2015年密苏里科技大学EMC实验室实习周记（二）

公共篇：（陈达撰写）

来罗拉的第一周，我们实习生的任务较轻，以学习为主——各自在不同mentor的带领下学习相关领域的软硬件知识，为之后的实验室工作打基础。我们也利用这段时间调整了自己的状态，逐渐恢复了规律的作息。经过一周的生活，我们都适应了罗拉的节奏，熟悉了实验室的环境。真正的挑战才刚刚开始。

第二周，工作上大家都逐渐走上了正轨，开始投入到自己的项目中去。因为各自参与的项目和专业所学的知识有些不匹配，所以我们在白天完成实验室的任务后，晚上可能还会在回住处后接着进行仿真模拟或是学习相关知识，来弥补自己的不足。比如我参加的项目涉及到用ads仿真converter电路，如flyback、boost、buck等，这些知识欧阳沐齐所在的电气学院有专门的一门课来进行讲解；而欧阳沐齐和朱世达做的microstrip仿真，恰恰是我在微波技术里面学过的知识。除了我们各自的项目，这周也有一些学长学姐进行PHD的答辩，我们有幸参与其中，了解了许多新事物。实验室中的很多学长学姐都已经找到了谷歌、苹果、思科等公司的工作，有些人正在这些大型公司实习，他们无疑是很好的榜样，给了我们莫大的鼓舞。

生活上，我们逐渐恢复了正常的作息，每天早上八点左右步行到学校的EE Building等着实验室的shuttle接我们去实验室，中午在实验室附近的麦当劳或是subway解决午餐，下午完成实验室的任务后，一起坐六点的shuttle回去，晚上再接着学习或是在电脑上做一些仿真。由于之前我们四个人暂住在学长的房子里，不方便自己做饭，所以我们一直都在外面吃，一开始来的时候，我们在餐厅里连菜都不会点，一周过后，我们基本已经吃遍了罗拉各个餐厅、快餐店了。这一周我们终于找到了房子，房子在Rolla High School附近，离MST和Downtown都挺近的，周日可以搬进去。预计下一周我们就要自己做饭了。

个人篇：

陈达

第一周的周四Dr.Fan将我安排到Abhishek和Guangyao学长的项目中去，我也正式开始了自己的实验室生活。周末我仔细地看了他们给我的reports，了解了他们的思想和未来的计划，并在自己的电脑上装了ADS软件，来对他们建立的模型进行仿真。

Abhishek接手的项目是Panasonic公司的，Guangyao的项目是Bosch公司的，他们都在尝试建立一种新的等效电路模型来简化对于复杂电路的分析。这两个项目的周期都很长，Guangyao学长说他的项目是五年期的，所以在我的实习期间内这个项目不会结束，的确，建立一个新的模型需要有很多的测试和实验来进行不断的完善，不可能一蹴而就，所以我们还有许多工作要去完成。第二周我主要是协助Abhishek去对他的模型进行仿真，检测在不同负载条件下等效电路的稳健性。Abhishek建立的模型是Common Mode T-Model，可以用它来等效代替很多复杂的电路，简化问题和分析过程。以前在电路理论等本科课程里也接触过П型等效电路、T型等效电路等等，现在我们也在验证一个全新的电路形式，完成之后会对各个行业都会积极影响，这让我们感到这项工作非常有意义。

(实际电路)

（CM T-Model）

（部分仿真截图）

周二和周三我分别参加了Abhishek和Panasonic公司以及Guangyao和Bosch的远程会议，对方很满意之前的进展，并对我们未来两周的工作提了一些要求和建议，一是要增加测试的样本，二是要在输入输出端加上一段传输线来进行仿真，三是在Board上进行实物的测试。Guangyao学长这周刚刚焊好一块用来测试模型的电路板，我在这周也增加了更多样本，完成了对电路的仿真，下一周我们要开始在这块电路板上进行一些测试，检验模型的正确性。

（测试用到的电路板）

除了实验室生活，我们的业余生活也是很欢乐的，周六下午实验室的学长们带我们实习生去Rolla Center踢球，阳光很烈，可依旧挡不住我们的热情，我们踢了两个小时，最后2:3收场，我们队小胜一球。

在实验室的日子很忙碌、很充实，大家也都很友善，时间一下就过去了，期待下一周的进展。

靳航

来到罗拉的第二周，我才渐渐适应了在罗拉的生活，因为我是个适应新环境很慢的人。白天我们都在实验室忙碌，晚上坐shuttle回来，在外面吃完饭就晚上8点左右了，而此时正值美丽的夕阳，我们就漫步回家。在这周还迎来了罗拉的第一场雨，给枯燥的夏天带来了一丝凉意与惊喜。

（雨中的罗拉）

这周我们连续参加了3场学姐学长们的毕业答辩，这里的答辩和国内的真的不一样，氛围比较轻松，在场下的我们还享受了答辩会上精心准备的美食。

（两位学姐精彩的答辩）

（场下丰富的美食）

这周五下午，Dr. Fan在会议室进行了第一场meeting，我们也受邀去听，学长学姐们精美的ppt和Dr. Fan耐心的讲解，让大家收获很大。

（meeting）

由于我的导师小帕回国了，要到8月底才能回来，所以我在实验室跟着Yingjie学姐一起做项目。小帕给了我一篇他1995年发表的论文，这篇论文主要将人体静电放电实体抽象成仿真模型，之后进行仿真，附录里给出了PSPICE的代码。在小帕走之前，他跟我和Yingjie开了个会，布置任务并且答疑。我主要研究当放电电弧长度大于paschen长度（L>Lpaschen）时，仿真电流随时间的变化。而且小帕也给出了自己的猜测，电流上升的速率要比L

在学姐的指导下，我先用2天的时间学习了ESD的基本原理和熟悉使用Cadence软件，又用2天的时间将PSPICE代码具体化成了原理图，并进行debug。由于以前并不注重PSPICE，在本科学习时小打小闹，以至于这周的学习过程痛苦不堪，用网络常说的一句话来总结就是——出来混迟早要还的。

（电路原理图）

(报错)

现在电源的设置问题困扰着我，我需要将电路中测得的电压值作为一个电源的初始值，但是仿真时总是报错，最后查的Vac是在电路扫频时用，不能将值改为电路中测得的电压值。所以下周的工作将会更加辛苦，我也需要加倍努力。

欧阳沐齐

经过了第一周的适应和习惯，到EMC实验室实习的第二周每个人都开始参与到相应的实验项目中。我自己的任务主要分为两个方面：一方面是通过软件进行仿真计算；另一方面是学习测量仪器的使用。

软件仿真计算是我这周主要进行的工作。我进行计算的模型是一个简单的微带线模型，虽然几何结构非常简单，但是仿真设计中参数设置的不合适在得出的结果中就会有非常明显的与理论分析不相符的地方，因此对于我目前这种熟悉软件和整个计算过程的状态来说是非常好的训练任务。但是，我仿真计算的过程并不是十分的顺利。首先是由于自己的相对生疏，有些不太明显的问题自己没有及时发现，到后来意识到的时候，之前就有部分计算需要重新计算，这样的重复耽误了一些时间，但是学长说这个过程是十分有帮助的，在最开始的阶段多对这些信息加深印象，可以为之后的更加复杂的内容打下基础。除此之外，不论我怎么调整，软件计算出来的结果中，s参数在低频范围中总是与理论分析之间存在较大的差异，特别是直流状态下的能量损失在仿真都采用理想材料的情况下应该是没有能量损失的，但是实际得到的结果中的直流情况下一直存在着一定的损失。我自己经过反复的检查之后没有找到出现这种现象的原因，于是就向学长学姐询问，他们尝试之后也发现了这种问题的存在，无法找到产生这种情况的原因，查找之前类似的仿真结果之后都发现有这种现象的存在。在发现这些问题之后，我就把之前得出的结果进行了整理之后向范教授汇报。范教授在看过了我的结论之后，就约定了一个时间进行相关的讨论。在讨论交流的时候，我先整体介绍了一遍自己的仿真过程以及在特定的参数改变之后结果出现的一些变化特点，之后范教授提出了他自己的一些观点：对于这种误差产生的原因，很有可能是因为软件在时域进行仿真计算通过DTFT和FFT等算法转换到频域之后，对于低频信号的处理上产生了较大的误差，对结果产生了影响。

在这周内，我还学习了实验室的一些测量仪器的使用方法，主要是关于TDR的测量，通过这种方法，可以测量信号传输线上不同位置的阻抗。由于实验仪器非常容易受到静电的损坏，因此需要在测量时将自己接地以防止人体对仪器放电。仪器的操作相对简单，主要是要熟悉操作的方法和仪器与被测设备之间的连接方法，以及如何读出波形图的意义。这个学习过程相对顺利，经过一段时间的熟悉之后，我对整个测量过程已经有了比较完整的认识。

朱世达

这周实验室的学生们陆续回来了，实验室渐渐热闹起来。

周二的时候，经过不断的调试，我终于得到了microstrip的比较完美的S参数曲线，S11和S21分别代表回波损耗和传输损耗。Dr. Fan对这个结果也比较满意。只是在DC直流处，出现了不应该出现的损耗（如图一），虽然很小，但是说明结果还是有瑕疵。周三我和欧阳沐齐一起给Dr. Fan做了演示，Dr. Fan也对这个微小的直流损耗提出了疑问，并且对我的模型的port, boundry和mesh三个要素的参数设置提出了建议，让我们接下来研究有损材料作为介质产生的不同结果。另外我按照Dr. Drewniak的要求在microstrip模型中加入了吸波材料，可以看到S21降低到了接近-30dB（如图二）。

图一S11和S21参数曲线

图二加入吸波材料以后传输损耗的变化

BOSCH的项目方面，周四收到了寄过来的两对ROSA和TOSA样本，而在这之前Goirgi已经做好了非常好的封装（如图二）。不过Giorgi还是让我对ROSA的驱动电路板先做一个测试，看看能否正常工作，损耗是否足够小，然后再装ROSA上去。

图三ROSA的封装

关于我的主项目，由于最近Dr. Drewniak还没有回实验室，我一直和他通过邮件沟通。他很nice地介绍了许多他的学生来协助我，教我使用各种工具并提供了很多之前的成果作为基础，还要我以后直接叫他Jim！Qian学姐给了我资料让我学习使用一款EMC实验室自己开发的软件FEMAS来进行材料电磁参数的拟合，然后再用拟合后的数据在CST里面定义吸波材料进行仿真。这款软件在网上都没有下载的资源，我找到实验室来自Georgia的负责这款软件开发的老师才拿到链接，老师还给了我开发者的license许可证。从软件界面可以看到，这款软件还有很多非常有用功能（如图三），其目的就是让实验室可以非常方便的进行一些电磁仿真的复杂运算。

图三FEMAS软件操作界面

周五Jim用WEBEX和我进行了一次电话会议，给我布置了近期的工作。Xiangyang学长也刚刚结束了CISCO的实习从加州回来——他将作为我今后的mentor。会上Jim对Xiangyang说要他严格地督促我，还很关切地问我这边的生活如何，让我在努力工作的同时也要多出去走走，体验一下美国的文化，利用好实验室广大的校友圈资源。他还说8月1号的时候去年华科这个项目的实习生张岭就要来读研究生了，他也会参加到我这个项目中。最后Jim说：“Now our team is back! ”，非常鼓舞人心！和Jim开完会以后下午又参加了Dr. Fan每周五例行的组会，听到了其他学长学姐正在做的项目的进展汇报，大家会一起讨论遇到的困难并思考解决办法，也会对一些方法或者结果提出疑问或者建议，相信每一个汇报的人都收获很大。我们发现原来大家都遇到了CST仿真在DC或者低频波段出现微小损耗的情况，这很可能是软件算法的缺陷导致，Dr. Fan说会和CST公司的VP反映一下这个问题。另外Dr. Fan让我以后每周都参加他的组会，也许下次我就需要汇报我的项目进展了！