低电压芯片电泳过程中流场的模拟计算和分析

本文基于一种阵列电极的低工作电压电泳芯片分离模型,在其中微管道的电场模拟的基础上,结合微流体动力学特性,以分离管道侧壁排布电极并等间距施加电压,建立电泳芯片低工作电压分离过程的流场模型,利用CoventorWare软件分析单组分和双组分试样在微分离管道中流场的模拟,发现组分在常规电压和低工作电压两种分离模式下,其迁移速度近似相等;对于双组分,分离电压可大大降低同时,还可保证原来的分离度,低电压电泳过程中,工作电压可降低至30 V.证实了阵列电极和运动梯度场实现低电压电泳的可行性和有效性.     

介电泳芯片的研制及不同细胞介电分离的应用

制备了包括指状交叉、城墙状和梯形的微电极阵列芯片装置.并用这些芯片探索了生物细胞的介电响应.另外观察了酵母和鸡血红细胞的迁移、旋转和融合以及几种细胞收集图片.发现了两种细胞的正、负介电泳现象,确定了这两种细胞的分离条件.讨论了两种细胞正、负介电泳的原因.利用同一芯片在相同的条件下一种细胞移向强场区(正介电泳),另一种细胞移向弱场区(负介电泳).因此可用同一芯片分离不同的细胞.有望建立一种非接触式细胞分离技术,而且在分离过程中不需要添加任何试剂.     

基于SOPC的低电压电泳芯片系统平台设计

探讨了一种基于SOPC (System on a Programmable Chip)的低电压电泳芯片系统平台设计方案.以基于FPGA内嵌NiosII软核处理器为系统控制模块.运用SOPC Builder定制低电压电泳芯片运动梯度电势施加控制器、Avalon流模式的电导检测的IP核,实现芯片高速控制与电泳信号采集.文中具体阐述了该系统软、硬件总体结构、多CPU协调工作原理、运动梯度电势的控制原理以及电导检测采集IP核的设计.     

电泳芯片分离指标的模拟分析

对电泳芯片中影响区带展宽的相关因素进行了分析，给出了分离综合效率的表达式，建立了分离指标的数学模型。以此为基础，结合实验条件，利用计算机对影响分离指标的相关因素进行了模拟分析。结果表明，以分离综合效率为分离指标，可以反映分离条件对理论塔板数和分离时间的综合影响，而且，以分离指标的模拟分析为依据，可望实现电泳芯片的优化设计，在满足分离的前提下尽快地完成样品的分离分析过程。     

线阵电极电泳芯片与单片机控制系统

介绍了用于生化分析的一种微全分析控制系统,包括电泳芯片的设计制作、微机控制系统以及初步实验结果。新型电泳芯片基于线性阵列电极,可灵活设定分离时间、长度、电压等电泳的各项条件,满足多种分离需求。以C8051F020单片机为控制核心,扩展出大量并行I/O口,并与高压系统实现良好的控制与衔接。突出了单片机系统的高度集成、低功耗、高扩展性等特点,给出了扩展大量I/O口并灵活控制多路高压器件的实例。     

利用编码技术减少OLED驱动芯片同步开关噪声

时钟频率的增加,使得芯片设计中的电感效应已经不能忽视。通过分析传输总线上的同步开关噪声(SSN)产生的机理,提出对总线输入/输出信号编解码,达到减少线间电感SSN的目的。并且将此方法用于解决一款OLED驱动芯片存在的SSN问题。     

面向微粒操纵的介电泳芯片系统研究

针对目前在纳米器件及传感器的制造中尚无对大量粒子进行有效操纵的方法,我们利用介电泳方法对大量微粒进行定位和传输操纵,介绍了利用MEMS工艺进行介电泳芯片加工的过程以及整个观测与实验系统的建立,通过有限元软件对传统介电泳和行波介电泳中电极阵列的电场分布进行求解,并在该实验系统下实现了对微通道中的悬浮高度和微粒的运动速度的测量.该实验系统的研究为液体环境下微纳颗粒的装配和分离提供了一条有效的技术路径.     

芯片毛细管电泳的系统级建模与仿真技术研究

芯片毛细管电泳分离是微流控芯片系统中的重要组成部分,其电泳分离效率直接影响着芯片的整体功能。本文运用多端口组件模型技术建立了逶迤型芯片毛细管电泳分离的参数化行为模型及系统级模型。模型仿真结果与有限元仿真软件的仿真结果相比较,仿真速度提高了100多倍,而相对误差小于3.8%,表明论文所建立的芯片毛细管电泳分离行为模型,能够在不降低系统仿真精度的同时更加快速高效地对系统性能做出评价。     

基于FPGA的电泳式电子纸驱动芯片设计

为了克服专用驱动芯片成本居高不下及软件驱动方式占用大量处理器资源的缺点,在分析主流的电泳式电子纸驱动设计方法的基础上,针对电泳式电子纸的显示特性及接口规范,提出了基于FPGA及IP软核整合的通用驱动解决方案,开发出可以适应多种主控接口及多种电泳式电子纸接口的驱动芯片,并利用VerilogHDL编程以硬逻辑部署方式实现了波形表的设计。仿真及实验结果验证了设计的正确性,驱动芯片性能优异,成本低,兼容性好。     

集成毛细管电泳芯片的设计

利用ANSYS软件对集成毛细管电泳芯片微沟道内样品流动情况进行模拟,获得了不同进样模式下微沟道的结构与流体流速之间的关系,并以此为依据对芯片整体结构参数进行设计:毛细管沟道最终尺寸为宽度16μm,深度10μm,有效分离长度为3.5cm的圆角转弯形沟道,从而确定整个芯片设计。     

基于恒流驱动模式的宽电压输入串联型开关电源

提出了一种基于恒流驱动模式的能在10V～100V宽电压范围内工作的串联型开关稳压电源,这种开关电源采用MOSFET和特殊的恒流开关驱动方式,使开关管在宽电压范围内始终得到理想的驱动电压,因此效率高、工作稳定、成本低。可应用在工业用各种报警器产品和爆闪式信号灯中。     

基于位置信息的低轨卫星上行时钟同步方法

针对传统基于测距信息来设定上行同步方法中出现的频繁更新距离信息的问题,提出了基于位置信息的上行时钟同步方法。首先,通过测量伪距组成非线性方程组,采用基于最小二乘原理的解算方法定位出地面单元的位置信息;然后,由于卫星运动的位置信息已知,进一步可以得到星地间距离随时间的变化关系,距离换算成时延,即可得地面单元的上行信号发送时间提前量;最后,调整地面单元的发射机使上行信号以较高精度恰好在分配的时隙到达卫星,实现系统上行时钟同步的目的。仿真结果表明,所提方法能对全球范围内地面静止单元以较高精度实现卫星星座通信系统内上行时钟同步,避免频繁的测距更新,且精度更高。     

模块化低压配电装置的研究应用

针对现有配电箱功能和结构的设计不足,设计开发了智能型模块化台区低压配电装置。装置采用模块拼装结构,将进线单元、出线单元和补偿单元设计为标准化的独立箱体,现场安装或检修更换时,根据需求组合连接所需的各功能单元。装置的内部器件设计为标准化安装模块,后期检修或更改功能配置时,增加或更换所需的器件模块即可,大幅提升了配电装置的经济性、灵活性和可扩展性。装置强化了在功能结构上的保护隔离措施,充分保障运维检修的可靠性、快速性和安全性。装置优化了电能质量综合治理功能,改善了无功补偿实现方案,增加三相不平衡补偿单元,进一步提高台区电能质量和经济运行水平。通过在试点台区的实际运行,验证了装置设计方案的可行性,最终形成可推广应用的定型产品。     

无线传感网络低能耗时间同步的研究

低耗能是无线传感器网络时间同步算法的重要技术要求之一。为了降低同步过程中的能量消耗,提出了一种低能耗LECTS（Low Energy Consumption Time Synchronization）算法。该算法基于TPSN算法的基本思想,在两个阶段同时进行改进来降低能量消耗。在层次发现阶段利用节点之间的距离来限制部分节点广播,降低数据包的发送;在同步阶段结合单向广播和双向报文交换同步机制,也同样降低数据包的发送。通过仿真结果表明,与TPSN算法以及其改进算法STSP算法相比,算法能显著地降低无线传感器网络时间同步的能量消耗,且节点密度越大,节能越显著。     

基于同期线损的低压配电线路电量异常监测系统设计

为解决传统电量异常监测系统挖潜增效能力水平不平均、降损节能效果不明显等问题,设计基于同期线损的新型低压配电线路电量异常监测系统。从电量监测数据获取模块入手,对线损计算模块、配电监测电路的连接形式进行有效规划,完成低压配电线路电量异常监测系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过计算低压配电线路原件同期线损的方式,完成异常电量监测轨迹对比,再连接所有输入、输出信道,完成异常监测存储数据库建立,实现低压配电线路电量异常监测系统的软件运行环境搭建。结合软、硬件运行环境,实现新型系统的顺利应用。在相同背景条件下设计对比实验结果显示,新型系统挖潜增效平均水平最大值可达67%、降损节能效果接近90%,远超传统系统。     

跳频OFDM系统同步技术的研究与仿真*

摘要：跳频OFDM通信系统具有抗干扰和抗多径衰落的能力,能够大幅提高无线通信系统的信道容量和传输效率。同步技术是FH-OFDM系统关键技术,其性能直接影响到FH-OFDM系统可靠性和鲁棒性。将基于扫描的跳频同步方法与OFDM同步技术结合在一起,完成跳频OFDM系统同步。研究表明,这种算法具有很好的工程参考价值,且当多个频点被干扰时,系统正确同步概率和OFDM符号正确同步概率性能较好。     

串联电池电压及温度测量方法研究

电池是电动车的能量之源,其性能和使用寿命是用户关注的焦点,电池性能和电池的电压及温度密切相关。本文提出了一种由移位寄存阵控制光电继电器通断的单体电池电压测量方法。相对于其他测量方法,具有结构简洁明了,安装方便等优点。     

WLAN中OFDM系统载波频率同步算法研究

针对OFDM技术中的载波频率同步问题,分析了载波频率偏差对OFDM系统造成的影响,总结了基于IEEE802.11标准的三种常见的频偏估计算法:基于循环前缀的最大似然算法、基于训练序列的时域相关算法和基于导频的频域相关算法,提出一种基于训练序列和导频的联合载波频偏估计算法。性能仿真结果表明,该联合估计算法在估计范围和估计精度上具有明显的优势,适合实际工程应用。     

远程教学直播系统中媒体同步的研究与实现

对于远程教学直播系统这样包含不同媒体流的分布式多媒体应用而言，媒体同步是一项重要内容。利用RTP（实时传输协议）传输机制中的时间戳和序列号信息，提出同步控制算法，实现了流内同步和流间同步。考虑到分组网络带来的延时抖动，算法可以动态地适应网络延时变化，从而保证了分布式环境中媒体同步的服务质量。