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关键词： 工作原理   DC/DC   稳压   电路设计  

摘要： 分析TL431的工作原理,利用LTspice仿真软件搭建测试电路,并提出一种基于TL431的隔离型DC/DC稳压电路。该电路稳压范围宽,可适配常见的升压式、降压式、反激式等DC/DC变换器电路,并可通过更改部分器件的参数实现多电压输出功能。

关键词： 集成电路   噪声抑制   信号完整性   保障技术  

摘要： 文章聚焦于集成电路中的单点接地技术在噪声抑制与信号完整性保障方面的应用。详细阐述了从确定公共接地点、连接电路元件到公共接地点以及检查接地回路的流程,分析了单点接地技术在抑制噪声和保障信号完整性方面的有效性。实验结果表明,采用该技术后,信号的上升时间和下降时间明显缩短,信号更加平滑地传输,信号完整性得到提高,可以为集成电路设计提供针对性的技术指导。

关键词： Falstad CircuitJS仿真软件   高中电路实验   电路故障   深度学习  

摘要： 电路实验是高中物理的重要组成内容,也是高考物理实验部分的重要考查点。然而,由于诸多条件的限制,很多地区难以开展有效的实验教学。为了提升高中电路实验的教学水平,并有效培养学生的物理核心素养,通过分析2020年江苏省高考物理第10题,探讨了将Falstad CircuitJS仿真软件引入高中物理实验教学的方法。此举旨在探索电路实验教学的新模式,并引导学生进行自主探究和深度学习。

关键词： 读出电路   高行频   动态范围   低噪声   电源压降  

摘要： 针对食品色选以及医疗成像的应用,设计了一款适用于短波红外InGaAs焦平面的高行频高灵敏度1024×1元线列读出电路。读出电路输入级采用CTIA结构,具有较高的注入效率,针对微光、强光等不同应用场景,设计四档积分电容,其中最高增益档积分电容为10 fF。研究单元电路输出级瞬态响应,优化开关管尺寸、设计高带宽运放以减小关键节点时间常数,进而降低输出级运放噪声,提高动态范围。优化读出电路版图电源网络,抑制功耗过高引起的压降问题。经标准CMOS 0.18μm工艺开展读出电路加工,并与像元中心距12.5μm光敏芯片匹配耦合,读出电路采用边积分边读出工作模式。结果表明,1024×1元线列焦平面功耗为118.8 mW,动态范围为71 dB,积分电容为10 fF档位时噪声小于3.13 mV,实现了40 kHz超高行频读出。

关键词： Wi-Fi   现场可编程门阵列   频率偏移估计  

摘要： 频率偏移估计能够保证正交频分复用系统中符号间的正交性,是Wi-Fi接收机进行信号处理的重要步骤.针对频率偏移估计电路设计面临的计算精度与资源消耗的权衡难题,设计了一种高效率的频率偏移估计电路.首先,对频率偏移估计数据处理流程进行总体仿真,探究不同数据位宽对估计结果的均方根误差的影响.并对各级中间变量的动态范围进行细粒度划分,确定各级中间变量的合适数据位宽和截断方式,在保证数据精度的同时节约硬件资源.其次,采用一种基于查找表的复数相角计算单元,通过查表和近似计算提高电路性能.通过此方法可以降低逻辑资源消耗超过96.9%,减少95%的执行周期数.最后,通过时分复用设计使粗、精频率偏移估计共享硬件资源,并通过优化流水线结构进一步减少电路的资源消耗、提高数据处理速度.实验结果显示,在信噪比为15 dB时,与粗频率偏移估计电路相比,设计的电路使Wi-Fi接收机误码率降低了约17.94%;与分别进行粗、精频率偏移估计的电路相比,查找表消耗数量降低了71.22%,功耗降低了24.73%,处理所需周期数降低了22.90%.所设计的频率偏移估计电路最终实现了资源消耗和计算精度的优化.

关键词： 轨道电路   Agrawal场线耦合模型   PSCAD   雷电过电压   线间耦合  

摘要： 为了解决轨道电路雷电过电压时域计算分段数多且计算复杂的问题,以ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路为例,基于Agrawal场线耦合模型建立轨道电路雷击响应分析模型。首先推导了牵引供电与轨道电路组成的多导体传输线系统的Agrawal场线耦合模型的解,并建立了一个易于实现的宏模型。将提出的宏模型与电磁暂态仿真软件PSCAD中“频率相关(相位)模型”组件结合,建立了用于计算轨道电路雷电过电压的模型。通过与时域有限差分法(FDTD)和实验数据对比验证该方法的准确性。最后,分析雷击接触线和雷击钢轨2种情况下的轨道电路雷电过电压,讨论传输距离和道床电阻等不同影响因素对雷电过电压的影响以及牵引网多导体传输线的线间耦合干扰。研究结果表明:当雷电直击钢轨时,雷电过电压极易超过信号设备的耐压范围,随着雷击点离轨道电路接收端距离减小,钢轨过电压的峰值随之增加,存在轨旁信号设备被击穿损坏的风险;道床电阻越大钢轨过电压的峰值也随之增大,其雷电过电压的危害越严重;大地电导率对钢轨过电压的影响较小,随着大地电导率的增加,钢轨过电压的峰值也有小幅度的增大;雷击接触线时,在牵引供电系统中接触线过电压峰值最大而保护线上的耦合过电压较小,各导线的终端响应存在震荡。研究结果对轨道电路雷电防护的理论计算具有一定的应用价值。

关键词： 科学思维   知识系统化   单元复习课   项目化学习  

摘要： 通常情况下,小学科学的单元复习课是按照课次,以知识的回顾为主,对学生进行纸笔测试并讲评,对于他们发现问题、研究问题、解决问题等高阶能力的培养往往容易忽视。如何使单元知识系统化,促进知识意义的再建构和学生思维的发展是目前面临的主要问题。我们尝试在“电路”单元复习课上进行内容重构,将按照课程顺序的复习模式转变为“做个露营帐篷纸电路”的项目化学习模式,调动学生已有的经验,促进其科学思维的发展。

关键词： PCB缺陷检测   机器学习   YOLOv5   深度卷积神经网络  

摘要： 针对PCB线路板缺陷检测问题,采用了卷积神经网络中的新颖架构,即改进的YOLOv5模型,通过对大量带有标记的PCB缺陷图像进行训练,建立了一个高效的缺陷检测网络。在模型的设计过程中,着重考虑了图像中噪声的随机性及PCB生产过程中可能出现的几何变形,引入注意力机制SENet,并改进损失函数。该方法提高了缺陷检测准确率,有效解决了传统方法中漏检和误检问题,为其他电子组件的自动化检测奠定理论基础与技术保障。

关键词： 能量采集   高升压比变换器   自主设备   无线传感器  

摘要： 提出一种适用于超低输入电压的能量采集电路,其由升压变换器和无桥式同步整流电路构成,具备普通整流和低压泵升整流两种模式,能够根据输入电压自适应切换;分析电路结构及工作原理,计算不同模式下的电压增益,并设计自适应控制电路。结果表明,当输入电压低至80 mV时,电路输出电压可达1.5 V,最大升压比为28.6。该电路具有高输入电压适应性、高增益和低启动电压等优点,可以有效实现振动能量的高效采集,为低功耗传感器的自供能提供了新途径。

关键词： 磷酸铁锂   非对称特性   等效电路模型   SOC估计  

摘要： 磷酸铁锂(LFP)电池因其开路电压(OCV)随荷电状态(SOC)变化平坦且存在极大的迟滞电压,对电池各种状态估计带来了巨大挑战。为进一步提升LFP电池的SOC估计精度,文章创造性地提出了一种充放电非对称的LFP电池等效电路建模方法,考虑了充放电过程中非对称的迟滞与极化特性。同时,对建立的等效电路模型进行了参数辨识,并采用全球轻型汽车测试循环(WLTC)工况结合扩展卡尔曼滤波(EKF)的SOC估计方法对所建模型的精度和可靠性进行了评估验证。结果表明,在WLTC工况电量消耗(CD)模式下SOC估计的最大误差小于1.5%,当进入电量保持(CS)模式后,SOC估计误差逐渐减小至0.5%以内。在引入SOC误差的情况下能快速修正,表现出很好的稳定性和预测性。