初来乍到
北京时间2016年7月10日,我们一行七人从上海浦东机场出发,踏上了密苏里科技大学EMC(电磁兼容)实验室项目实习之旅。该实验室在全美同类实验室中排名第一,与诸多全球著名企业有着合作关系,我们会把实习期间的所见所得,总结成每周一期的实习周记。第一周我们还并未完全融入到项目中,因此本期周记主要介绍我们初到罗拉的生活。
图1上海浦东国际机场出发合影(缺向绍杰一人,先行出发)
然而启程并不是很顺利,台风“尼伯特”登陆上海,导致我们的飞机起飞延误了2个小时。由于我们需要在芝加哥转机,从芝加哥到圣路易斯的航班与上海到芝加哥的航班间原定只有3个小时的换乘时间。飞机在芝加哥刚落地,大家就一路小跑着取行李、过海关、办理转机手续。好在从芝加哥到圣路易斯的航班晚点半个多小时,最终我们在当地时间晚上11点到达圣路易斯,由实验室的王彦盛和黄翘磊两位学长将我们接回罗拉小镇。在这里代表所有实习生特别感谢一下彦盛学长,自从密苏里项目开始的这四年,每一期的实习生都是彦盛学长安排和接待的,而彦盛学长今年就要博士毕业了,接下来的重任就交给翘磊学长了。到达罗拉已是凌晨一点,我们的实习生活就此开始。
图2密苏里科技大学EMC实验室合影
安顿下来后吃饭是首先需要解决的问题。罗拉小镇只有约3万人,餐馆的数量屈指可数,但各种风格的餐馆对于刚来美国的我们来说还是十分新奇的。有美式快餐麦当劳、赛百味,也有亚洲风味的日本料理、泰国菜,当然也有大家思念的中餐。特别说一下,在这里购物除了商品本身的价格外还需加上税和小费,一开始大家都有一些不习惯。
当然,潇洒过后大多数情况还是从沃尔玛大超市采购食材,自己动手做饭。由于沃尔玛比较远,每次需要学长开车接送,因此基本一个礼拜只能去一次,所以每次都要采购一周的食材,这对于平常吃惯了食堂的我们来说还需要慢慢适应。这里的水果相对国内来说便宜很多,一包2斤重的大樱桃只要3美元,在华中大的水果摊可要比这贵得多的多。
图3抵达罗拉第一餐
图4一群中国学生在美国的一家韩国人开的日本料理餐厅
可能因为还未完全进入到项目中,大家还不是太忙,所以日常的娱乐活动还是很丰富的。实验室的教授和学长们喜欢各种球类,乒乓球、足球、羽毛球、篮球,因此也经常拉上我们实习生一起。除此之外还有打保龄球、钓鱼这些在国内的大学生活中很少体验的活动。大家虽然之前没有接触过,但是上手后享受到了其中的乐趣,满满的都是成就感。
图5和实验室的学长们一起打篮球
初来乍到第一周,我们7个也陆续进入了不同的项目组,在学长学姐的带领下初步了解了自己的实习项目。相信接下来的三个月一定会是忙碌而充实的。
个人篇
1. 刘远卓(启明学院13级种子班)
非常有幸成为本次密苏里科技大学EMC实验室实习项目的小队长。虽说是队长,但作为唯一的女生,也得到了大家的很多帮助。5月确定项目成员,6月准备材料办理签证,7月领取基金委补贴最终登上飞往美国的飞机,一路相对还算比较顺利。
到达罗拉已是凌晨1点,事先联系好的室友已经睡下了,跟家里报了平安后也赶紧躺下。跟大家一样,时差让我们6点就醒来了。出门对着地图找到了一家面包店,吃了我们在美国的第一餐。跟当地人的交流没有遇到太大的困难,小镇的居民都很热情,民风很好,犯罪率很低,环境也很舒适。
图6罗拉的云
下午我们就来到了EMC实验室。实验室与学校还有一定的距离,需要上高速,开车需要5-10分钟。参观了实验室后,我得知我所参与的是范骏教授的项目。范骏教授毕业于清华大学,也是给我们写邀请信的教授,虽然还未见到范教授,但还是感到十分亲切。黄翘磊是主要带我的学长,他十分认真负责,相信跟着他的这三个月一定有很大的收获。
我所在的项目属于RFI领域,是一个与华为公司合作的应用于手机芯片方面的项目。由于电子产品尺寸越来越小,数字系统和RF(射频)系统的位置也越来越近,电磁干扰也由此加剧。简单说来,天线在接收基站信号的同时也会接收到高频集成电路辐射的干扰。由于现在对集成电路辐射的研究还不完善,理论上没有建立很好的模型来进行分析。我们所做的就是通过仿真和测量,建立近似的模型。现在发现在近场中,可以用偶极子和天线之间的干扰来代替电路与天线间的干扰,但还需在不同的仿真软件中进行仿真来验证这一结果。我目前需要在CST这个软件中做一些简单的方针来初步验证理论的正确性。
很有幸来实验室的第二天就参加了与华为公司的电话会议。虽然对项目的理解还不是很深入,但提前体验了项目的工作氛围。主要流程为实验室汇报项目进展,对方提出疑问和要求。虽说是一个小时的会议,还是延长了一段时间,挂掉电话后学长们继续对遗留问题讨论,晚上十点才回到家。
刚进组的我们首先需要熟悉一些基础知识。种子班在大三下所开的信号完整性课程为我打下了一定的基础,这门课上已经对传输线进行了一定的介绍。但由于我没有系统的学习过天线,所以需要先阅读资料加深对天线的理解。接着要在ABS仿真软件上仿真一些基础的模型来加深理解。
适应了一周后接下来要开始正式的实习了,我一定会珍惜在处于世界领先水平的实验室的珍贵时光,努力学习,在项目组里贡献自己的一份力量。
2. 曾晨(启明学院13级信息类数理提高班)
北京时间2016年7月10日,我们华中科技大学一行六人在上海停留几天办理留学基金委的手续后,马不停蹄的登上了飞往美国的飞机,我们将要前往密苏里科技大学(Missouri S&T)的EMC Lab开展我们为期三个月的实习工作,作为华中科技大学派出的第四届前往EMC Lab的实习生,我们倍感荣幸和肩负使命感,面对即将到来的挑战和机遇,我们憧憬万分,希望通过三个月的实习工作,证明自己的学习能力,并最终成为实验室的正式一员。
经过延误的洗礼,途径芝加哥和圣路易斯,终于来到了最终的目的地:罗拉,我们将在这个安静和热情的小镇生活学习,并在密苏里科技大学的EMC实验室进行我们为期3个月的实习工作,在来之前我们就久闻EMC实验室的大名,作为业界当之无愧第一的实验室,这里的一切对于我们都是新的挑战和机遇。第一个晚上我们由于五个人只找到了一个房间,到达的时候也是凌晨了,只好挤着睡打发了。
倒时差真是痛苦,晚上睡不着,白天想睡觉,第二天果然5点就都醒了,于是大家打理了一下便出发去罗拉探险之路。罗拉的清晨不仅阳光明媚,而且空气清新,这里绿化极好,人们非常热情,在买面包的时候,竟然因为一行人只有我有10美元(其他人都是基金委发的100美元),店员跟我说you win, give you a surprise,然后便给了我一个很大的曲奇,也是在这里,我们留下了在美国的第一张合影。
图7早餐的surprise
在沃尔玛购买了一些生活物品和办理了简单手续后,我们便兵分两路,三个人去见小帕教授,其余人去找房子,下文主要说我见小帕教授的情况,很幸运的是我们找到了一个价钱合理,条件非常好的房子。
在实验室的见闻其他队员应该会写,由于只有我们三个见了小帕教授,其他人在本周都没见到导师,所以我这里着重写一下对美国教授的感受吧。小帕是个德国人,看起来好像爱因斯坦,貌似有犹太人血统,一看就是严谨的学术范,但是他开起口来却吓了我们一跳。他问我们,你们知道实验室最重要的是哪里吗?当我们要开口的时候他却带我们来到了乒乓球室,真是让我们大吃一惊!在当他问我们会不会打乒乓球的时候,我说只会足球篮球,他竟然用流利的中文介绍起了实验室的足球队!之后开组会之前,他又要我们画出自己的头像并标识名字,让组员们根据头像辨别我们谁是谁。总而言之,小帕实在是一个风趣幽默随和的人。之后我们在组会上分配了任务,我将会跟随印度人phd Jeet参与SONY的关于测量ESD的项目。Jeet的口语说实话刚开始也听不懂,口音挺重的,后来慢慢的才适应,但是他非常热情,有问必答,还带我参观了实验室,之后跟他合作相信一定会很愉快,不仅会在学术上大有长进,也一定会在听力上有所增强,哈哈。
下面简单介绍一下我将会在实习期间参与的项目。我们知道很多软件错误是由硬件设计的不合理造成的,而其中可能就是由于某些场的影响导致硬件无法正常工作,那么如果厂商能够从硬件就更改设计便能有效提升产品质量,所以说如何检测出硬件在不同情况下的表现便能有效发现可能的问题并修正。那么这个项目主要就是探究各种问题需要用怎么样的方法去检测,其中包括用探针检测场强,用热学图,用频谱分析,用电压测量等方法,而其中最为重要和新颖的是小帕教授在我们来之前几天提出的用声音检测,即是将我们难以辨别的频谱搬移到声音上通过耳朵辨别,在Jeet示范了demo后,我不得不表示,这种方法的确非常有效,而我也将会着重在接下来的实习工作中做这一块。
接下来的几天,我们便开始逐步步入实验室的正常工作学习,我们分配了位置,并且开始逐步了解和着手自己的任务,我们三个小帕的学生甚至在周五的组会上进行了实习计划的口头展示。在实验室的工作学习中,我们发现和学长之间不仅是同事,更是朋友,很多学长想着花样带我们娱乐带我们享口福,这真的令我们非常感动。而看着实验室学长们一个个奋发图强的同时也能收到非常好的offer,我们不禁也对未来产生了无限憧憬。
以上便是来到密苏里科技大学第一周的所见所闻所感,我相信此行一定收获颇丰,至少我相信来这里一定是我人生路上一笔宝贵的财富。
3. 孙泽(光电学院13级光电专业)
我们一行六人分别来到上海,7月10号在浦东国际机场会合。办理安检和过关的过程都非常顺利,但没想到上了飞机才被通知,因为今年一号台风的影响,飞机被迫延误两个小时起飞。不过可能是因为兴奋的原因,这两个小时的时间并没有显得很煎熬。
这是我第一次乘坐飞机进行这么长时间的旅行。在飞行的大部分时间里,我都在用kindle看电子书,另外还玩了一下飞机上的赛车游戏。因为平时课业繁忙,已经很久没有这么长的空闲时间可以供我自由支配了,所以大概十四个小时的机上时间并没有觉得很漫长。
到达芝加哥机场之后,给我留下印象最深的就是机场的晚霞。美国的建筑普遍都很低矮,所以天空显得很辽阔。再加上空气比较好,所以晚霞格外壮丽。
此外,机场的工作人员也非常热情。由于我们在上海起飞时出现了延误,所以机场提前为我们准备了有“快速通道”标志的机票。所以过海关和安检的过程相对正常流程都快了不少。所幸从芝加哥飞往圣路易斯的航班也出现了延误,最终我们的行程并没有受到太大的影响。
到达之前联系好的郭远东学长家的时候已经是深夜了。第二天,因为时差的原因,大约五点多的时候大家就都醒了。虽然只睡了两三个小时,但是却都精力充沛。我们住在罗拉的北部,于是一行人顺着街道一路向南,准备去学校和沃尔玛看看。一路上大家对周围的一切都充满了好奇,连一个自动饮料售卖机大家都要研究半天(不过确实跟国内的不太一样)。走了半个多小时大家来到一个路口,正好有一家店开门,于是我们进去吃了个早饭。有趣的是大家付的钱都差不多,但是有的人只有小小的一个派,我的却是一大碗沙拉和一块面包。大家纷纷和自己的早餐拍照留念,发朋友圈分享这个瞬间。
过了路口差不多就是学校了。因为是暑假的原因,学校里并没有几个学生。再往前走半个多小时就到了沃尔玛。这里的居民一般每周来一次沃尔玛采购本周的生活用品,所以整个超市非常大。我们在翘磊学长的带领下办理了电话卡,买了必要的生活用品。
下午我们去实验室参加了小帕教授的组会。组会的氛围轻松幽默。在曾晨的周记里有详细的记述,我就不具体讲了。
组会上我们就被分配到了不同的项目组进行工作。因为之前在学校做过有关USB3.0的大创项目,所以我被分到了ben的组里,主要是进行usb线charge和discharge时的测量,同组的还有一位中国学长魏鹏宇。
本周接下来的时间里,我们一步步熟悉了在美国的作息和生活习惯,在实验室的工作课都步入了正轨。相信在几周之后我们就可以在实验室里施展拳脚,学习更多有关电磁兼容的知识。
此外,我最后还想感谢实验室的各位学长学姐对我们的帮助,如果没有他们的帮助,我们不可能这么快就安顿下来。尤其是住在我们附近的张岭学长,他平常工作繁忙,还经常抽时间带我们去吃饭玩耍,非常感谢他的帮助。
4. 宋皓升(材料学院13级功能材料专业)
10号的凌晨我们由上海浦东机场飞往芝加哥,最终转机抵达了圣路易斯,王彦盛学长和黄翘磊学长接我们到了住处。
第一天早晨,时差还没完全倒过来的我们沐浴着罗拉一缕缕温暖的阳光,徒步走到一间具有特色的餐厅吃早餐。接着黄学长带我们去了附近的沃尔玛超市采购生活必需品。然后我们去了密苏里科技大学IA办事处办理了报道相关手续。接着,我们在学长的带领下参观了闻名已久的EMC实验室。下午,我们和学长们进行了一场激情四射的篮球比赛。
第二天,我们先去了当地的一家银行办理了开户及相关手续,方便以后支付各种费用。接着我们去邮局将基金委需要的材料寄送给了芝加哥的中国大使馆,向国家报到我们已安全抵达美国。晚间,我们用前一天购买的食材,自己做了赴美第一顿晚餐,虽然卖相不好但是味道着实不错!
接下来的几天,我们开始了在实验室的正式上班实习。有了自己的办公桌和电脑。每位同学安排的导师和项目都不尽相同。我被分配Khilkevich, Victor的小组,教授希望我能解决EMI source imaging中显微镜高分辨率限制问题。何睿杰学长向我大致介绍了项目的背景和一些基础知识。由于我是一名材料学院的学生,我没有任何关于信号和系统的相关知识,这对我来说将会是个巨大的挑战!希望接下来的一段时间我能尽力补充相关知识完成教授安排给我的相关任务!
图8实验室一角
在忙碌的实习期间,学长们也会带领我们体验不一样的罗拉生活。星期三的晚上,实习生和实验室的部分学长们一起去打保龄球。第一次的尝试记忆犹新,四次spare的成绩也获得了学长的称赞和同伴们的喝彩!星期四的晚上,学长载我们来到郊区的湖边钓鱼,嫣红的夕阳,涓涓的湖水,青绿的树木,环境的优美让人流连忘返。乌龟,甲鱼,各种叫不上名的小鱼都成了我们的战利品,山间回荡着我们喜悦的笑声!星期五,学长带我们来到罗拉镇上为数不多的中餐馆,品尝了具有中国的特色菜,激起了内心对家乡的思念……
图9钓到的甲鱼
第一个星期的生活丰富多彩,一步步地进入了正轨,希望我们再接再厉,努力完成任务!
5. 钟 阳(光电学院13级光电专业)
倒时差,参观实验室,熟悉环境,……其实这些并不是第一周的全部。
在BICHEN学长介绍完我将要参与的课题后,我利用Google了解Cisco这家公司。也通过发E-mail给学长得到了HFSS软件(高频结构仿真)的入门级资料,开始从头学起。由于整个课题对仿真的要求比较高,所以尽快熟悉HFSS软件成为了我目前最重要的任务之一;同时,我也抽出部分时间用于学习信号完整性(SI)的基础知识。所以在抵达lab的第一周,我从理论和实践两个层面来为自己融入到Cisco的项目做着前期准备。
另外,实验室的学长们一边说小镇上没什么好玩的,一边带着我们打篮球、保龄球、钓鱼以及尝试各种餐馆……总之,留给我的印象是——在项目进展顺利的前提下,实验室的生活是丰富多彩而又沁人心脾的。
6. 向浩维(启明学院13级自动化理工交叉创新实验班)
这是来Rolla的第一周。不得不提的是,Rolla真的是一个山清水秀,生活舒适安宁的地方。在这个19000余人的小镇上,主要分布的就是这里的大学-Missouri University of S&T。
地广人稀的结果就是这里的房屋基本都是一层两层的结构,看起来很有一种宁静的乡村气息。在一条高速公路的旁边,离学校相当远的地方,坐落着我这3个月的实习地方,MST的EMC LAB(电磁兼容实验室)。
在这个美丽的地方,我开始了在EMCLAB的科研生活。由于是周日到的Rolla,各个地方的办公机构都没有上班,因此周一周二我们主要忙于找住的公寓,采购一些生活用品,去IA和银行办一些手续。真正知道这3个月的一部分任务还是在周三的时候。首先我们一行7人被分配到了不同老师的手下,我的导师是Dr. Drewniak,但是他正在美国的其他地方休假,还没有回LAB。带我做关于SI项目的Deng Han学长也回国去了,下周末才回Rolla,因此这两周我主要跟着翘磊学长学一些基础的理论知识软件的使用。前两天,翘磊学长给我的第一个任务是看一些关于Transmission Lines以及S-parameter的基础知识,并且把要用到的软件ADS,CST以及HFSS软件装好,教我们怎么使用这些软件。但是我发现,由于之前电磁场和电磁波学的比较一般,好多东西都忘了,于是翘磊学长给了我一些Dr. Fan讲的关于SI的视频,让我补一补基础。第二个任务是LAB写了一个2D的电磁场仿真软件FEMAS,虽然是2D仿真,但是也因此原因,运行速度可以比3D仿真的CST和HFSS快很多。我的工作就是用ADS仿真一些例子,和FEMAS的结果进行对比,用来向Cisco的人证明FEMAS软件的结果是正确的,这估计会是我在LAB的所有工作中比较大的一块内容。估计等Deng Han学长回来,可能对我还会有新的安排。不过总的来说,理论基础还是有些缺乏,不过经过一段时间的努力,还是可以补起来的。
虽然自动化这个专业离EMC这个方向的距离还是比较远,上手还比较困难,但是我相信在下一周的努力下,应该可以度过开始的时期,真正进入实验和仿真的部分。
7. 向绍杰(电气学院14级电气工程及其自动化)
我7月10号上午到达了圣路易斯,在学生会学长接送下到达罗拉事,开始了为期一个半月的科研实习生活。罗拉是一个美丽宁静的小镇,但是位置比较偏远,从圣路易斯开车到罗拉大约需要两个小时的时间。
经过一周的调整,我们逐步适应了这里的节奏,下面我简要说一下这一周的学习生活方面。我借住在学长的房子里,由于附近餐厅很少,大多数时候都是我们开车去超市买菜,然后回来做饭,中午会去lab对面的快餐店吃点东西。实验室的氛围非常棒,师兄师姐人也都很好,生活上给我们很多建议,经常绕路开车送我们回家,让我们觉得非常感激。
科研方面,到达实验室的第一天下午,我参加了教授的科研项目组组会,被分配到了David J Pommerenke教授的课题组进行科研实习,我们平常都管他叫小帕。小帕教授非常幽默,也很喜欢和中国人打交道,同时他是EMC领域的学术权威,在Electrostatic discharge(静电放电)领域有极大的影响力。指导我的研究生是周学姐,之前也参加EMC的暑期实习项目,目前正在EMC实验室攻读硕士学位。我的主要任务有两部分,第一是测量不同情况下人体ESD,目的是为了测试人体放电对可穿戴设备的影响。这周末我们进行了第一组实验,测量人体不同位置的阻抗值,用VNA(网络矢量分析仪)的单端口测量模式,计算人体所产生的阻抗值,得到不同频率下的阻抗特性曲线。
图10网络矢量分析仪
第二部分是仿真并建立一个E-field probe,使我们可以在无法测量电流的情况下,了解静电放电可能产生的影响和危害。E-field probe目前已经选定了一些不同功能板块所需的集成芯片,其中E/O(电光信号转换)部分还有一个Comparator IC的型号还在讨论,其主要功能是设置电压的threshold(门槛值)。下周就可以开始ADS的仿真工作以及PCB板的设计与布线。