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关键词： 异步无时钟电路   高性能计算   握手协议   低功耗   芯片  

摘要： 随着半导体工艺向深亚微米节点发展，传统同步时钟电路在时钟偏移、时钟树高功耗等问题上面临越来越大的挑战。相较于传统的同步电路，采用本地握手协议替代全局时钟信号的异步无时钟架构，通过其模块化设计、无时钟偏移特性及低功耗优势，正逐渐成为高性能计算芯片设计的新范式。本文聚焦未来高性能计算、人工智能、物联网等领域对集成电路芯片的技术需求，从时钟树与握手协议的角度出发，指出了同步电路在大规模集成电路中的局限性，探讨了异步电路技术的最新进展，分析了握手协议在运行速度、能效和抗干扰等方面的优缺点，并对异步电路的下一步重点研究方向进行了展望。

关键词： 数字电路   系统观   课程思政   新工科建设  

摘要： 智能时代数字化新技术层出不穷,给“数字电路与系统”课程的教学改革从知识体系、能力培养和素养达成三方面带来了全面挑战。本文聚焦于新工科所要求的独立、创新和实践精神培养导向,探寻从“会电路”的电路结构童子功培养理念向“懂系统”的数电系统观的培养理念的转变。面向新一代信息技术发展重构数字电路“1+N”课程知识体系,以反应典型数字系统的知识点内聚实践面向知识结构的数电系统观,以反应空天信融合的科教融汇综合能力外聚实践面向能力和素养的数电系统观,并通过基于混合式教学的双向系统思维引导促成系统观闭环实践,促进学生养成系统思维来分析并解决当下和未来可能面对的复杂数字系统设计的能力。

关键词： BVD模型   匹配电感   驱动频率   低温   驱动电路   材料PMN-PT  

摘要： 针对超低温环境下超声换能器驱动失配问题，文中以PMN-PT压电材料为对象，通过实验获取52～292 K温区BVD模型参数（静态电容、动态电感等）的变化规律。提出一种基于阻抗曲线拟合与矩阵求解的BVD参数提取方法（误差<5%），并推导出匹配电感和驱动频率的优化计算公式。仿真表明：当温度低于200 K时，常温驱动频率会导致输出幅值下降80%以上，而采用优化参数可使输出电压稳定在40（1±5%）V。该研究为超低温超声检测系统提供了可量化的电路设计准则。

关键词： 机器学习   电路理论   极端天气   热岛效应   热环境   阻力面   冷热岛网络   空间效应  

摘要： 【目的】随着城市化进程的加速，城市热岛效应的跨区域传导问题愈发凸显，成为亟待解决的环境问题。然而，传统阻力面构建方法在研究城市热岛效应时，存在主观性较强以及难以充分考虑空间异质性等问题，限制了对城市群间热环境关联机制的深入理解。因此，本研究以厦漳泉大都市圈为研究对象构建冷热岛空间网络，旨在揭示城市群间的热环境关联机制，并提出多尺度协同优化策略，为城市热环境的优化提供科学依据，助力区域气候适应性规划的推进，有效应对城市热岛效应带来的挑战。【方法】为实现上述目标，本研究创新性地整合XGBoost-GeoSHapley可解释机器学习模型与电路理论。通过XGBoost-GeoSHapley加性解释分析方法，结合地表温度分级结果，精准构建冷热岛阻力面，并深入量化阻力因子的空间效应、非线性关系以及交互作用。在此基础上，借助电路理论，精准识别冷热岛网络，进而识别关键的夹点、障碍点和中心性区域。最终，结合区域特征，提出针对性的优化策略，为厦漳泉大都市圈的热环境优化提供具体指导。【结果】冷岛网络呈现出“西北山地主导，沿海湿地补充”的格局，而热岛网络则主要集中在东部建成区。本研究共识别出43条热岛廊道（总长度412.99 km）和85条冷岛廊道（总长度1 693.08 km），并划定了热岛优先整改区1 067.25 km2（占比4.4%）以及冷岛保护核心区7 980.71 km2（占比32.9%）。与传统方法相比，本研究构建的冷热岛网络结构更为合理，连通性及整体性显著提升，其中冷岛的闭合值α、线点比β和连通率γ等指标均优于热岛对应指标，表明冷岛网络的连通性和整体性更优，这为城市热环境的优化提供了有力支持。【结论】本研究将XGBoost-GeoSHapley模型与电路理论相结合，提出了一种适用于城市圈尺度的冷热岛空间网络构建方法。该方法有效解决了传统阻力面构建方法中存在的主观赋权与空间异质性问题。通过提高冷热岛廊道识别与调控精度，本研究构建了厦漳泉都市圈“一带三轴三核多片”的冷热岛交互格局，并提出了“纵向阻断+横向疏导”的治理框架。这一成果不仅为超大城市圈冷热岛网络的构建提供了重要的理论与实践参考，也为区域气候适应性规划提供了有力支持。

关键词： CMOS图像传感器   读出电路   总剂量辐射效应   阈值电压   漏电流  

摘要： 目前，针对CMOS图像传感器辐照损伤效应的仿真模拟研究相对较少，且大多集中在4T像素单元的仿真。本文基于器件级、电路级的多层级仿真手段，通过修改阈值电压和漏电流特性参数，构建了典型CMOS图像传感器读出电路总剂量辐射效应仿真模型。其中读出电路包括相关双采样电路（correlated double sampling,CDS）、运算放大器（Amplifier）、减法器电路（Subtractor）以及模拟数字转换器（analog-to-digital converter,ADC）等核心电路。基于该仿真模型，从成像质量方面研究了总剂量辐射效应，仿真给出了不同辐射环境参数下读出电路有效感光电信号的变化。研究发现，随着总剂量的增大，像素单元有效感光电信号减小，在成像质量方面表现为亮度降低、暗信号增大，这一仿真结果与实验观测结果一致，初步分析是由于ADC电路中的斜坡发生器的斜率增大导致。在200 krad剂量条件下，由于ADC电路中的计数器意外翻转甚至中断，使得读出电路无有效信号输出，功能完全故障。本文的研究结果可为考量或评估整体CMOS图像传感器的总剂量辐射效应提供借鉴和参考。

关键词： 印刷电路板换热器   入口效应   横向开槽通道   流动传热特性   高效低阻强化  

摘要： 基于微细通道印刷电路板式换热器在热力发电、航空航天等领域的应用，以及边界层再发展理论，提出了一种高效低阻且易加工的横向开槽式通道，对通道换热进行强化。采用数值模拟方法研究平直通道及开槽通道的流动传热特性，探究横向开槽通道的传热强化及流动减阻机理。结果表明：入口效应可以在较小流阻增加的前提下大幅强化传热；横向开槽通道可以在开槽区域通过流动分离实现多次入口效应，使流动边界层周期性再发展，从而大幅强化局部对流换热；开槽区域速度梯度较小，可以有效降低局部阻力。提出的横向开槽通道可使通道换热能力提升2.24%～2.59%，阻力降低6.66%～7.91%，综合换热性能提升9.87%～11.02%。

关键词： 串扰抑制   氮化镓功率器件   负压关断   驱动电路   双脉冲  

摘要： GaN功率器件阈值电压较低且栅极反向击穿电压较小，其应用于高频桥式电路时面临的串扰问题更为严峻。为解决该问题，本文提出一种仅由RCD(电阻-电容-二极管)组成，具有正负串扰抑制功能的驱动电路。其基本思路是在驱动回路中引入负压电容抑制正向串扰，在驱动电阻两端并联小电阻抑制负向串扰。在分析所提电路工作模态和主要器件参数的基础上，搭建双脉冲和同步Buck实验平台，验证了该电路对正负串扰的抑制能力。实验结果表明，相较于传统驱动电路，在50V母线电压下，所提驱动电路使器件串扰电压尖峰分别减少3.31V和1.55V，同时提高42%的关断速度并降低78.81%的关断损耗。