教学课程资源库 更多>>

关键词： 工业自动化   电路控制   发展现状   技术创新  

摘要： 随着工业自动化的迅速发展，电路控制工程在提高生产效率、保证生产安全和降低生产成本方面发挥着至关重要的作用，尤其在实现工业自动化进程中。基于此，本文重点探讨电路控制工程在工业自动化中的应用，分析其发展现状，并具体阐述其在工业自动化系统中的关键应用。通过深入研究，本文强调了电路控制工程对提升工业自动化水平的重要性，并展望了其未来发展趋势，旨在为优化生产流程、提高工业生产效率提供参考。

关键词： 分数阶电路   元件代换   布隆过程   无源综合   实验验证  

摘要： 近几十年以来,分数阶微积分理论相关的研究与应用发展迅速,已经成功应用于各种领域,如信号处理、生物医学、经济学与电气工程等。相比于传统建模,分数阶建模更加的精细。但是分数阶阻抗函数的综合却更加的复杂,而且随着新的阶次的加入复杂程度还会成倍增加。因此本文研究了三种元件分数阶网络的无源综合。 本文通过讨论零状态复频域下常用分数阶微分定义与Caputo-Fabrizio分数阶微分定义之间的对应关系,提出了一种新的代换关系。同时还推广了传统的布隆综合方法以适应新的代换关系下的综合过程。该方法通过将分数阶项代换为某种整数阶有理式的方法将分数阶阻抗函数转换为整数阶阻抗函数。为了保证新的网络能反代换回原网络,本文将新的函数实现为带某种有损电抗的网络,并为此提出了λ域的布隆综合方法。再将有损电抗反代换回分数阶电抗就得到了最终的分数阶网络。本文在提出这种方法的同时还给出了与之对应的算例来辅助说明。本综合方法流程稳定,且适用于所有三种元件网络。 为了进一步验证方法的可行性,本文还进行了超级电容组建模。实验以超级电容器组的阻抗谱为数据源,借助遗传算法拟合得到RCβC网络阻抗函数。再通过本文提出的综合法将其实现为具体的RCβC网络,最终实现了超级电容器组的建模。最后将实测的超级电容器组阶跃响应与模型仿真数据对比,发现前35秒的充电电流相对误差小于3%,电容器组电压相对误差小于17%,在35秒至90秒的时间内上述误差则基本小于10%与3%。实验的顺利进行证明了综合方法可行。

关键词： 拓扑相变材料   圆形阶梯晶格   莫比乌斯阶梯晶格   奇异点   拓扑电路  

摘要： 近十年来,材料中的拓扑相变及新奇的物理现象在固态电子学领域掀起了一股研究热潮。其中以圆形阶梯晶格和莫比乌斯阶梯晶格为代表的拓扑相变材料,以其独特的拓扑结构表现出许多奇异的性质,在光学、声学、电路等不同领域得到了深入的研究。此外,近些年来时空对称性的广泛研究进一步揭示了非厄米系统中哈密顿量的重要性。它可以描述开放系统和增益损耗系统,还能得到与可观测物理量对应的实数本征值。因此,非厄米系统极大拓展了人们的研究范围。而在非厄米系统中,奇异点仍是人们关注较多的领域。在奇异点处通常会发生本征值的简并,还会产生新奇的现象。例如灵敏度增强,损失引起的透明度,单向不可见性,拓扑手性等。我们设想一下,如果将拓扑相变材料,例如莫比乌斯阶梯晶格模型与非厄米系统结合研究奇异点性质,这可能在超灵敏传感器、信号探测方面发挥极大的应用价值。 然而,存在一个不容忽视的问题:圆形阶梯晶格和莫比乌斯复杂的阶梯晶格结构在光子学、声子学、机械波等体系中难以构建。相比之下,由电感电容组成的拓扑电路体系平台,不仅设计灵活、性价比高,而且易于加工和集成。本文通过在圆形阶梯晶格、莫比乌斯阶梯晶格中引入增益和损耗,使其具有非厄米的拓扑性质。利用拓扑电路构建模型,研究在奇异点处的性质,特别是灵敏度增强方面。这可能在超灵敏传感器、信号探测方面具有广阔的前景。论文具体内容包括以下几个方面: (1)第一部分,我们探究了圆形阶梯晶格模型奇异点及附近的性质。构建了圆形阶梯晶格拓扑电路,通过电路幅频特性仿真得到了圆形阶梯晶格模型中高阶奇异点分布。证实了圆形阶梯晶格中存在四阶的高阶奇异点,这为应用于高灵敏传感器提供了理论支持。根据拓扑电路能量和功率分析,得到了圆形阶梯晶格在奇异点的能量和功率特点。奇异点上能量和功率表现为衰减和激增的现象主要与不同谐振回路中的元器件参数配置有关。这对于研究系统能量稳定性具有重要的理论指导意义。 (2)第二部分,我们探究了莫比乌斯阶梯晶格模型奇异点及附近的性质。构建了莫比乌斯阶梯晶格拓扑电路,通过电路幅频特性仿真得到了莫比乌斯阶梯晶格中高阶奇异点分布。我们与圆形阶梯晶格中高阶奇异点数量进行了对比,从拓扑结构角度解释了莫比乌斯阶梯晶格中存在更多高阶奇异点的原因。根据拓扑电路能量和功率分析,得到了莫比乌斯阶梯晶格在奇异点处的能量和功率特点。我们从拓扑结构角度解释了能量、功率变化的原因,这将在电路实际应用中发挥极大的潜力。此外,也说明了拓扑电路可作为一个可调控实验平台来研究复杂系统拓扑性质。

关键词： 感算一体化   SPAD传感器   前端电路   2/3D成像   高动态范围  

摘要： 硅基单光子图像传感器以其单光子级别的灵敏度、精确的测距和极高的成像精度,在航空航天、边防海防、工业扫描、自动驾驶和消费类电子等领域有着愈发重要的应用。该类传感器能够根据有无光学系统介入而被分为激光雷达系统和被动成像系统。无论是哪种成像系统,其探测性能主要受接收器芯片性能的制约,包括不同环境的光电转换效率/灵敏度、测距精度、空间分辨率、功耗、图像刷新速率和鲁棒性等。随着先进CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互补金属氧化物半导体）加工技术和人工智能技术的快速发展,高性能、低功耗、智能化、一体化的硅基单光子雪崩光电二极管（Single Photon Avalanche Diode,SPAD）图像传感器将是光电成像技术的革新要点。本论文主要围绕硅基SPAD传感器和SPAD前端电路展开研究,通过在电路层面实现感知-计算的方案来有效地提升芯片的性能,如读出速率的提升、成像性能的提升、功耗的降低等,使其更加契合低功耗、智能化、一体化等发展需求和趋势。为了实现上述目标,本论文分别在二维（Two Dimension,2D）被动成像、三维（Three Dimension,3D）主动成像和2/3D融合高动态范围成像三个方面展开研究。在2D被动成像方面实现了基于SPAD的模拟域动目标探测,通过SPAD强度的感算方案降低了芯片功耗并提升了读出速度;在3D主动成像方面,实现了一款多事件时间数字转换器（Time-to-digital Converter,TDC）,以提升3D传感器在强光下的成像效果;进一步地,实现了提升阵列式TDC分辨率一致性的校准电路,通过电信号间的计算实现3D成像效果的提升;最后在2/3D融合方面,实现了一款支持2/3D同步获取的传感器芯片,并支持高动态范围成像。该芯片可以和动目标探测结合实现主被动融合探测,为实现低功耗、一体化、智能化的成像系统做准备。 本论文根据2D被动成像关于远距离和低功耗的应用需求,提出了一种基于SPAD模拟域的像素帧间感算技术。基于130nm标准CMOS工艺实现了一款基于SPAD模拟域计算的事件驱动型视觉传感器（Event-based Vision Sensor,EVS）芯片,该芯片支持动目标探测且具有64×64的像素规模,是目前已知的第一款在平面工艺下实现的SPAD模拟域EVS芯片（XD-DV66D1）。与需要先进工艺的数字域EVS方案和目前成熟的PD对数像素架构不同,该芯片采用模拟计数和电容分时复用结合的作差方案,实现了帧间强度的作差计算。通过提出的像素内阈值判别和电位抬升（Voltage Boost）方案实现强度变化的精确划分及事件判别,同时通过特定的数字综合方案实现了单比特数据的高速输出。该模拟域EVS芯片具有高于300Kfsp的读出速度,具有较低的片上资源消耗和动态功耗,能够满足实时检测、捕捉快速目标、低功耗的2D被动成像需求。 本论文围绕3D主动成像中由于高背景噪声导致探测效率降低的问题,提出了一种基于前馈交叉耦合振荡器的时域交织技术,基于130nm标准CMOS工艺实现了一款双模式多事件TDC芯片（X9648D）。该芯片通过一个支持模式切换的前馈交叉环形振荡器和使能产生电路实现。通过结合所提出的使能电路,在单环路的资源上实现了多环路的时域交织。结合所提出的自复位方案实现了约2ns的光子事件间的分辨率（Double-hit Resolution,DHR）,从而有效地解决强光下由死区时间所造成的3D传感器探测效率降低的问题,相比于主流的多事件方案具有更低的资源消耗。单光子事件和多光子事件模式下的分辨率分别为80ps和160ps,且TDC芯片的面积仅为576μm2。 本论文根据3D主动成像中TDC阵列的分辨率受工艺、电压、温度（Process、Voltage、Temperature）影响而不一致的问题,提出了一种基于TDC的数字域感算校准技术,基于180nm标准CMOS工艺实现了一款低资源消耗的混合型分辨率校准电路（XD-CLTDC）。该芯片可以将TDC的精度控制到期望值（根据片外输入的参考频率控制码FCC）,并将此时的控制电压通过缓冲器连接到阵列式TDC的电压控制端,使所有TDC的精度保持一致,从而提升3D传感器的成像效果。该校准芯片主要在电路层面上实现了数字码的计算。根据所提出的误差检测和LSB-First算法,将震荡频率通过逐次逼近的方式进行精确调控。本论文还提出基于共模电压和反馈电阻的调整方案,能够使DAC的输出覆盖更多的电压值。整个校准芯片的功耗和面积分别为15.24m W和120μm×100μm,相比于主流的锁相环校准方案具有非常低的面积和功率消耗,并将TDC的PVT稳定性提升了5至7倍。 本论文根据硅基SPAD传感器由于动态范围

关键词： 脉冲神经网络电路   失效机理   故障跳变   高斯噪声  

摘要： 与经典的人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork,ANN)相比，脉冲神经网络(SpikingNeuralNetwork,SNN)具有更快的识别速度、更高的时间分辨率、更低的延迟和更低的能量消耗等特性。因此，高效的SNN硬件加速平台的设计成为一个热门的研究领域。人们经常认为，SNN硬件加速平台继承了生物大脑的容错能力，提供了由制造缺陷、电压引起近似误差、老化等引起的硬件级故障的弹性。然而，近年来的实验对故障注入证明了这一假设是错误的。鉴于此，本论文基于现有的SNN电路进行故障分析，并进一步提出抵抗故障策略，以此提高网络的可靠性。本文的主要研究工作有：　　（1）基于神经元电路的实际故障情况，分析SNN失效。首先，通过在SNN中单个神经元注入故障模型，观察这些故障对SNN性能的影响。实验表明，“卡1”故障比“卡0”故障影响更大。其次，选择椒盐噪声和高斯噪声两种故障模型注入到SNN中各层的神经元，观察多个神经元同时发生不同故障时对SNN性能的影响。实验表明，SNN其本身可以容忍少量神经元发生严重故障或每个神经元都出现轻微故障。这说明SNN具有一定的过滤噪声能力。然而，随着噪声强度的增加，网络的性能会逐渐下降，且第二个隐藏层比其它层对噪声的影响更为敏感。与此同时，当多个神经元都受到随机干扰或衰退时，随着这些影响的加剧，SNN的最终输出会越来越倾向于特定的神经元。　　（2）基于SNN失效特点，提出抵抗故障策略。基于“卡1”故障比“卡0”故障影响更大，进而提出故障跳变策略。实验证明，受椒盐噪声和高斯噪声影响下的SNN，应用故障跳变策略比与未应用该策略相比其性能的恢复得到了显著地提升。

关键词： 印制电路板   营销策略   工业品营销   4P  

摘要： 印制电路板(Printed circuit board,简称PCB)是连接电子元器件的关键载体,是电子信息产业的重要组成部分。在现代电子工业中,无论是通信、计算机、消费电子,还是工业控制、医疗、军事等领域,都发挥着不可或缺的作用。随着5G、物联网等新兴技术的推动,以及今年国务院推行汽车、家电产品以旧换新政策等,PCB行业迎来了新的机遇。中国PCB产值占全球产值的一半以上,行业竞争十分激烈。由于劳动力成本和环保成本等的增加,有些中小企业已退出市场。在此背景下,如何在竞争中谋发展成了企业的关注焦点。 本文以WX公司为研究对象,以该公司PCB产品营销策略及其优化为研究主题。以4P为理论基础,采用PEST分析法、波特五力模型对企业所处的营销环境进行分析。根据公司数据资料、实地调查和问卷调查,分析PCB产品营销策略的现状,得出在产品、价格、渠道和促销方面存在的问题,根据营销理论提出提高产品质量、灵活定价、拓展营销渠道、重视新媒体营销等措施。最后提出人力资源和优化公司组织等保障措施。以期WX公司在激烈的竞争中有更好的发展,并为同类型企业提供有价值的参考。

摘要： 近年来，以SiC、GaN、金刚石、Ga2O3为代表的宽禁带半导体在功率、射频器件方面展示出重要的研究价值，并在5G通信、汽车电子、快速充电等方面展现出了广阔的应用前景。抓住研发宽禁带功率半导体的战略机遇期，解决宽禁带半导体材料、器件、电路与系统集成中的关键技术瓶颈，具有极为重要的科学意义与实际价值。为进一步促进宽禁带半导体材料、器件、电路与系统集成等领域的新理论、新技术、新方法的创新研究，促进全国宽禁带半导体行业的相互交流、学习借鉴，《太赫兹科学与电子信息学报》计划推出“宽禁带半导体材料、器件、电路与系统集成“专题栏目，现特向广大专家学者征集符合该专题方向的原创性研究论文及综述，旨在集中反映该领域最新的研究成果及研究进展。