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2018密苏里科技大学EMC LAB 暑期实习(7)

作者:时间:2018-09-07点击数:编辑:刘艳红


 

综述篇

    白驹过隙,转眼已是2018年华中科技大学同学来密苏里科技大学EMC LAB进行暑期实习的第周。刚送走了韩国的朋友,电科的兄弟也先行回去了一位,又即将送走浙大的实习生小伙伴。实习生队伍开始渐渐减员。这周罗拉迎来了一场暴雨,我们甚至都收到了山洪的警报,好在雨过天晴,又出现了清爽的好天气。同学们的项目也有着或快或慢的进展,攻城拔寨,推进得很稳健。下周一即将经历美国的劳动节,会有一天假期,这个周末Dr. Pommerenke在自己家举办一个party,邀请大家带上自己的拿手好菜去他家共同分享,大家都很期待。

 

个人篇

文|王晓纤

这周我的主要工作是做common mode choke共模和差模测试,等效电路和测量数据相位的对比以及三个电容的测量及建模。周五,我在范教授开的大组会上汇报了实习开始至目前所做的工作。

共模和差模的测试在一块睿杰学长自制的电路板上完成。因需要四端口的测量数据,而lab的VNA只有二端口的测量,所以得在板子上做六次二端口的测量来组合得到四端口数据。当用cable测量其中板子的两个端口时,用两个50 Ohm terminal连接在板子的另两个端口。在仿真中,用两个Balun4Port来得到差模和共模的数据,和之前七个configurations相似,三个线圈都是在30M之前匹配地较好。上周对比了七种连接方式的阻抗值,纯宇建议我也对比一下相位。相位的匹配程度并没有阻抗值匹配的情况好,具体原因可能是调谐的值不够好,等效电路过于简化。有了之前common mode choke的测量经验,给三个电容测量就容易了许多。最终三个电容的电路在ADS中的仿真结果和实验数据吻合地较好。

在周五下午开组会前,因为全程需要用英文讲,我担心自己卡碟就给每张幻灯片都写了备注。此外,我又尝试不看备注,全部过了两遍幻灯片,计时是十八分钟左右。在真正开组会时,我说地就比练习时更流畅了。其中范教授,小帕教授和学长学姐也在中途和我交流,探讨其中一个common mode choke的曲线对比。在我展示完后,小帕教授提出一个方法改进,之后我将会尝试一下。

周末,邓涵学长带我们去了圣路易斯的艺术馆。我先是被艺术馆的建筑气势恢宏所震撼,进馆后,被里面的藏品深深地吸引。其中有来自欧洲,亚洲,埃及等藏品,包括绘画雕塑等。雕塑立体感强,来自不同时期不同地区,展现异域风情。艺术馆也不乏莫奈,梵高绘画大家的著作,每幅画都值得驻留细细品味。

文|彭哲坤

自动化进程有了很大的突破,虽然最终的测试环境搭建还没有完全完成,但是难关已经跨过,接下来要做的只有一部分的软件控制和机械搭建。

卡了一周的光信号传输问题终于得到了解决。由于我自己搭建的发送机和接收机在自发自收状态下能够正常工作,我认为搭建的信号转换是可以进行工作的。不过由于我的发送机、接收机的型号不同,所以有一定可能是因为信号的匹配不一样。查找datasheet之后发现它的传输波长是一样的,那么就需要从机器接收端接收到的信号下手,也就是需要动手拆掉这个精密的仪器,从接收端引出线进行检测。

拆机器,测机器的过程很曲折,因为这个ESD Generator base的高压部分和核心主板之间是通过几十个插头进行连接的,而在manual里并没有对主板的连接进行描述,需要我在拆卸的过程中十分集中注意力,通过拍照和画图记录下连接。拆下来后主板上的线相互交错,并且是一个四层板,中间的两层连线我并没有办法获得,我第一次产生了换个方法重新做的想法。可是当我和几个实验室的PhD交流的时候,我的“绕路”想法立刻被“批判”了一番,他们指出有些任务即使再重也必须要去做,我们唯一能选择的只是能用多少工具去协助,而不是绕过它。深思之后,我决定耐下性子去测这块板子,在对整块主板进行简单的分析之后,我发现即使有些走线无法得知,但是主板依然是按照一个模块中的元件集中在一起进行设计的。成功得到了电路图后,我把发送和接收得到的信号点牵出线来,分别用probe进行探测,从而将转换器上的发送机信号与机器接收端信号进行比较,发现得到的信号完全不一样。通过几次测试之后我发现将光线稍微拔出一些之后就能从示波器上解析出来相同的信号,所以可以判断出是光信号太强导致的。问题解决的方法很简单,我只需要在发送端口加上一个电位器,然后根据信号波形调节光强度就可以了。测试前后的光强度变化用肉眼是看不出来的,所以通过仪器进行分析还是很有必要的。

         

测试不同节点的信号

Arduino板的输出也已经清楚了。板子的控制其实很简单,唯一需要注意的就是之后我需要通过matlab控制示波器、ESD枪、Ionizer和马达,所有的中间控制器都需要给matlab留一个接口,方便之后进行操作顺序和时间的调节。但是由于轮轴有可能难以提供双向的摩擦力,所以之后还是需要利用两个马达控制枪的重复动作。

工作顺利给人一种很幸福的感受,我也要继续努力,争取做大家眼中可靠的人,也不辜负老师们的期望。

 

文|张秀珍

上周遇到的问题都已经解决了,其中一个问题出现的原因是输入的节点数据不符合代码的运算逻辑要求,导致计算结果变为无穷大,使其无法写入数据。继这之后,我需要完成修改代码使其能够完成同时输入多个支路序号,分别计算这些序号的支路断开导致的N-1状态下的故障潮流计算。关于这一方面,我继续研读相关的学习资料,包括牛顿拉弗逊算法和静态安全分析,进而了解潮流计算代码的相关流程,学习如何在这些基础之上完成故障潮流的计算,这之后才能完成修改的这一任务。关于另一个项目——SRT,这一周我们测量获得了三个电脑机箱的主要工作频率,并测量了时域和频域上其相关的波形的大致情况。为了这之后的多个主机一起运行的测量方便,小帕需要我设计一个木柜,要求是三到四层,能够放下台式机的机箱。从来没有做过木工活的我只能画出木柜的设计图,随后跟着javad去挑选木材和钉子。在切割板子的时候,由于买的木材和原先设计的木材厚度不同,所以在分割和组装木板的时候十分担心,幸好最后组装完成后所有尺寸都刚刚好。

   这一周我们已经完全适应了自己做饭的生活。晚上工作完回来准备好第二天的饭菜,大家互相交流厨艺,也能做越来越多的菜,生活质量大大提高。最近觉得自己英语水平有待提高,每天开始了英语阅读和听力,锻炼自己。

 

文|徐扬

Automatic tribo-charging test system


在实验中pad和后壳作为一个整体进行测试的,为了探寻pad上表面电荷分布与pad摩擦表面电荷之间的关系,我们分别测试pad、pad保护壳及两者整体的电荷,即三部分。测试了三种材料与五种DUT共十五组静电电荷数据。由于在把pad和保护壳分开后要同时测量两者的电荷,于是又做了个测量电荷的电路。

 

Common mode choke

在对共模电感(CMC)建模过程中,需要知道其准确的介电常数值,通过测量电感核心core的阻抗,可得到其电容(在ADS中通过tune电容的值,使得已知电容的Z11曲线逐步逼近测得的电感core的阻抗曲线,可得到电感core的电容值),从而得到相对介电常数值。    

在探讨不同材料对电感耦合的影响过程中,重复性测量,在金属板与电感core间加入不同材料,比较S54的变化。 之前测得的六端口参数值不理想,这周重新测量了下,但与CST仿真结果还是有一定差距,说明仿真模型需要继续改进。

 

 

文|李姜帅

1. BSS项目进展

上周,我实现了对两个不同频率和幅度的单频信号的BSS分离,和resolved-phase算法对BSS separation结果的source的幅度和频率(频率的重建由信号频率对VNA的差值相位表征)的重建,重建之后的源在mag和phase上与源的comparison如下图:

                   

上图对phase的重建中,出现了很多与source phase对不上的点,仔细分析之后,是360°(2Π)间隔点,所以实际上这些点还是对应的上的;再幅度的重建中,出现一两个点有1-2dB的偏差,Victor随后给出了自己的见解,在smart scan的测量中可能会出现2%左右的偏差,而且在对数据点average和’./’的过程中也会带入一定的0点,造成一定程度上的误差,但是这些误差都是可以接受的。

在这一阶段上,我们的project已经取得了巨大的成功,基本上已经可以实现,在noise噪声容限下,对两个不同频率和幅度的单频信号的盲源分离和重建。下一步就是对混频的信号进行分离和重建了。

对AM波、FM波和外部Noise modulation波,这三种信号的分离和重建。下图是对这三种信号的smart scan测量的setup:

         

在第一个case中,我们的phase的BSS分离结果如下图:

         

可以看出来,在noise modulated情况下,BSS算法仍然非常的成功,能够将两个不规则度很大的调制信号分离出来。下图是对mag和phase的重建:

                   

在对noise modulated情况下,重建非常成功,也出乎了我和远卓学姐还有Victor的预期。下图是对AM情况的重建结果:

                   

我们发现源的phase发生了很严重的变化,呈现出与预期不符的走势,但是重建后的点仍然能很好的match上。随后我们排查到ref antenna测量到的数据都很奇怪,在幅度上冒出了很多0点,而且0点的数据量占总数据量的8%左右,0点数据代表这个点没有检测到信号,是不应该出现这种情况。我们去查看了setup之后发现,ref antenna在测量AM和FM时候,被我们不小心移动了偏向角,这个角导致整个ref antenna接收到的信号都比较低,而且大多都在-(70-80)dB徘徊, 导致很多0点的产生,也超过了我们原先设定的噪声阈值,还好很快找到了问题所在。所以我们接下来的任务就是重新setup然后测量,这周也就在充实中度过了。

2. 其他学习进展

整合了MATLAB的BSS 算法和resolved-phase算法,并且改进了code,实现了对信号自动扫描、控制VNA、数据读取、数据整合、分离和重建。为CISCO公司又测了8块板子。听了日本的TOKIN 在lab介绍新产品的show。

3. 业余生活

项目进展日益推进,每天在LAB的学习和工作越来越充实,日常生活也过得越来越粗糙了。

         

送给下周的自己一只还是要继续加油鸭~

 

文|彭年

这周既有理论上的学习又需要帮助学长的项目测数据。

为了检测三台电脑的radiation frequency,将三台电脑主机拆了之后,通上电,再用天线收集信号,用SA来检测信号。主要是对比三台电脑主机的dominant frequency是否在同一个范围内,用来作为检测电磁干扰时是否会出现相互抵消的情况。然后还手动制作了一个大木箱,也算是体验了一把木工活。这个项目主要是振源重建,用电偶极子和磁偶极子去代替信号源。

由于实验室的chamber里面总会有其他的干扰源,所以只能够在独立工作的情况下进行实验。每次做完结果之后,都会和项目负责人去讨论。看完结果后,一步一步做修正,又重新测量,如此反复。调参数,调波形真是一件考验耐心的事。

前段时间主要是学习在Matlab中如何计算潮流,连续潮流以及最优潮流。在状态估计中,主要是用估计状态去代替真实状态。算法本质就是最小二乘法,使得所估计的状态与真实状态的差别最小,才是好的估计。本周就是学习如何进行状态估计。

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实验设置图

         

状态估计

文|杨光

本周是第七周,周末去考了gre,感觉非常疲惫辛苦,考试环境比国内要好一些,没有那么压抑,脖子上的项链和耳环都没有要求取下来,甚至还有冰箱和免费的茶水咖啡,进去考试的时候是一个一个进去,指引的老师会一个一个讲明白规则和要注意的地方。仔细核对我的姓名照片后就被引入到考试区域。

本周由于准备gre考试,提前完成了我的任务,向victor请假去准备考试,本周项目进入了一个新的阶段,已经可以实时显示扫描到的电磁场信息。本周没有太多感想,就是考完gre的我现在要敲周记非常疲惫,非常饿。

 

文|张中洋

拨云见日的一周。

   千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。经过近一个月的钻研与打磨,通过深度学习方法解泊松方程的任务终于结出了翘首以盼的成果。在这个项目中,我运用了深度学习的方法,将二极管内部微观连续仿真中的传统迭代式泊松方程求解器用深度学习的方法进行了替换。在这个项目中,理论方面值得一提的几点是边界条件的精确拟合、避免连续仿真中的累计误差以及作为结果的I-V Curve的精确拟合;而在技术方面,我也更进一步弄清楚了MATLAB与Python的联合编程方法、Python多线程编程的方法、Python通过Flask搭建提供深度学习服务的服务端的方法、Pytorch多GPU并行计算的方法等,可谓是收获颇丰。而当最终结果和传统方法得出的结果取得了几乎完全一致的解时,心中的激动之情是的确难以抑制的。

   另外一件令我印象深刻的事是在学长们的帮助下修订组会PPT。虽然我也很习惯于做PPT,但是有许多理念性的问题依然存在着不足之处。比如我们应该站在听众的角度讲解自己做出的项目,要讲明白自己项目的原因和起源;也要点明之前别人做过的类似的项目和自己项目的不同之处,以及自己项目的“亮点”在哪里。当然,能用图片解释的项目原理都尽量使用流程图解释,而非大段文字…… 这些细节都让人感到一股专业感和对听众的尊重。最后就是当英文还不是很熟悉时提前预讲一遍是很重要的,因为这样能够先踩一遍本应踩到的雷,也会使你的演讲过程更加连贯。

   下周我的mentor将会有一场博士的Qualify考试,而我也将在他给出的指导的基础上将前期的工作整理成论文,希望可以顺利进行。在当前项目的基础上进一步优化项目,跑出更多数据、学习强化学习将是之后的目标。

 

文|马富为

本周实在是非常痛苦的一周,因为项目几乎没有进展。上周仿真的结果出来,等效源对负载的阻抗值实在是太敏感了,当负载的阻抗值不太大或不太小时,不同长度下得到的源有着较大差距。

        如果得到的源不能用于不同长度cable harness的预测,那这个方法的应用场景就将变得很有限,只能应用于给定的具体长度。目前遇到的难题让我十分沮丧,没日没夜的在想这个问题,发际线都又变高了……

        Dr. Beetner让我们继续完善我们的setup,先做些实际测量方面的工作。鉴于目前这个问题实在是有点困难,也只能先转移方向,把能做的工作先做好了。

       希望下周能雨过天晴,取得较大的突破吧!

 

 

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