基于共面去耦结构的空间三维电场测量方法

为了准确测量空间3维电场,解决作用于电场传感器的电场各分量之间的耦合干扰问题,该文提出一种新型的基于共面去耦结构的空间3维电场探测方法。区别于在空间的X,Y,Z 3个方向上进行3维布置传统测量思路,该文提出采用3个不共线的平面分布电场敏感单元,利用电场耦合灵敏度矩阵实现电场3个正交分量的准确解调。采用3个基于微机电系统(MEMS)技术的振动微结构电场敏感单元成功制作出3维电场传感器样机。该文设计出一种可实现任意角度旋转的新的传感器夹具,并构建了3维电场测试标定系统。实验表明,该文研制的3维电场传感器可实现电场3个分量的准确测量,结构简单,消除了3个电场分量之间的耦合干扰,提高了测量精度。     

一种电极型MEMS电场传感器封装结构

为了提高MEMS电场传感器敏感芯片封装的环境适应性,该文提出一种新型的电极型MEMS电场传感器封装结构。区别于将传感器敏感芯片及探头放置于被测环境中,该文通过在MEMS电场传感器封装管壳外部增加封装电极,仅将封装电极暴露在被测环境中,有效避免了传感器敏感芯片封装管壳受到多种恶劣环境的干扰。研制出基于新型封装结构的MEMS地面电场传感器及探空电场传感器,仿真及试验结果表明,该结构传感器能够实现对电场高精度准确测量,在高湿、低温等恶劣环境下输出稳定可靠。     

微型电场传感器在工频电场测量中的应用研究

该文基于高性能的MEMS电场敏感芯片研制出一种新型的工频电场测量系统。针对芯片调制被测电场后其输出信号的特征,采用正交相关检测原理提出一种可抑制背景干扰噪声的工频电场解调算法,设计出小型化、空间分辨力高的工频电场测量探头,并在基础上提出MEMS工频电场测量系统的系统级设计方案,成功实现了MEMS电场敏感芯片输出信号的无线采集、滤波、以及电场信号的高精度解调。高压输电线路下工频电场测量结果表明,MEMS工频电场测量系统与传统电场测量仪的测量结果具有良好的一致性。     

一种基于MEMS芯片的新型地面大气电场传感器

该文基于MEMS电场敏感芯片,研制出了一种新型的地面大气电场传感器,解决了现有场磨式电场仪易磨损、功耗大、故障率高等问题。敏感芯片采用SOIMUMPS加工工艺制备,其芯片面积仅为5.5 mm5.5 mm。该文提出了传感器敏感芯片的弱信号检测方法,设计出了满足环境适应性的传感器整体结构方案,并建立了传感器的灵敏度分析模型。对电场传感器进行测试,测量范围为-50 kV/m~50 kV/m,总不确定度为0.67%,分辨力达到10 V/m,功耗仅为0.62 W。外场试验结果表明,MEMS地面大气电场传感器在晴天和雷暴天的电场探测结果,与Campbell公司场磨式电场仪探测结果都有较好的一致性,说明该传感器能满足预测雷暴要求,实现雷电监测和预警功能。     

基于锆钛酸铅的低电压驱动MEMS电场传感器研究

该文提出一种基于锆钛酸铅(PZT)的低电压驱动微机电系统(MEMS)电场传感器。该传感器基于电荷感应原理,其敏感单元由固定电极和可动电极构成。固定电极与可动电极均为感应电极,同时两者又是屏蔽电极。在PZT压电材料的驱动下,可动电极产生垂直于敏感芯片基底的振动并且与固定电极形成交互屏蔽,当存在待测电场时,分别在可动电极和固定电极上产生相位差为180°的感应电流信号。该文进行了传感器的设计和有限元仿真,提出敏感微结构的加工工艺流程,突破了基于PZT压电材料的可动电极MEMS工艺兼容制备技术,完成了敏感芯片制备,对传感器进行了性能测试。该传感器具有工作电压低的突出优点。实验测试表明,在0～50 kV/m电场强度范围内,采用1 V交流驱动电压,电场传感器的灵敏度为0.292 mV/(kV/m),线性度为2.89%。     

谐振式微型电场传感器芯片级真空封装及测试

为了降低传感器的驱动电压,提高该器件的品质因数和信噪比,该文研究封装材料和工艺对真空封装性能的影响,针对一种微机电系统(MEMS)谐振式微型电场敏感结构芯片,采用独特的共晶键合技术,实现该传感器的芯片级真空封装。实验结果表明,该传感器封装后的品质因数达到了30727.4,是常压封装的500倍;该封装器件具有更低的驱动电压,只需要直流分量100 mV和交流分量60 mVp-p,与常压测试时相比,分别只有原来的1/200和1/16。     

小型三维电场传感器设计与测试

目前电场传感器只能探测大气电场强度矢量一维或者二维方向分量,尚无法精确地反映空中电场强度大小。该文介绍一种结构新颖的小型三维空中电场传感器,由轴向(Z)和径向(X, Y)三路电场测量单元和驱动单元以及电路单元组成,用于探测电场强度的三维方向矢量。在地面实际测试中,传感器输出信号与电场强度的理论关系得到了验证,证明了三维电场传感器结构设计和检测方法的合理性。     

一种用于MEMS检测的无耦合六维力传感器的研制

提出了一种用于MEMS检测试验平台中力学量测量的无耦合六维力 /力矩传感器的设计。对传感器的结构形式、测量原理作了介绍 ,进行了试验验证并给出了从 8路输出电压到六维力 /力矩的传递矩阵。该传感器通过采用巧妙的结构形式和特定的电阻应变片布片方案实现了六维力解耦 ,大大简化了后置信号处理电路的设计且在各轴都具有较好的测量分辨率。实验证明 ,该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单、贴片方便、制造成本低的优点 ,满足了预计的设计要求     

新型三维电场传感器原理及试验结果

目前电场传感器只能探测电场强度矢量一维或者二维方向分量,尚无法精确地反映空中及地面电场强度大小。本文介绍一种新型三维电场传感器,由轴向、径向电场测量单元、驱动单元、电路单元、保温单元组成,用于探测空中及地面环境电场强度的三维方向矢量,克服了目前电场传感器探测电场强度时局限在一维或二维方向矢量的缺陷。在高空低温环境模拟试验中,当环境温度降到-50℃以下时,该传感器的保温单元使传感器内部温度一直处于零上,符合了电路板工作温度范围。在实际电场测试试验中,该传感器的电场测量单元验证了输出信号与电场之间的线性关系,与理论分析相符,证明了三维电场传感器的合理性。     

一种用于MEMS检测的无耦合六维力传感器的研制

提出了一种用于MEMS检测试验平台中力学量测量的无耦合六维力/力矩传感器的设计.对传感器的结构形式、测量原理作了介绍,进行了试验验证并给出了从8路输出电压到六维力/力矩的传递矩阵.该传感器通过采用巧妙的结构形式和特定的电阻应变片布片方案实现了六维力解耦,大大简化了后置信号处理电路的设计且在各轴都具有较好的测量分辨率.实验证明,该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单、贴片方便、制造成本低的优点,满足了预计的设计要求.     

超辐射发光二极管光源组件内部电场耦合分析

针对超辐射发光二极管(Superluminescent Diode,SLD)光源输出光功率稳定性的需求,用有限元分析方法分析了SLD光源组件内部导体组的分布电容矩阵及电场耦合情况;通过电场耦合模型研究发现温控电路带来的干扰通过分布电容耦合到恒流回路中,影响输出光功率的稳定性;将制冷器接地可减小分布电容,改进恒温电路的驱动方式可减小交流分量的干扰,从而减小电场耦合对输出光功率的影响。     

The influence of a nonlinear electromagnetic wave on electric current density in a surface superlattice in a strong electric field

The current density in a combination of a 2D electron gas and a superlattice subjected to a strong electric field under exposure to a cnoidal electromagnetic wave is studied, with electron-phonon coupling explicitly taken into account. A dc electric quantizing field is directed along the superstructure axis, with the vector of the field strength of the nonlinear wave being perpendicular to this axis. It is found that the constant component of the current density along the superlattice axis is oscillatory and depends on the electric field strength.     

电位器在湿热环境下参数变化原因和解决方法

高压聚焦电位器在高热潮湿环境下电参数可能会变化,从而影响到电视机的整体性能。经研究发现,电参数变化的原因是电位器内部基片表面在生产时附着的脏污在高热潮湿环境下吸潮造成。用三氯乙烯和酒精对基片进行清洗后,进行了数百次抽检,电参数无一例发生允许值外的变化。     

Multiple-source, multiple-frequency error of an electric field meter

Electric field meters (EFM's) are typically calibrated using single-frequency, single-source standard fields. The response to multiple sources or nonsinusoidal time dependence may be different, however. Possible errors in a multiple-source, multiple-frequency environment are analyzed for an EFM consisting of an electrically short dipole antenna with a diode load and a radio-frequency (RF) filter transmission line. Also considered are errors in the assumption of equal electric and magnetic energy densities in a multiple plane-wave environment. Typical errors of field-intensity measurements are about one to 3 dB, but in some circumstances they can exceed 10 dB.     

Adaptive A/D Converter to Suppress CW Interference in DSPN Spread-Spectrum Communications

The non-Gaussian nature of CW interference is exploited to suppress the CW via the A/D converter following chip demodulation in a direct sequence pseudonoise (DSPN) communication link. The modulation is coherent BPSK. The A/D converter quantizes to 2 bits, sign and magnitude. A scheme of threshold adaptation and postquantization weighting gains great advantage from making very reliable decisions on a relatively small percentage of the demodulated chips. The bit error rate performance in CW interference generally surpasses that of an ideal analog DSPN correlator. The performance in Gaussian noise is within 0.6 dB of ideal analog.     

激光剪切干涉三维形貌测量

针对物体表面的三维形貌测量问题,提出了一种基于激光剪切干涉条纹的三维形貌测量方法。该方法利用激光剪切干涉原理产生密集的干涉条纹,将干涉条纹阵列照射到待测表面。利用四步相移法和解包裹算法求解被测物体表面的连续相位,进而获取曲面表面高度信息,最后建立被测物体三维形貌。本文对楔形薄片和木块进行了测试,初步实验结果证明了该方法原理的可行性。该方法可以与显微镜相配合,进一步发展可用来测量微结构3D形貌,在微测量领域具有很大的应用前景。     

A three-loop antenna system for performing near-field measurementsof electric and magnetic fields from video display terminals

This paper discusses the use of a three-loop antenna system (TLAS) for near-field measurement of electric and magnetic fields from video display terminals (VDTs). We calculated the electric and magnetic dipole moments to derive the electric and magnetic field patterns in the near field region. Electric and magnetic fields, emitted by several different models of VDTs, were evaluated with the TLAS and were compared with those measured by conventional electric and magnetic field probes at different distances and directions from VDTs. A good correlation (±1.6 dB) between the two measurement techniques was found. This agreement is within the accuracy (±2 dB) of the conventional field probe measurements     

Cross-talk in electric force microscopy testing of parallel sub-micrometer conducting lines

Electric force microscopy (EFM) testing is a new contact-less, circuit internal test technique for function and failure analysis of integrated circuits (ICs), which combines both high temporal and high spatial resolution. Thus, EFM testing is a promising tool for the test of future IC generations. However, there are still not completely investigated problems as the cross-talk problem, which especially has to be considered for IC-testing of sub-micrometer conducting lines. Therefore, in this paper measurements by EFM testing on parallel sub-micrometer conducting lines are presented, which clarify the cross-talk caused falsification of measurement results. A calculation model is introduced, which takes the cross-talk into consideration and allows a better interpretation of EFM testing results.     

后摩尔时代新兴计算芯片进展

信息处理系统由于基础半导体技术遭遇“摩尔定律接近终结”和现行计算架构(冯·诺依曼架构)缺陷所导致的瓶颈,其发展受到严重挑战。为克服这些制约因素,一方面,集成电路开始沿着由技术内生动力和应用拉动的趋势,即“超越摩尔定律”和“超越CMOS”的方向,逐步发展,包括对单片3D系统和碳纳米管场效应晶体管芯片等新兴计算芯片技术的研究；另一方面,计算范式变革推动了以“神经形态计算”类脑芯片等构建的非冯·诺依曼架构的芯片迅速发展。本文从以上两个方面研究了后摩尔时代新计算芯片技术发展的脉络,分析了数字计算芯片、模拟计算芯片、神经形态计算芯片等新兴计算芯片技术的新进展。