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关键词： 项目驱动   思维可视化   动态电路  

摘要： 以“动态电路分析”综合应用课教学设计为例,分析探讨了如何在初中物理教学中应用项目驱动教学模式与思维可视化策略进行教学设计.以三种促进项目目标达成的设计方案为教学主线,借助思维可视化模型,设计了多种测量仪器的制作方案,依据方案分组项目制作,并对制作过程与结果进行反思,优化设计方案,解决实际问题.

关键词： 二维信息材料   器件   集成电路   基础研究   科学问题  

摘要： 随着集成电路技术的发展至3 nm节点,摩尔定律接近其物理极限,传统芯片制程面临材料到器件的理论和技术瓶颈。二维信息材料凭借原子层厚度、低功耗等特性被产业界认为是1 nm及以下节点的核心材料,将助力芯片制程延续摩尔定律以及平面到三维的发展,与我国集成电路先进制程长期规划紧密相关。基于国家自然科学基金委员会第343期双清论坛,本文从材料—器件—异质集成多层次回顾了二维信息材料与器件的发展历史,总结了领域内所面临挑战,凝炼了未来5~10年的重大关键科学以及亟需布局的研究方向,进一步提出顶层设计的前沿研究方向和科学基金资助战略。

关键词： 预实验   实验操作   电路   故障   课堂效率  

摘要： 严谨规范的预实验能够帮助教师熟知教材内容、掌握实验细节、把控实验时间,能提早发现实验意外并及时调整,有效提升课堂效率。在教学中,教师从“电路出故障了”这一实际案例出发,提出精研教材、精心准备、精细记录、精准思考等“四精”实施步骤,为一线教师在教学中更有效地开展预实验提供参考。

关键词： 线上线下混合式教学   高校教学   “电路原理”课程   一网畅学   教学视频  

摘要： 在后疫情时代高校教学改革中,如何发展线上线下混合式教学模式是信息时代主要研究方向之一,其优势是可以拓展教学范围,激发学生主动参与教学的积极性,提高教师教学质量和持续改进水平。本文以“电路原理”课程为例,介绍了课程现状以及线上线下混合式教学模式的重要性,并对融合了上海理工大学“一网畅学”系统的教学内容进行了详细地介绍。该模式在传统教学的基础上,加入了线上教学视频环节,可以使学生在课后对于不理解的知识点进行多次观看,加深知识点印象。结果表明,线上线下混合式教学模式不仅显著拓宽了学生学习空间,并且大大激发了学生主动学习的热情,对于高校教学改革起到良好的示范作用。In the post-pandemic era of teaching reform in universities, the blended online and offline teaching model is one of the main research directions in the information age. Its advantages are reflected in expanding the scope of teaching, stimulating students’ enthusiasm for participation, improving the quality of teaching and continuous improvement level of teachers. The “circuit principle” course is taken as an example to introduce the current situation of courses and the importance of blended online and offline teaching model in this work. A detailed introduction is given to the teaching content that integrates the “A Network of Learning” system of the University of Shanghai for Science and Technology. On the basis of traditional teaching, online teaching videos are added in online and offline teaching model, which can enable students to learn uncomprehending know- ledge points multiple times after class and deepen their impression of the knowledge points. The results indicate that the blended online and offline teaching model not only significantly expands students’ learning space, but also greatly stimulates their enthusiasm for active learning, which presents a positive demonstration effect on teaching reform in universities.

关键词： 低压差分信号   驱动电路   高速串行接口   低功耗   预加重  

摘要： 为处理直接飞行时间测距传感器数据传输量大和高速低功耗传输的需求,提出一种新型低压差分信号驱动电路.该电路适用于1.8 V的供电电压,输出电压在0.9 V基准电压上摆动为350 mV.整个电路采用40nm CMOS工艺在平台Cadence Spectre完成后仿真.仿真结果表明该设计在不同工艺角、电源电压和温度下,传输速率均达到5 Gbps,最大抖动24 ps,最高功耗30.6 mW.该电路可以有效实现数据的高速低功耗传输.

关键词： 帕金森神经网络   HR神经元模型   动力学模型   现场可编程逻辑门阵列(FPGA)   神经元同步  

摘要： 已有的帕金森神经网络模型并未包含基底神经回路中的所有神经核团.因此,在研究发病机理和寻找最佳深部脑刺激(deep brain stimulation,DBS)的刺激靶点时忽略了其他核团潜在的影响.本文根据基底神经回路结构,利用Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型成功构建了完整的帕金森神经网络模型.三种不同外加刺激下的数值仿真结果表明,缺失黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNc)核团的帕金森神经网络会出现神经元高度同步行为和异常β振荡活动,符合目前公认的帕金森发病机理,从而验证了所提的模型的合理性.此外,受生物伦理、实验难度的影响,电子神经网络更适合帕金森DBS治疗方案研究,因此,本文以SNc核团为例在现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)平台上构建了不同外加刺激下的SNc核团数字电路.电路实验结果能完整呈现出与数值仿真一致的放电行为,表明了数字电路设计的正确性.本文所设计的电路占用较低的数字电路资源,为帕金森神经网络电路实现做好基础准备.

关键词： 星敏感器   CMOS电路板靶面   自动化装调   精度分析  

摘要： CMOS电路板靶面是星敏感器结构中的关键部分,其安装姿态影响离焦距离的准确性,进而影响星敏感器成像性能。因此,靶面的装调是确保星敏感器成像质量的重要环节。当前,靶面装调主要依靠人工装调完成,存在装调精度低、产品一致性差、周期长等问题,导致产品的良品率较低。为此,研制了一台星敏感器CMOS电路板靶面自动装调设备。采取非接触式测量方式,集成测量模组与微动平台完成CMOS靶面与基准面的相对位姿测量,解决由星敏感器特殊结构造成的狭小空间内高精度测量难题。设计调整机构实现零件任意角度翻转,消除测量方向与装配方向不一致造成系统结构布置复杂的影响。最后,对测量系统进行精度分析,采用局部枚举法开发了调整垫片研磨量算法,解决由平面姿态单一已知量反求多垫片研磨量的欠定问题。实验结果表明:该系统可实现靶面自动装调功能,测量系统的重复性为1.6′,满足技术指标要求。

关键词： 深度学习   Yolov5   目标检测   印刷电路板   缺陷检测  

摘要： 为降低传统人工检测的压力,提升检测效率,使用基于深度学习的方法解决印刷电路板制造中的缺陷检测任务。使用YOLOv5s目标检测算法完成印刷电路板快速高效的缺陷检测。搜集具有各类缺陷的印刷电路板样本数据,同时使用数据增强扩充数据集并分别对其执行标注;在Pycharm中配置Pytorch深度学习环境并对以官方YOLOv5s权重作为预训练模型完成印刷电路板缺陷检测任务。结果表明:训练后最优模型平均检测精度为96.3%;经过测试在英特尔i5-8265U中央处理器平台上可以获得约11帧每秒的实时检测速度。基于YOLOv5s的印刷电路板缺陷检测具有良好的检测性能,可以代替传统人工检测,减轻了人力财力压力,具有很高的实用价值。

关键词： 锂离子电池   二阶RC模型   荷电状态   平方根双无迹卡尔曼滤波   电池管理系统  

摘要： 锂离子电池的荷电状态是电池管理系统BMS(battery management system)运维的重要参数,对其准确估算关系到锂离子电池的实时监测和安全控制。传统无迹卡尔曼滤波UKF(unscented Kalman filter)算法在估算锂电池SOC时有使协方差矩阵负定的风险,存在估计精度不高的问题。为解决该算法的不足,以三元锂电池为研究对象,建立二阶RC等效电路模型对电池的工作特性进行表征,在传统的UKF算法基础上提出一种双UT变换的平方根无迹卡尔曼滤波SR-DUKF(square-root double unscented Kalman filter)算法,并结合多种工况对改进后的算法进行验证。实验结果表明,改进后的SR-DUKF算法通过二阶RC等效电路能够较好地对锂离子电池SOC进行估算,在HPPC、BBDST工况下的平均误差分别为0.59%、0.52%,2种工况下的收敛时间分别为60 s和110 s,验证了改进后SR-DUKF算法具有更高的估算精度、更好的收敛性及更优的鲁棒性。

关键词： 球栅阵列(BGA)   铜厚极差   电流密度   脉冲波形  

摘要： 随着半导体工艺和贴装技术的发展,印制电路板(PCB)集成度进一步提升,PCB产品的球栅阵列(BGA)区域布线密集程度越来越高。采用常规脉冲电镀工艺加工高密度PCB,BGA区域镀铜厚度与大铜面镀铜厚度极差急剧增大,给蚀刻带来了极大的挑战。对特性因子进行分析,验证不同电流密度、波形设置下BGA区域与大铜面铜厚极差,获得减小BGA区域与大铜面铜厚极差的可行方案。