公共篇
最近因为大家的项目做到了比较关键的时候，需要更多更集中的时间投入，所以大家晚上来实验室工作的情况比较多，下午6点多的时候通常只有做饭的同学回家，其他人待在实验室的时间会长一些，也因此这周我们没有聚在一起活动。
个人篇
何睿杰
由于实验室计划将50GHz VNA运到Agilent公司进行维护，我得赶在周日进行测量，对上周四测量结果中低频部分不连续的产生原因进行验证和分析。
由于目的明确：先重复上次的测量结果，排除校准不合格的可能性，所以可以按部就班，和上次测量用同样的办法setup、校准，测量。在测量5inch 的 trace的时候，仍需要使用自己搭的扩展平台。但是这个平台实际上是不稳定的，容易晃动。我在试图将这个平台上的探头landing的时候出了问题。平台向下抖动了一下，于是针尖的‘地’就被压断掉了。整个过程非常快，开始我都没看出来有一根针掉了。
发现弄坏了之后感觉好紧张，因为实验室就剩两个这样的探头了。试图用烙铁来把‘地’这根针焊上去，但是实在是太小了，没法修复，只好作罢。由于出现了这个意外状况，我也不得不暂停测量，对现有的数据进行比较和分析。上周日发现的低频的不连续在2inch的trace测量中还是出现了，所以可以排除校准的问题。
在周二我向Dr. Fan汇报了这个状况，他也没责备我，我们讨论了一下，计划购买新的探针。而这周打算用一根探针获取一些单端的S参数。比较给cable加上铁氧体材料后的结果，确定低频的不连续是由共模噪声激励引起的。
这周除了和几家公司联系，比较probe之外，我还做了一些理论方面的工作。
对4条trace的混合模式S参数进行推导。推导的过程比较复杂，参考2条trace网络的混合模式S参数，可以通过解四元二阶微分方程得到结果。同时也可以从数学上证明，4条trace的网络，其S参数只存在四种模式。那么对这4种模式的定义就是我们接下来要考虑的东西了。
由于4条trace，两两组合有6种情况的crosstalk，而单条trace上的正向方向行波也应纳入考虑。那么一共应该有2 X 6+2 = 14 个行波在这个系统中存在。理论上是可以通过消去非独立的模式，化简到四个模式的情形。我们下周将讨论这四种模式的定义。其中比较困难的地方在于，要得到general的解，需要的参数实在太多，最坏的情况下能超过16个。这使得我们的波动方程的解非常长，表达式中的不可合并项相当多，以至于Maple这个软件无法把解完整地打印出来，即使是用了RootOf来缩短表达式，也需要好几页来显示行波的一个解。
这种数学推导，看起来结果就几行字，半张纸，其过程还是蛮坎坷的。数学上的问题其实不难解决，推导过程中不断地考虑其结果的物理意义才是真正费脑筋的地方。
这个周末，Dian团队09级种子班的曾裕璇学姐路过Rolla, 和我们一起度过了愉快的一天。
周建驰
上周我们利用epoxy 搭建了Equalizer 电路，用VNA测量得到的S参数，整体比较理想，但是由于板子和Connector 的损耗，在高频处的衰减依旧比较大，所以我们又找了两个low loss的板子准备再尝试一下。之前在网上订的AEQ元件和Connector这周已经运到了，因为我焊2040的元件技术不太过关，所以板子搭好以后就花了些时间练习焊元件，熟能生巧，虽然焊得还不是很完美，但是已经比之前要强很多了。我们又order了一些Conductive Epoxy，等到下周就可以粘AEQ 搭出完整的板子进行测量了。同时我们也提出了一些新的构想来搭建Equalizer 电路，比如在trace 上切出一条极细的gap充当电容，再在上面焊上电阻，来构建AEQ。但是经过CST 仿真，发现达不到预期的效果，所以我们还是沿用一开始的设计来搭Equalizer电路。
另一方面，PCB的设计时间已经十分紧迫，小帕要求我在两周之内完成PCB的layout，因为电路的原理图已经确定，元件都已经确定好了，所以我最主要的任务是设计trace，连接整个电路。既要满足匹配条件，也要注意布局布线减少信号的串扰。决定trace的首要依据是dielectric板材的厚度和核心的HMC芯片引脚的pad位置，因为FIR board 的信号有differential 和single end 两种情况，对于differential， 一个输入端需要两条信号线，所以连接芯片的是differential 的CPW。这种情况下，我们需要考虑的就不再是传输线的特性阻抗，而是differential impedance。起初我一直不是很理解
之间的关系，在网上找了一些文献来看，仍然感觉一知半解，因为我们的model是CPW而论文讨论的基本上都是Microstrip。我和Atieh讨论之后发现她也不是很懂，我们就去找了Victor, 他和我们讲了原理，并且用CST简单地仿真了一下，通过这样的讨论，我终于弄懂了论文里那些公式是怎么来的，也理解了我们设计的标准究竟是什么。
既然原理已经掌握了，接下来的工作就是纯技术活了，我用CST 先仿了differential 的CPW, 调整参数使pad 的尺寸和芯片匹配，同时满足differential impedance 为100Ω。然后设计单trace的CPW，使特性阻抗为50Ω。接下来再把这两部分结合到一起，看端口特性是否匹配，调整中间连接部分的形状直至匹配，目前还在调整参数，完成CST仿真以后就可以上Altium Design 进行PCB板设计了。这是下周主要的工作。
张岭
这周我开始学习ADS，将房翔学长给的4个s参数文件导入到ADS中，采用同样的比特数据和同样的6.5dB的去加重（deemphasis），计算两种不同的情况下（有串扰(Crosstalk)和无串扰(Crosstalk)）的眼高（Eye Height）和眼宽（Eye Width）。然后将得到的数据与房翔学长给的Cassandra和FEMAS的计算结果相对比，列表如下（只以Eye Height为例）。
由以上表格数据可以看出，三个软件计算的数据虽然都不相同，但是相差不大。不同的是，Cassandra和ADS有串扰的眼高均比无串扰的眼高要小，而唯独FEMAS有串扰的眼高要比无串扰的眼高要大。眼宽也是如此。而眼高和眼宽是衡量传输线传输质量的指标之一，眼高和眼宽越大，证明传输线质量越好，从理论上分析，有串扰存在情况下，眼高和眼宽应该减小。所以FEMAS计算的结果欠缺合理性。
为了验证FEMAS是否在计算眼图方面存在问题，我采用了不同的比特源数据PRBS-7和PRBS-9，再次将4个s参数文件导入，进行仿真计算。结果发现，的确是这样。有的情况下串扰存在时眼宽和眼高要小，但有的情况下串扰存在时眼宽和眼高要大。这说明FEMAS在这方面确实存在一些问题，接下来应该和Mikheil教授讨论一下。
另外，为了验证差分传输线的距离变化时，FEMAS得到的l11和c11也在改变的结果是否正确，我在Q2D中建立相同的模型，进行仿真，发现和FEMAS得到的结果几乎一致，说明l11和c11确实在随着距离的改变而改变。关于这个Jim提出来的想法，确实需要和他好好讨论一下，看是否有继续下去的可行性。
白斯琪
这周我们得到了LT公司的工程师的回应，原话如下：“The IC and ckt. are operating normally; the body diode does come on prematurely during the off-time at lights loads, but that’s the way the part works (It is an old IC.). This means the ckt. operation and the simulations work match entirely, but when do they ever – esp. with older parts”。意思是说虽然这个波形很奇怪，但该芯片确实是正常工作的。至于仿真结果与测量结果不同是因为仿真模型没有包含芯片的所有信息。
确认了Buck变压器正常工作后，我们又测量了Boost变压器。结论是测量结果和仿真结果符合的很好，说明芯片是正常工作的。测量结果如图：
仿真结果如图：
两者符合的很好。确定正常工作后，就开始正式测量了。我们的目的是要通过测量天线接收到的噪声来得到芯片的噪声模型。
然后用一个天线发射，一个天线接收，从而确定天线确实能接收到东西。
确认天线正常后，就用频谱仪来测量芯片的噪声。测量时，把芯片放置在屏蔽外界电磁场的房间中，频谱仪放置在外面。如图：
我们先直接测芯片的输出，结果如图：
但是奇怪的是当我们改变RBW或者SPAN时，测到的峰值就消失了，如图：
然后我们又测量了天线接收到的波形：
可以看到，通过放大器后，在1G Hz附近能够测到一些东西。
然而这次测量是失败的，因为Chamber中存在干扰源：直流电源的噪声会通过输入端耦合进电路。因此我们下周要重新测量。
黄晨希
上周去附近的Ozark湖开摩托艇的时候眼镜掉到湖里去了，在配眼镜的过程中，也感受到了美国很多和国内不一样的地方。首先就是人工服务很贵，预约医生验一次光大概就需要花将近100刀，而国内几乎都是免费的。其次就是拥有一份保险在美国的重要性，有的保险基本上可以覆盖掉配眼镜所有的费用，只需花十几刀就可以了，而如果自己掏钱配的话，基本上都需要200多刀。由于我买的保险不能覆盖配眼镜的费用，所以我没有选择在沃尔玛的眼镜店配，而是在搜寻了各方消息后，选择在网上配。通过国内的同学我要到了我原来的诊断信息，在网上填完这些后，整副眼镜配下来连带运费和一副墨镜一共只花了20刀。还有最深的一点感受就是，美国的快递简直不能跟国内比，一般都需要个4、5天，我的这副眼镜，从加工到最后运到，一共花了10天左右。
图1.在美国的网站上配的眼镜
这周的任务还比较紧张，再加上丢了眼镜，感觉压力还有点大呢。不过最后还是有了比较不错的结果。这周主要是完成了一个更为复杂的等效电路的时域表达式的计算：
图2.时域公式的计算
不过最后在用ADS仿真的时候出现了一个问题，ADS的波形一直是在两个值之间跳变，我请教了几个学长，都没有比较好的解释。在周四开会的时候我将情况如实地报告给了组内的成员，并说明了我对于ADS可能不能仿真出这种情况的电路的想法。他们也给出了很多有用建议。在国内，有时候碰上这种情况，我干脆就直接不去讲它了，但是在这里我发现，自己有解决不了的问题一点都不会让自己“没面子”，恰恰相反，把自己所不能解决的问题展示给大家，一起讨论，会使人有更大的进步！
图3.出现的问题
夏梁桢
一转眼实习都已经过了一半了。本周的项目有点卡壳，三维方面的图形怎么都出不来。周一的时候我又读了一遍《三维毫米波成像》的论文，在其中很不起眼的一部分中发现了一些端倪。原来理论上推导时都是用的连续时间的傅里叶变换，但是在实现过程中肯定用的是离散傅里叶变换或者是快速傅里叶变换，所以在进行最后一步三维傅里叶反变换时就产生了问题。因为
，所以在每个固定点(x,y)（也就是说kx,ky都相同时），kz会随k（也就是频率f）的变化而变化，并且非线性而是在各个球面上，而另一方面对于不同的点，这些非线性的kz的值也不相同，这种情况下是不能进行三维傅里叶反变换的，所以文中说要用线性插值技术。我刚开始时使用的是MATLAB中一维插值，仅在z方向进行插值。而这时会逼迫我放弃很多数据，因为很多数据的kz都是纯虚数，而这些点是无法在坐标系中表示出来的，明显也无法加入线性插值，并且从概念上来说这些都是衰减波，应该是会迅速消失不需要加入考虑的。而最后得到的结果也不好。之后我又尝试了MATLAB自带的三维插值，但是这个函数的输入情况限定得比较死，并不适用。测量做到这里，好像再也走不通了。
于是我们尝试了第二种方法，用CST仿真。这是我第一次接触这个仿真软件，在Victor帮我建好模型之后，我自己又找来CST的教程一点点学习，现在我已经能够使用这个软件进行简单的仿真了。但是由于我们的模型太大，加上我又不熟悉这个软件，仿真做了三天，起码放了五六次，没有一次是成功的。希望周末仿的这次能成功，能够得到能用的数据。
另一方面，我们尝试了第三种方法，完全用分析计算的方法。Victor让我用MATLAB创建一个程序能够模拟平面波发射到金属平面 再反射的情况，计算出S11，再代入我的程序进行计算。刚开始时我完全摸不着头脑，只能从彦盛学长那边借来一本《电磁场与电磁波》再复习一番，经过一个下午的研究，我大致弄明白的平面波的概念、性质以及反射情况。但是究竟坐标系怎么放置才能最简便真是让我费了一番脑子。最终我很好的实现了这个想法，虽然数据处理之后的结果并不是特别好，但是最起码我们看到了斜面的角度。
我觉得下一周也是很关键的一周，我需要再阅读一些文献，虽然我之前浏览过一些，但是并没有找到特别类似的，或者向更加专业的人员求助。我觉得仿真是一个很好的工具，我应当好好利用。
华中大启明学院
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