器的横截面图。
基本运算放大器 – 反相和非反相运算放大器 – 差分运算放大器 – CMRR – 运算放大器作为符号和比例变换器移相器积分器的基本用途。微分器和加法器 D/C – 二进制加权方法 – R-2R 梯形法 – A/C 逐次逼近和计数器方法 – OpAmp 作为比较器 学习书籍:
1. 研究放大器的类型 2. 研究运算放大器的不同参数。 3. 反相放大器和非反相放大器的频率响应。 4. 研究运算放大器作为反相放大器和非反相放大器。 5. 运算放大器电路 – 积分器、微分器和比较器等。 6. 使用运算放大器实现相移和振幅稳定的维恩桥振荡器。 7. 波形生成 – 使用运算放大器生成方波、三角波和锯齿波。 8. 运算放大器作为低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器的应用。 9. 验证半加器/全加器电路的功能。 10. 验证二进制到格雷码转换的功能。 11. 验证锁存器和触发器的功能。 12. 验证计数器电路,如二进制增/减、十进制、环形、约翰逊等。
模块 I:电子学简介 [12 小时] 电子设备及其应用、信号、模拟和数字信号、放大器。线性波形整形电路:RC LPF、积分器、RC HPF、微分器。半导体特性、固体分类、硅能带、本征和非本征半导体、半导体电流、霍尔效应、扩散电流、漂移电流、迁移率和电阻率。模块 II:半导体二极管 [12 小时] pn 结理论、V-I 特性、负载线分析、二极管等效电路、二极管电路分析、过渡电容和扩散电容。二极管电路的应用;整流器、限幅器、钳位器。滤波电路、特殊用途二极管:齐纳二极管、LED、光电二极管、隧道二极管、变容二极管、肖克利二极管。激光基础知识。模块 III:BJT 和 FET [12 小时]
电子与通信工程节点和网格分析、叠加、戴维南定理、诺顿定理、线性电路(RL、RC、RLC)的时间和频域分析连续时间信号:傅里叶级数和傅里叶变换、线性时不变系统:属性、因果关系、稳定性、卷积、频率响应二极管电路:削波、钳位、整流器、BJT 和 MOSFET 放大器:偏置、小信号分析、运算放大器电路:放大器、微分器、积分器、有源滤波器、振荡器、数字表示:二进制、整数、浮点数、组合电路:布尔代数、逻辑门、序贯电路:锁存器、触发器、计数器、数据转换器:采样和保持电路、ADC、DAC、机器指令和寻址模式、算术逻辑单元(ALU)、数据路径、控制单元、指令流水线、反馈原理、传递函数、框图表示、信号流图、数字调制方案:ASK、PSK、FSK、QAM、带宽和通信系统。
引言三角运算作为基本数学运算家族之一,在通信与信号处理领域占有核心地位[1]。传统的用于执行三角运算的器件,如现场可编程门阵列(FPGA)[2]和数字信号处理器(DSP)[3],通常基于电子元件,这导致速度低、功耗高,并且复杂性不可避免[4,5]。如今,呈指数级增长的通信数据和信息需要实时处理和存储,这对传统的基于电子的运算提出了严峻的挑战。因此,迫切需要一种颠覆性的数值三角运算解决方案。在过去的几年中,光学计算的出现为突破传统信号处理器的若干限制提供了可能性[6]。这种基于电磁波的计算策略避免了模数转换,允许超高速大规模并行运算[7],这已被证明在时间积分和微分[8,9]、希尔伯特变换[10]、空间微分器[11]、逻辑门[12]和任意波形生成[13]中具有巨大潜力。
模块 — I(12 小时) MOS 场效应晶体管:FET 和 MOSFET 的原理和操作;P 沟道和 N 沟道 MOSFET;互补 MOS;E- MOSFET 和 DMOSFET 的 VI 特性;MOSFET 作为放大器和开关。BJT 的偏置:负载线(交流和直流);工作点;固定偏置和自偏置、带电压反馈的直流偏置;偏置稳定;示例。FET 和 MOSFET 的偏置:固定偏置配置和自偏置配置、分压器偏置和设计模块 — II(12 小时)BJT 的小信号分析:小信号等效电路模型;CE、CC、CB 放大器的小信号分析。Rs 和 RL 对 CE 放大器操作的影响、射极跟随器;级联放大器、达林顿连接和电流镜电路。 FET 的小信号分析:小信号等效电路模型、CS、CD、CG 放大器的小信号分析。CS 放大器上的 RsiG 和 RL 的匹配;源极跟随器和级联系统。模块 —III(8 小时)FET 和 BJT 的高频响应:BM 和 FET 的高频等效模型和频率响应;CS 放大器的频率响应、CE 放大器的频率响应。模块 —IV(6 小时)反馈放大器和振荡器:负反馈和正反馈的概念;四种基本反馈拓扑、实用反馈电路、正弦振荡器原理、WeinBridge、相移和晶体振荡器电路、功率放大器(A、B、AB、C 类)。模块 — V(7 小时)运算放大器:理想运算放大器、差分放大器、运算放大器参数、非反相配置、开环和闭环增益、微分器和积分器、仪表放大器。书籍: