针对水下光通信受湍流、生物活动等影响引起链路失准，或通信距离改变导致接收光强变化较大的问题，结合直流偏置正交频分复用光信号的特点，提出了一种自适应光强探测电路。该电路通过自动增益控制技术调整对接收信号的放大倍数，输出稳定的电信号。首先对自适应光强探测电路的相关参数进行理论分析和仿真验证，然后设计研制该电路并进行空气信道和水下信道的实验测试。结果表明，该电路能够实现对不同强度光信号的自适应调节，输出电信号峰峰值基本稳定在600 mV左右，波动范围为-3.3%~3.3%。

在脉冲法激光测距系统中，由于电光/光电转换、目标物的位置及反射率变化，回波脉冲的幅值和脉宽通常会发生改变，导致直接使用固定阈值法时测距系统会产生较大的误差。虽然自动增益控制系统可以减少该误差，但当前大部分自动增益控制都是通过峰值保持电路测量回波脉冲的峰值，存在保持峰值衰减、不稳定、响应速度慢等问题。为此，本研究使用250 MHz高速模数转换模块采集回波脉冲的峰值，并在现场可编程逻辑门阵列内实现峰值保持与清零。与带有峰值保持电路的自动增益控制系统相比，该系统具有电路简单、电压峰值不会衰减、响应速度更快等优点。实验结果表明：设计的带有改进型自动增益控制的激光测距系统可以有效地把回波幅值控制在较小范围内（0.76~1.44 V），从而减小测量误差。

基于65 nm CMOS工艺设计了一种56 Gbit/s PAM4 光接收机前端放大电路。前级为差分形式的跨阻放大器, 采用共栅前馈型结构降低输入阻抗, 并在输入端串联电感, 有效提高了跨阻放大器的带宽和灵敏度。后级放大器采用具有线性增益控制的多级级联可变增益放大器, 实现对输出摆幅的自动控制。输出缓冲器采用源极退化技术来拓展带宽。后仿真结果表明, 在100 fF光电二极管的寄生电容条件下, 所设计的光接收机前端电路的-3 dB带宽为24.4 GHz, 最大增益达到66 dBΩ, 等效输入噪声电流为17.0 pA·Hz-1/2。在输入电流变化及不同工艺角下, 输出眼图抖动较小且张开度良好。当电源电压为1.2 V时, 不同工艺角下的平均功耗为42.5 mW。

在激光雷达系统中, 受限于被测目标距离及反射特性的变化, 回波信号的峰值动态范围大, 导致由恒比定时鉴别电路确定的回波到达时刻波动较大, 产生的行走误差影响了系统的测距精度和测量范围。设计了一种带自适应增益控制的恒比定时鉴别电路, 基于回波信号水平快速自动调节放大电路的增益, 可适应较大动态范围下的目标测量。实验结果表明, 采用自动增益与恒比鉴别电路相结合的方法设计的激光雷达时刻鉴别电路, 可以基于回波信号水平在25ns的时间范围内实现放大电路增益的自适应调节; 当输入信号上升时间为3ns、电压动态范围为29dB时, 利用增益的自动控制可以将回波信号的动态范围降低至9dB, 将回波时刻鉴别误差控制在0.42ns内, 有效减小了测距系统的行走误差。

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)等精度测频与自动增益控制(AGC)电路的高精度声表面波测量仪，该测量仪通过声表面波传感器采集声波并转化为电信号，通过AGC电路与施密特触发器对信号限幅、整形，将其转化为可测频率的方波，最后利用FPGA测频电路实现对频率的测量，并将结果传送至单片机显示。测试结果表明，该测量仪能测量频率100 Hz~100 kHz的信号，系统的最大测量误差为1.2%，测频范围广，精度高，稳定性好。

压电谐振器是谐振式传感器和执行器的核心部件, 通常工作在共振和稳幅状态。采用一种锁相环(PLL)和自动增益(AGC)相结合的双闭环控制驱动电路, 分别实现了谐振器共振频率的跟踪激励和压电振子输出信号的稳幅控制。优化设计了双闭环电路中各元器件参数, 使得压电振子能稳定工作在谐振频率点。参照压电谐振器开环测试数据和闭环测试数据, 双闭环驱动电路能将谐振器相位锁定在59°(误差3°), 输出信号峰峰值稳定在12.8V(误差0.2V)。实验结果表明, 该电路设计能够达到稳定谐振器输出信号幅值和跟踪谐振器共振频率的目的。