2016密苏里科技大学EMC实验室实习项目周记（8）

公共篇

周五，浙大的三位实习生小伙伴进行了最后的答辩，下周他们就要回国了。两个月的相处还真有些不舍，希望以后还能再相见。

答辩结束后，Jim教授邀请我们实习生全体去他家做客。Jim家住在林荫深处，幽静而闲适。虽然Jim的家据说是“豪宅”，但并不是想象中那样的富丽堂皇，灰色白色相间的外墙，蓝色的内部装饰，淡雅又不失温馨。前院有一只狗狗，耳朵很大腿很短，已经10岁了，虽然算是比较老了，但还是很兴奋的和大家玩。还有两只猫，比较怕人，总是神出鬼没的。晚餐是从一家名叫Lucky House的中餐馆预定的，Jim非常喜欢Lucky House的食物。大家拿着盘子围在餐桌旁取餐，就像吃自助一样。

图1呆萌的羊驼

晚饭结束就是今天的重头戏了——喂羊驼！虽然“心中千万只草泥马奔腾而过”已是众人皆知的网络流行语，真正见过羊驼的并不多。这次可以一下子看到20只羊驼，想想都很激动。Jim用小推车推着两袋饲料带我们来到离房子不远的小农场，羊驼们傻呆呆的站在一起，开始发食物了才慢慢分散开来。它们还是较为温顺的动物，只是有些怕人，互相争抢食物的时候才会吐口水，如果你刚好在两头抢食物的羊驼中间，那可就没有办法了。Jim给我们每人发了一个小杯子，把饲料倒在手上羊驼看到了就会慢慢走过来。虽然面相呆萌，但是吃起东西来还是狼吞虎咽的。有些脾气温顺的可以允许人摸，它们的毛真的特别柔软，保暖性非常好，Jim的夫人用它们的毛来做毛衣、地毯，又温暖又舒适。

图2在Jim家的大合影

跟羊驼玩到太阳落山，回到房子里跟Jim聊聊家常。结束了一周的工作，大家围坐在一起谈天说地，真是一种享受。非常感谢Jim的热情款待！羊驼们，拜拜。

个人篇

刘远卓（启明学院13级种子班）

本周，首先对EMC Studio的基本使用进行了总结。在同轴线部分，修改了填充了FR4介质的尺寸，并进行了场的分析。可能是由于所加Mesh过密，虽然只取了100个取样点，仿真时间超过了17小时。所得结果虽然毛刺很多，但没有了之前剧烈衰减的情况。关于EMC Studio的使用还留下了一些问题以后解决。

图3所用两种软件仿真的E场对比

图4所用两种软件仿真的S参数对比

关于在CST软件中贴片天线板的仿真，之前所遇到的频偏问题是选用了Time Domain Solver产生的，改用Frequency Domain Solver所得的结果就比较一致了，但Frequency Domain Solver仿真时间较长。软件内部的算法决定了不同模型需要选择不同的solver。

图5 CST中天线板的仿真结果与HFSS结果对比

CST中VBA编程方面，本周开始对MATLAB处理所得数据进行读取，并提取幅度与相位。mat数据格式是matlab的数据存储的标准格式。.mat文件是标准的二进制文件,可以以ASCII码形式保存和加载。得到幅度和相位后就可以将8*8个dipole所得到的结果进行叠加，得到最终的图像。

因为平日与华为的会议都是与中国人用中文沟通，本周去旁听了小帕教授和学生们与Sony项目的会议。小帕教授思维敏捷又风趣幽默，会议氛围轻松愉快，不断有新思路涌现。虽然对会议内容只能听懂皮毛，但还是收获还是很多。

曾晨（启明学院13级信息类数理提高班）

本周主要进行的是测试工作，分为两部分，第一部分是对于不同手机条件下ESD注入后阈值的测量，另一部分是对于不同pulse rate下ESD注入后benchmark值的比较测量。

第一部分测试结果如下：

Pulse rate = the mark in the middle

Injection place = CPU

Pulse rate = the mark in the middle

Injection place = RAM

第二部分测试结果如下

Injection place = CPU

TLP Voltage = 320V

Overall = 3D+UX+CPU+RAM

Injection place = RAM

TLP Voltage = 300V

Overall = 3D+UX+CPU+RAM

最后整理成slides在周四的远程会议上汇报给SONY，对方觉得非常interesting，我也很高兴，虽然连续大半周每天都是凌晨1点回家，但是能得到对方的肯定就很高兴了。

另外，法国实习生走了，浙大的小伙伴也要走了，这也预示着快到离别的时刻了，我们还有一个月，自己能做出什么样的东西呢，还是很期待的。

孙 泽（光电学院13级光电专业）

这一周我基本上完成了USB ESD实验，并对不同scenario下的结果进行了理论分析。这两周时间，从写实验计划，到搭建实验setup，到进行实验，到写PPT展示实验结果，到改进实验，到最后分析总结实验结果。这个过程和上一个月的coax cable实际上很相似，不过因为已经做过了相关的实验，所以这次做起来觉得更加得心应手，速度也快了很多。

随着项目的进行，我不仅对ESD领域的相关知识逐渐有了更深的理解，而且对于该怎么对一个未知的课题进行探究也有了一些经验。不管是做哪方面的研究，首先都要有坚实的理论基础，只有这样才能搭建起合理有效的setup，并有能力对实验结果进行预测和分析。之前一个月我的项目进度有点慢，实验因为设置不合理经常需要重做，浪费了我大量的时间，就是因为我不了解ESD领域的知识，所以现在我也在努力补足。此外，在写report时不能从自己的角度出发对实验进行介绍，因为读者并不一定熟悉你的项目。因此写report的过程要格外注意逻辑，这个过程也能帮助我们发现自己在实验中的疏漏之处。

除了推进项目，我这一周还在继续上实验室victor教授的课程Computer-aided network design。在这门课中victor主要讲解了仿真软件ADS的使用。

生活上，这一周实验室的Jim教授邀请我们去他家做客。Jim人非常随和健谈，家里喂养了十几只羊驼。事实上我们期待着喂羊驼已经期待了很久了。真正去喂的时候还是有一点点害怕的，因为羊驼比我们想象的大了一点，而且吃起食来动作并不温柔，经常会追着你一直讨食吃。在Jim家的这次经历可以说非常难忘。此外，周末恰逢美国的labor day，我们和学长一起去了outlet购物。

实习已经接近了尾声，这一周浙大的小伙伴也进行了答辩，即将启程回国。下一周我应该会开始新的实验，继续对不同场景下的USB ESD进行分析。

宋皓升（材料学院13级功能材料专业）

基于我们上周测试得到的测试结果，我们确定得到了吸波材料，但是实验过程中与预期相反的结果让我们怀疑材料的吸波能力。于是我们在进一步实验前做了几组对照实验分析判断材料是否合适。

图6激励源1.2GHz 2 dBm，天线接收到-51dBm

图7人体吸波材料试验对比

我们知道人的身体是一种吸波材料，然而，当我们的手贴近Patch时，接收到信号是-44dBm，比标准值升高了。只有当我们的手贴近上方天线时，接收到的信号会降到-61 dBm，低于标准值。

同样的现象发生在了我们找到的吸波材料。

图8吸波材料对比实验

当吸波材料接近patch时，天线接收到的信号比标准值高，相反，当吸波材料贴近天线时，信号低于标准值。

图9 set-up对比试验

同样的现象发生在了我的set-up。我将吸波材料切割粘贴做成了腔状。当它贴近patch时，信号接收的能量比标准值高，当set-up上升至天线处时，接收的能量低于标准值。

我试图分析这种现象的原因。上个星期，我们讨论的结果是，由于吸波材料的形状过小，patch发出的波在遇到吸波材料的时候，由于边缘效应发生了二次加强，增大了信号的强度。所以我们这个星期将吸波材料做成了腔状,试图包住信号源，结果也不让人满意。我在想我们是否需要增高吸波材料的高度来达到吸波的功能。

钟 阳（光电学院光电信息科学与工程）

这一周开始了对时域信道特征化（TCC）理论的研究，包括2条关键的设计准则和系统的误差分析。另外，我也设计了该理论对应算法的流程图。

实际上，对于Asymmetry Fixture De-embedding,通过测试仅仅能获得2x THRU的S参数。

但2x THRU是由1x fixture和他的镜像结构组成的，因此能够运用一些数学运算求出两者S参数之间的关系：

(1)

(2)

再结合TDR对2x THRU测试的数据，可以利用反射系数求解出1x fixture中的所有S参数，下面以左侧的1x fixture为例计算S参数：

(3)

(4)

(5)

接下来分析时域信道设计中的2个判据：

非连续性判据

由于在1x fixture的特征化中经常采用非连续的结构如ball-pad, via, ground cut等，如果在2x THRU中不加入非连续性结构，则运用TCC算法时会引入巨大的误差。为了消除这种计算误差，需要在2x Thru中插入附加的传输线（additional middle trace）。

定义

，表示TDR波形中由第一次反射造成的电压波动的持续时间，它需要比第二次反射波到达的时间小，即

.

合理性判据

由于理论计算出的S参数可能大于1，而根据S参数的物理意义，大于1的情形无意义，因此该判据的意义在于初步判断计算结果的合理性。

(6)

(7)

(8)

最后，通过定义误差因数，对计算结果做误差分析：

1）Return Loss Error Coefficient (RLEC):

Insertion Loss Error Coefficient (ILEC):

我设计的TCC算法的部分流程图如下：

图10流程图_时域卷积部分

向浩维（启明学院13级自动化理工交叉创新实验班）

来Rolla的第八个星期，在Qiaolei和Denghan学长的指导下，我开始了用EMC studio和CST仿真Dipole的过程，得到了下面的一些结果

图11 Pz-dipole E-field

图12 Pz-dipole H-field

这是Pz Dipole分别在EMC studio以及CST中的图像，符合的比较好。

图13 Mx-dipole E-field

图14 Mx-dipole H-field

这是Mx Dipole在EMC studio和CSt中的图像，只有Ex符合的不是很好。

后来我又花了一些时间在CST中仿真了一块4层PCB板，想研究一下引起Resonance问题的原因。得到了一些结果.

图15 CST中PCB板

图16 |S11|以及Smith Chart

图17 S21结果