• 斯坦福/伯克利第三期暑期學術課程

  • 工程導論:李培根院士

  • 科学思维与研究方法:国家教学名师 余龙江教授

2018密苏里科技大学EMC LAB 暑期实习(11)

作者:時間:2018-10-22點擊數:編輯:劉豔紅

綜述篇

本周是2018年华中科技大学同学来密苏里科技大学EMC LAB进行暑期实习的第十一周。秋意渐浓,罗拉的早晨和夜晚的气温已跌至十度。Final presentation 定在下周三和周四,届时华科的九位实习生都将进行答辩。即便是周末,各位同学也都还在EMC lab埋头苦干,精心准备着最后的展示。相信同学们都在这三个月收获颇丰,祝愿大家在下周答辩顺利!

個人篇

文|張中洋

溫馨有趣的一周。

周五在導師Pommorenke家舉行了一次火鍋party,參與者有我們Lab的一些博士生、實習生,以及MST大學中和小帕熟識的一些中國學生,以及其兒子的一些同學。小帕有兩個女兒、一個兒子,他們各自都選擇在自己喜歡的填空下走著自己的路:小帕的兒子十分陽光活潑,預計留在美國繼續學業;大女兒會說法語德語和英語,和男朋友在一起;而小女兒酷愛讀書,喜歡在圖書館呆著,由于認爲美國的醫生太過重視錢而不足夠關心人,她在下周四即將前往德國追求其理想中的醫者仁心。小帕和其小女兒都能夠說一口流利的中文,小女兒還在台灣交換留學過一年,可謂一家的中國通。最開始其實我是不太適應這種party的,感覺到的只有身處人群中的孤獨,但是漸漸內心的感覺也開始發生了微妙的變化,感覺這也許是一個很棒的事情。最重要的一點是其給了我們一個以工作以外身份示人的機會。大家吃在一起,玩在一起,聊在一起,帶來的是食物和酒,帶走的是回憶的碎片和美好的瞬間。

周六MST大學舉辦了一個各國文化節一樣的活動,各個國家的國旗飄揚,大家身著各自的民族服飾,在街上舉行了盛大的Parade,還有各個國家的學生聯合擺攤出來向群衆們售賣特色食品,舞台上學生們的縱情高歌起舞,草地上的羅拉群衆們悠閑的聊天,共同在這秋日清爽的藍天暖陽下構築了一道靓麗的風景線。




周三晚上到了傑弗遜城住下,等待著次日的考試。這次考試並沒有考好,原因也很顯然,這回並沒有做好足夠的准備。還是希望下次能夠拿出足夠的時間准備的。當日去了州立博物館,那裏的穹頂很是恢弘壯觀。

 

文|彭哲坤

这周开始调试自动化代码,工作并没有想象中那么顺利,我需要尽可能地设计好用户接口,以适应大部分人的习惯。对于这一类自动化工具,最重要的还是要尽可能复用同一个函数,在函数内进行执行次数区分,而不是一次执行一个函数来解决所有问题。另外,由于Arduino极其容易受到静电场的影响,所以需要有一个比较好的shielding box容纳,另外需要设计好整个cabinet、静电枪、PC控制端和shielding box的分布以尽可能地减少静电场的影响。



周四考了一場GRE,和馬哥跟張中洋一起進行了一場痛苦的試煉,考了一次感覺到自己的英語還是很差,需要繼續學習。

周五晚上一起去小帕教授家裏吃了一次火鍋,嘗試了一下教授理解中的hotpot。小帕教授還是很“中國化”的,帶領一衆非中國學生去適應中國特色。飯後仍然少不了“群魔亂舞”,小帕的舞姿還是很魔性。距離離去只有10天了,我好好准備好自己的答辯,爲自己的實習之行添一個完美的句號。

 

文|張秀珍

本周是正式工作的最后一周,因为我们已经收到通知,需要在下周做final presentation。所以这一周我们需要完成最后的工作以便能够在最后的presentation上展示自己更加完整的工作部分。这周我的任务主要是完成相位偏移对整体信号强度的影响。

在实验过程中,有两个发射天线,两端的原始信号都是通过相同的signal generator产生同一频率且相同幅值的信号,一个发射天线直接与信号发生器相连,另一个天线还需要在中间接一个phase shifter。通过测量发现,phase shifter产生的相位偏移在120°左右,为了对比发现相位偏移的影响,我们通过两个phase shifter产生0°、90°和180°的相位偏移,并通过测量不同高度的三个平面(2 inches、50cm、92cm)的信号强度,通过这些得到了信号扩散的规律以及距离和相位偏移对其的影响。除了这些,我们需要完成最后presentation的slides,以便在下周有更好的调整。

這周六有州立紀念日,在校園裏有很多人舉辦遊行和展覽,同時還有萬國的美食,很開心這次能有這樣的機會去體驗美國的文化,早上已經在路上看見了很多人坐在校園路上准備今天的慶祝,還有人抛灑彩虹粉,滿滿的青春氣息。

文|王曉纖

  这周我提取了EMI Filter的Q3D寄生参数,将之前建模的common mode chokes和capacitors打包成symbol,最后将所有symbol和寄生参数按电路图组装,得到了cm和dm的仿真数据。此外,我还尝试测量DUT上EMI Filter部分的s4p参数和dm数据。

      在此之前,我从未使用过Q3D,多亏了成电实习生车畅的帮助,我快速上手了Q3D。首先得把属于EMI Filter的板子导出Q3D模型,在Q3D中pin的相应位置放置边长1mm的立方体,作为terminal的仿真,特别注意立方体的材料得选择为copper。在放置完所有立方体后,可以运行自动分配到Net的功能。立方体就会被相应地链接到Net上。每一个Net都必须有一个sink和一个source。点击立方体的某一个面,设置为sink或source。在设置仿真setup时,选定频率,仿真完成后就会生成电路模型,可以导入ADS中。

      在ADS中,我将之前建模的电路模型打包成symbol。先在电路的端口上放置相应数量的pin,注意num必须连续。为了之后方便地辨识模型,在symbol中加上文字标注模型名称。

      测量DUT上EMI Filter部分的s4p参数时我遇到了一个棘手的问题。板子上只有边缘一小部分是ground,为了测四个端口,就得在端口间飞线。飞线带来的问题就是其电感会影响电路,从而影响测量结果。在将测量数据和仿真数据比较之后,它们之间有较大的差异。但由于Q3D只提取了10M频率时的寄生参数,测量板子又有飞线,它们都是有误差的。在周五和范教授讨论之后,他建议我们用胶布隔绝部分电路,再将ground延展到端口附近,可以大大减少飞线带来的影响。

 

文|李姜帥

1.  BSS項目結項

這周的第一件事就是繼續上周在time domain的驗證。一開始,我們將在scope上采樣得到的時域信號進行剖分和再重組,將每一組的重組信號做了512倍點數的FFT 變換,得到了圖一的結果,剛好通過補零做FFT 看似增大了BW,而且mixed的頻譜也只有一個峰。但是,Victor說這不是我們想要的,做FFT時候將信號補零只能夠增大頻譜圖的平滑度但是並不會改變單一頻點的信息量,而且擴大做FFT的點數也極度影響了最終的效率。之後他指出,我應該減小每一組信號的點數,然後做等點FFT,這樣得到的結果才是我們想要的,結果如圖二。

                           

這樣做出來的頻譜圖雖然不是很好看,但是在peak點包含了所有我麽想要的信息,而且極大縮短了計算時間和由插零而引起的幅度偏差。之後,按照這樣的思路,我重新剖分了所有的信號,計算FFT,取單一頻點的值,重組成頻域信號,再做BSS,如下圖所示。

             

可見,BSS成功了;下圖展示的是resolved result,整個resolving也成功了,因此,總體上我們在time domain裏成功驗證了我們之前在frequency domain的結果是正確的。

                           

最後,我們進入了項目最後的環節:在兩個源的遠場掃一個2D  plane,做完所有的分離工作之後,通過ESM聚焦回兩個源的近場。

圖中標紅點的是兩個emission sources的實際位置,在聚焦之後的近場圖中,深色位置基本和實際源的位置相對應,並且和原本mixed信號相比能夠很明顯的剝離出這兩個源。但是由于掃描的面積還不夠大,對應的聚焦的aperture不夠大,導致源的聚焦不夠精確;對于3GHzemission source而言,radiated power也很小,遠小于現實中10GHz左右的emission source,所以最後的結果還能更加精確,這也是日後能改進和注意的地方。

總的而言,項目終了。當項目結束的那一刻,我竟然沒有想象中那麽的釋然和喜悅,反而是疲憊和枉然充斥罷。或許是自己的原因,又或許是外界的原因,但是歸根結底還是自己的問題。“要是你足夠強大,你就不會爲自己的選擇而踟蹰,甚至是迷茫;要是你足夠淵博,你就不會被簡單的問題困擾;要是你足夠拼命,你就不會在不該倦怠的時候歇息片刻;要是你足夠幸運,嗯,或許,我想,要是你,足夠幸運的話,你就會比現在更加開心是的,你只會比現在更開心,而已。”平凡的人總是在否定之否定的大體系中蹒跚向前,步履維艱。我一直渴望幸運能夠降臨于吾,奈何,我卻僅僅只是尋覓著幸運的影子。當自己的付出與幸運正比的時候,你就永遠不會感受到幸運,你只會感受到理所當然,然後就會更加理性,更加努力,也會更加疲憊和苦惱。但是,轉念一想,感受不到幸運,是因爲自己足夠努力,付出的足夠多,這何嘗不是將自己的人生握在了自己手上呢。唉,或許卑微如我的人就會這樣自嘲自解吧,這對我而言,也是一種快樂啊。

 

文|馬富爲

    很突然的接到通知,final presentation的時間提前到了下周三。比我之前預料的早了一周多。下周三最終的展示結束之後,我們也要收拾收拾,准備踏上歸途了。三個月的實習也即將結束了。

這是相當緊張忙碌的一周。在對模型進行改進之後,我們又重新測量了數據,並得到了較爲理想的結果。

             

藍色的點是測量值,紅色的曲線是通過提取的源端電壓和阻抗計算得到的共模電流幅值分布。跟測量結果十分吻合。

另一方面,我們希望利用提取到的源預測長度改變時傳輸線上的電流分布。之前計算得到的結果不太理想,在計算模型改進後,我們也得到了更好的結果。

                           

長度爲2.889m时测量值和电流分長度爲1.2m時原電路電流分布和預測的值

 

然後在周四去了州府傑斐遜城,在那裏參加了GRE考試,忙裏偷閑下午去逛了州府大樓。挺有創意的,那既是一個政府辦公的建築,也被改爲了州曆史博物館,外觀還賊像國會大廈。

             

             

   

隨著最終展示時間的逼近,就開始了緊張忙碌地制作PPT,這周末以及下周的重心都會放在最終展示的准備工作上。希望可以有一個很好的表現。至少不要壞了學校的名聲啊。

文|彭年

这周收到消息过几天就要做presentation了,也就意味着我们的实习即将结束。这周的组会上,我大概简短的给老师介绍了一下我的研究课题——state estimation。老师给我提了一些意见,希望final presentation 会表现更好。另外,小帕出差后回来了,所以mentor需要向他展示我们这一周所做的项目进展。这周,我们使用了phase shifter在我们的measurement中。由于cable以及天线的位置,我们无法做到两个sources发出的信号总是同相的。但是这不影响我们的rough measurement。我们使用一个phase shifter,用VNA测出其偏移角度。在grid measurement中,其中一个cable使用phase shifter,分别将phase shifter的value调到最小,中间,最大。看grid measurement中每个cell的最大值。画出图形后,可以得出,最大值之间有1~2dbm差别。在图形上看来,就是之间的平移。关于grid measurement,我们得到了数据矩阵,从实验的角度和理论想加的角度,我们能得到相似的结论。另外,还有一个新的学生加入了这个项目,所以需要教她一些setup以及我们做了啥。

听完我们的介绍后,小帕希望我们在更近或更远的地方做measurement,比如10cm,3m等,而且希望我们的偏移能够达到180度,所以我们要用两个phase shifter串联。改进信号发生器,之前使用的是宽带信号,现在使用single signal。

             

另外,這周小帕邀請我們去他家吃火鍋,作爲一個生活在美國的德國人,中文說得很溜。和外國家庭還有lab的小夥伴待在一起,很開心。最後還要群魔亂舞的dancing環節,認識一些新朋友,也不錯。

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文|徐揚

      Automatic tribo-charging test system

      周三时机械臂终于到Lab了,随之运来的还有张笨重的实验桌,桌子挺大还很沉,当时为怎么把它从仓库搬到climate chamber里犯了愁,桌子高度正好跟门宽差不多,而中途要经过四扇门真的很伤。幸而Kinny拿来个简单却又非常实用的工具 – 小滑车,之后搬东西这事进行得很愉快,把各组件搬到chamber里进行组装了。Kinny总有些原理简单却又非常实用的小工具,在木工方面很在行,大家在实验setup的时候很多时候都要问一下Kinny的意见,他总有些非常实用而又简单易行的点子 (~ ̄▽ ̄)~。几经折腾,顺利运行机械臂。这是一个六轴的机械臂,自由度非常高,脚本采用C语言,简单试了下,设置了一系列动作,实际运动过程很是流畅,后期需要给机械臂安装上吸盘(抓取DUT),sponsor那又送来了iMac Pro, 这也意味着吸盘的承重能力需要增强,之前用真空泵加吸盘的方法不再满足要求了,需要重新想个法子;另外要实现ionizer (用于去除物体表面电荷)的自动化。

 

      Common mode choke

 



                            


    在上周采用整個電感核心提取值的過程中,發現在30MHz附近就出現了諧振,同時提取出的37000。于是我们想通过减小sample的体积以达到将谐振点向高频移动的目的,从而在100MHz以下我们能得到更多的信息,要想办法让谐振发生在高于100MHz处 – 这样才能提取100MHz前的值,否則在幾十MHz附近值就斷了,無法提取。
    在测试不同大小的样本过程中,随着样本越来越小,谐振点向高频处偏移,同时提取出来的值逐漸增大。另外提取出來的值差別挺大,並不合理,說明應該是提取值時采用的電路模型需要改進。在提取值的過程中,我們目前采用的是電容、電阻並聯模型。在測試結果中發現阻抗實部總是占據主導地位,後續提取模型需要考慮電感核心電導性的影響。

     在尝试提取μ值的过程中,我们首先将电感核心的一部分打磨成很小的长方体,并在周围涂上一层银漆,同时并不是一个完整的环,留一个缺口,一边接probe的信号头,另一边接地,测量其阻抗以提取μ。然而提取出来的μ在80MHz以下表现为常亮,这与之前确定的μ随频率变化的结论不符合,另外在CST模型中,设置μ为frequency dependent,得出的电感值变化也非常小,这意味着采用在外围涂银漆提取μ的方法不正确。

 隨後我們采用在樣本外圍繞一圈漆包線並測試線圈的阻抗的方法來提取u,但是結果顯示在樣本有線圈纏繞和線圈單獨測試兩種情況下電感值差別在8dB左右,而且在800MHz以下電感值爲常數,說明這個方法也不能用于μ值得提取。

    接下來一方面改進提取的模型,另一方面探尋測量μ的方法。

    周五晚小帕教授家舉辦火鍋party,他很喜歡中國的火鍋,而且不怕辣,筷子用得也很娴熟(雖然有很多外國友人,不過只許用筷子小帕教授中文也不錯,雖然說得不太好,有時有半句沒半句的,但很多時候我們說的他都聽得懂,還常用國語跟大家打趣~或許重點不是火鍋吧,而是大家一起聚會的溫馨的氛圍。

 

 

文|楊光

这周是多灾多难的一周,被victor连骂一周~总是因为一些细节问题在产生歧义,这周知道了3d slam的更加细节的知识,kinetic只能很慢移动的原因是不能只面对墙扫描,全是白色没有太多的信息量不利于更新信息。三个月的打磨,但是最终东西终于做出来了。即将准备下周四的presentation很开心,快要回国,更想念国内的朋友家人。这周是国内保研出结果的一周,朋友圈充斥着各种朋友们的好结果,还没考完托福的我非常慌张,即将失学也要加油啦!

 

 

 

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