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2018密苏里科技大学EMC LAB 暑期实习(4)

作者:时间:2018-08-18点击数:编辑:文芳

综述篇

本周是2018年华中科技大学同学来密苏里科技大学EMC LAB进行暑期实习的第四周。距离来美国已经整整一个月,大家都已经完全投入到自己的项目中,各自的进度都有了明显的起色。除此之外,大家也能够很好的打理自己的个人生活,每周都会一起出去打球和游泳,丰富自己的业余生活。

个人篇

|张中洋

本周是效率拔群的一周。从洛杉矶回来后,马上着手了走之前和张岭学长讨论的机器学习项目,并已经取得了很好的效果,这令我们十分振奋。这个项目是波音公司主导的一个研究型项目,我负责的是将之前使用传统方法由瞬时二极管中的电荷和空穴分布求解出器件中各店电压分布的过程用深度学习予以优化。

真正令人着迷的也许不是后面的实现过程,尽管这个过程也同样有趣,而是与学长们讨论的这个过程。如何定义问题,如何将一个复杂的问题拆分成一个个容易着手的点,又怎样将一个抽象的问题合理地转化为一组组“Input”“Output”“Loss Function”,这个激烈讨论的过程着实酣畅淋漓,也给予了后续的过程一个很扎实的开端。同时感觉自己真的非常非常幸运,能够遇到一个可以理解自己的优秀mentor,做着自己享受的工作并持续学习着令人激动的新知,并得到效果相当不错的结果。从讨论问题的着力点到着手搭建深度学习代码框架,思考模型结构并实现,不断的尝试与摸索更好的解决方案,直到最后学习了优质而简洁的模型及结果可视化工具,整个过程都如此的流畅而舒展。

仔细想来,不吹不黑,这种面对新问题时能够沉着冷静分析并自信于高质量实现的态度绝对是在Dian团队这一年来的真实项目锻炼中不知不觉中学到的。在团队里学到的不仅仅是实实在在、能够拿来用的机器学习知识和编程技能,更重要的是敢于系统分析问题的能力。每当想起这里,无不庆幸于当初能够加入种子班、感恩于团队导师和学长们的指导。

真正令人意外的事情在训练出来的结果不但很好的对上了各个时间点的趋势,还完美的消除了数据自身存在的噪音,这想必也是来源于大量数据的训练造成的泛化性。

|彭哲坤

这一周的实验可谓是跌宕起伏。原本已经定下对不同速度的静电枪和不同厚度的玻璃进行测试,可是小帕教授认为我们仍需要将重心完全放在自动化上。而自动化需要比较复杂的机械结构,并且我们这里需要搭配好相应的硬件,于是我开启了“购物模式”。对我们需要的东西,如马达,离子产生器,静电枪接口等等进行信息查询和挑选。由于NSG438的远程控制接口十分特殊,没有办法通过一般的GPIB进行连接,我们还得联系厂家尽快寄过来。不过这几天的选购就跟之前种子班里的嵌入式课程相似,需要我们对需要的元器件的datasheet进行细致阅读,找出需要的参数并满足我们的自动化系统要求。在这个过程中也学到了很多关于电子产商的知识,所以也不算是浪费时间。

新的PCB板子已经到了,但是在进行检查的时候发现其实板子上少了整整一圈的pad,起初我和Javad都认为应该是manufacture的时候忘了,因为PCB文件里有pad。但是后来才发现,我们的四块板子都没有pad,很有可能是源文件里有什么错Jianchi学姐发现其实在原本的Gerber里就没有画,生产厂商自然也就没有办法给我们做好。新的PCB投入使用还需要一点时间。

自行焊接DUT

另外就是自动化和测量之间的冲突影响到项目的进展,后来我和小帕教授进行沟通后确定,先完成自动化,即使sponsor需要有数据我们也要先完成自动化,因为接下来一定会有大量的数据测量,我们如果一直被测量占据着时间,自动化将很难完成,而手动测量也一定会浪费很多时间。我着手进行了相关的自动化模块的设计,现在主要投入到对ArduinoRelay开关电路上。因为之前有一定的SoC基础,这一部分应该可以很快完成,而一旦这个能完成,我的自动化系统就可能真正半自动化(只需要手动控制ESD枪的开关和手动抹除电荷即可)。

搭建的测量环境

生活毕竟不是只能靠出去happy来充实的。这一个星期我基本上都呆在实验室,做着自己的项目,虽然有点坎坷,但是好歹迈过了这道坎。下一周开始进行机械化结构搭建,继续向未知领域前进!

|张秀珍

到今天房东提醒我们交房租时,我才意识到我们来到美国已经有整整一个月的时间了,在这一个月的时间里,我们渐渐的习惯了美国的生活,从四个不会做饭主要依赖速食产品过活的生活到自己开始尝试做饭继而成功转换到希望提升厨艺的阶段了。细细回想,这一个月的时间留下了很多美好的回忆,也为接下来的两个月引入了崭新和美好的开始。

学习方面,在这一周里我基本完成了导师给我布置的任务,而下周一也已经和Dr.Bo确认了见面时间,继而做下一步的打算。在参考了书籍和网上相应的教程后,我已经可以理解CUDA的相关代码并使用服务器运行了相关的代码,尝试自己调试bug,我十分享受能够一步一步理解,发现错误然后解决问题的这一过程。就这一个月来说,项目的进度没有遇到什么大的困难,但是我希望能够和导师沟通,调整接下来的进程,使得项目进度的步伐能够更加紧凑一些。

生活方面,我们四个已经约定每天做饭,虽然偶尔偷偷懒,但是工作日的时候一般都会准备第二天的中饭。每天晚上回去之后,我们就开始准备第二天的饭菜,四个人的分工也很明确,每个人轮流做一个菜,剩下一个人就是帮助其他三个人做准备和收尾工作。渐渐的,虽然味道还需要进一步的调整,我们已经开始可以做出好看的饭菜。这一周我们也拿到了自己的ID卡,可以拿ID卡去学校的运动设施馆去做适量的运动,放松自己。

|王晓纤

不知不觉,我们来lab实习已经一个月了。临近美国秋季学期开学,实验室里外出实习的学长学姐们回来了,教授们也都出差回来了。这周我们早上九点前就到了实验室,有条不紊地做着各自的任务,有两三次也是跟着学长工作到深夜,几近零点才到家。

我这周主要工作是在做实验。计算了之前测验的一个common mode choke等效电路的电容值。之后我们收到了LG公司寄来的DUTNick帮助我从板子上拆器件,是我所需要负责部分的三个线圈。我先从体积最小的一个测起,并计算了其等效电容的值。周四开组会时,我展示了这个月我的工作成果。范教授肯定了这种测量方法,并且建议我之后再做双端口甚至四端口的测量,而不止局限于一端口的测量。

另外,我在收集不同公司不同材质ferrite的信息。在上周去洛杉矶开会时,小帕教授曾给我布置了一个任务,询问展览公司在高频时测量其产品u’u’’的方法。当时我去询问时,只找到了两家做ferrite的公司,遗憾的是TDK公司的技术支持还不在场,KEMET公司的技术支持就只简单地给我讲了测量方法。但小帕是个很严格的教授,他并不满意我完成任务的情况,他希望我继续从各个公司的产品手册里整理出来不同材质产品permeabilityloss随频率变化的图,整合在一张大图表里。但小帕也是个很热心的教授,在看到我用matlab画这张图时连接数据点和数据点是直线,他就直接写起代码,教我怎么用插值来用曲线连接数据点和数据点。

这周四,我们终于拿到了密苏里科技大学的学生卡,可以去体育馆锻炼啦。于是在周四晚饭时间,我就跟着学长们去体育馆游泳。游泳池的人不多,设施也很齐全,环境清新干净。在工作之余,来游泳馆锻炼身体也让一天更加充实。

|李姜帅

1.BSS项目进展

Time domain to frequency domain:

8.5GHzVNA来检测混合信号的输出相位和史密斯圆图,上图为VNA和刻制passive summer circuit电路板。



Mixed signals waveform


undefined

问题是,在高频(5-8GHz)频段内,noise会增加,而且当盲源之间的频率差距增大时,相位差距检测的问题就会出现,一般是跳出VNAIFBW导致分离失败,为了研究这种情况,我们准备用更高频率的signal generators来模拟5~8GHz频段内的情况,但是lab里面并没有这么高频的signal generator。解决方法就是,半夜偷偷用20GHz VNA50GHz VNA来当sources,另一台8.5GHz VNA来分析,下图所示:

这三台仪器加起来应该是8000万美元,所以用的我头皮发麻。。。

5GHz频率附近的分离结果:


8GHz频率附近的分离结果:


有很多的noise,频率和相位都不太稳定,但是delay-time function仍然work,分离结果还是很明显的

在导师VICTOR 的仔细检查和指导下,我需要换掉原来的板子,因为上面飞了一根线,这根线会导致对地的分布电感,这是可以避免的误差,所以我得重新规划一下电路:


重新规划好的high frequency passive summer circuit电路

接下来的任务,就是求这个板子的四端口在1-10GHzS参数图,来分析这个板子在频率上的工作特性和传输特性,来进一步分析noise的影响和phase偏差的原因

2.副项目任务

MATLAB VNA E5071c进行实时控制,在initial-select port-continue-single-autoset-write data-binary transform- read data-BSS function work-plotting的实时操作中不断地循环,并且实时得到信号混合和分离的结果:




3.生活

Lab里面偷拍别人睡午觉和偷拍别人偷拍:


一周任务量都非常大,进度push的很快,每天都要准备一份report给导师Victor来汇报今天的progress,没错,要有进展才能汇报,不过真的每一天都过得特别充实,特别满足,感觉学到了很多东西,从早上九点到lab,半夜十二点回家,没有休息的工作学习实验总结,吃饭的一个小时成为了每天最幸福的一段时间,因为这段时间可以不用强迫自己去push项目或者干活。最开心的还是周五啦,周五下午lab约定俗成,放掉一切项目工作和压力,放飞自我的休息玩耍,下图是下午八点打开lab大门的时候,非常的轻松:


送给自己一只,下周也要继续加油呀~

|马富为

本周在项目上取得了一定的突破。继前面推出了源端电压的幅值之后,这周想办法推出了VssVso之间的相对相位,这样就完全绕开了ICM的相位不好测量的问题,利用ICM的幅值就可以完成对cable harness的等效模型建立。虽然由于平方项开根后的符号问题,以及正切函数周期性带来的相对相位在[0,2π]区间的多解情况,但仍然可以利用约束条件来筛选出那个唯一正确的相对相位值。而且解也只有四种可能,计算量并不太大。



计算得到相对相位之后,代入等效电路的参数当中,原来的情形如下,12个点杂乱分布,理想情况应该是重合为六个点(因为有六个点是原电路的采样值,另外六个点是等效电路的采样值)


代入相对相位之后,情形如下:


Perfect

到目前为止,该项目的理论推导几乎算是全部完成了,该部分工作至此暂告一段落,下周应该是搭建具体的实地测试环境,以及合适的仿真平台,把仿真得到的结果和实地测量的数据相互验证,从而证明模型的合理性和有效性。为后面预测cable harness辐射强度和通过EMC测试标准做好准备。

|彭年

来密苏里一个月了,和实验室的师兄师姐相处得很愉快。大家都很忙,有着自己的项目和工作,每天定时到lab学习,晚上熬到很晚才回去。即使这样,学长学姐还是会每天早上顺路接我们,晚上送我们回家,带我们去超市买东西。真的很感谢他们。

再说一下这周的work。关于state estimate有许多与概率论,矩阵相关的内容需要学习,这周还研究了kalman filtering的算法实现。

另外,做了一些case的仿真工作


|徐扬

在测试的过程中,针对发现的问题,不断对实验平台进行改进。采用与真空泵相连的吸盘来抓取”DUTdevice under test),这样做可以避免手直接接触DUT,减少人为因素的影响。之前测量时静电表的示数波动的厉害,时不时从几十伏飙到几千伏,而且难以稳定下来。在小帕教授的建议下给静电表外接了电源,示数才稳定了不少。由于有些材料产生的电荷量特别大,测电荷的电路经常饱和(输出电压接近电源电压),于是又对此电路进行了改进。一些让我们很头疼的问题(比如自己觉得比较玄学的问题),实际上是可以解决的,很多时候是自己没有注意到一些细节,或者理论知识、经验不足。有问题出现时,不应该是回避或者归咎于不切实的事物,需要注重细节,客观思考。

连续做了两天的实验,步骤很简单,非常基础的测试,但很耗时,总共测了四种材料,每种材料对应五种不同的DUT。在做测试的过程中,也在不断改进实验方法;不同的测试,也制定了不同的流程。另外也为如何测量DUT与地之间的问题纠结了很久,试了高压电源充电后测电荷、万用表直接测、采用电容计算公式直接计算等,在此过程中与学长们探讨交流,也挺有意思的。目前做的都是很基础的测试,其它的,自学~

上周末学长带我们去射击场实弹打靶,还有射箭,好有意思的。

|杨光

密苏科技学下周开学,学们都陆陆续续回来了,我们多数的都需要把座位让给新来的学学姐,当学们跟实验室秘书解释这件事的时候,到了priority,优先权这个词,上秘书就认可了这种说话,在美国的⽇⼦讲道理都是有理有据让不得不信服。很快我也有新座位,由于前⾯⼯作效率很低,负责任的mentor少辉学在离他5以内的地给我了张桌,正式感受到了扑⾯⽽来的压

次和导师Victor⻅⾯是在Queen M1ryG1l1 P1rty上,师是个很严谨严肃的俄国,聊天的第句就强扯回话题,问我项做的怎样,让我觉得确实如传说中所说的冷酷学术男神。两天后回到实验室第次开组会,由于我项进展较慢于是在组会上被骂的狗淋头,IEEE Fellow David Pomerrenke 问我为什么来了罗拉这么久还不能做次展示,并批评了我的mentor少辉学没有给我讲明作业汇报的规则和时间要求,导师victor出来帮我背了锅。连夜做完了关于项SLAM的项汇报ppt并第天交给导师汇报。于是最后天的⽇⼦都是沉浸在导师每天两问的活中,Guang Any progress
 
硬件调试的过程软件要难得多,说不定哪就会出现些你想不到的bug要重头来过,总之这周有些沮丧,但是总算是进状态了。


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