基于电场耦合的电能信号并行传输系统串扰抑制方法

针对较大功率电场耦合无线电能传输系统信号双向高速传输的需求,该文提出一种基于部分能量通道的电能与信号并行传输系统的串扰抑制方法。通过对所提出的系统拓扑进行分析,给出了电能传输增益表达式与电能串扰增益表达式,并分析了阻波电路参数变化对电能串扰增益的影响;基于交流阻抗法及香农定理分别给出了信号传输增益及信道容量表达式,分析了信号支路参数对信道容量的影响;在综合考虑信号传输增益、信道容量及阻波电路参数敏感性的情况下,给出系统信号支路参数的设计方法。该方法能保证系统在较大功率下降低电能串扰,保障信号稳定传输,实现信号的双向高速传输。通过仿真与实验验证了所提出的拓扑和参数设计方法的有效性。搭建的实验装置实现了传输530.4 W的电能,23.28 Mbit/s信号正向传输速度和24.2428 Mbit/s信号反向传输速度。

基于主成分分析的多重定量PCR荧光串扰校正

聚合酶链式反应(PCR)是分子生物学常用的检测手段,主要用于对生物的DNA或RNA进行检测。由于荧光光谱重叠和滤光片过滤带宽限制,检测时所获得的荧光数据通常会包含荧光通道之间的串扰,串扰的存在使PCR结果分析变得复杂,并可能影响最终的检测结果。选择合适的光学元件,并确定通道间的补偿矩阵,可以降低甚至消除荧光串扰。目前荧光补偿矩阵大多通过迭代计算获得,还没有一种简单的方法可以从混合的多通道荧光数据中找到荧光补偿矩阵。为了快速获得荧光补偿矩阵,减小计算量,采用主成分分析法(PCA)中确定主成分的方式,基于搭建的测试平台进行单一染料实验,获得染料的荧光信号在各个检测通道的分布情况,计算得到荧光补偿矩阵。通过分析补偿矩阵,发现对于搭建的硬件系统,Cy5染料对Cy5.5通道串扰较大,串扰比例为8.76%,同时Cy5.5染料对Cy5通道串扰影响也相对较大,比例约为6.2%;其次是ROX染料对HEX通道串扰,比例约为2.68%;HEX染料对FAM通道串扰,比例约为1.58%;FAM染料对HEX通道串扰相对较小,比例约为0.25%,其余通道无明显串扰,与荧光光谱反映的结果一致。采用得到的荧光补偿矩阵对单一染料实验得到的原始荧光数据进行处理,有效去除了非目标通道的荧光串扰,实现了荧光通道数据的解耦,验证了方法的可行性。最后设计了染料颜色分辨实验,将不同浓度的多种染料进行组合测试,并采用所提出的方法将得到的数据进行荧光补偿。实验结果表明,荧光通道各自的线性相关性较高,五个荧光通道的线性相关系数r均大于0.99,该结果进一步验证了该补偿方法的有效性。

一种抑制栅极正负向串扰的GaN HEMT无源驱动电路

GaN器件由于其更快的开关速度,比硅器件更容易发生严重的开关振荡,也更容易受到栅源电压振荡的影响。为了抑制GaN基半桥结构中的串扰,提出了一种抑制GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)栅极正负向串扰的无源钳位驱动电路来抑制栅源电压振荡。采用基本无源元件建立自举驱动回路,并增加三极管以构成从驱动电路到GaN HEMT的低阻抗米勒电流路径,抑制正负向串扰。在LTspice软件下进行电路模拟仿真,并搭建实验平台进行实测验证,结果表明栅源电压的最大正向串扰可降至1.2 V,最大负向串扰可降至1.6 V,漏源电流的正向和负向串扰均降至2 A以下,证明该电路对栅源电压以及漏源电流的振荡均有良好的抑制效果。

微透镜阵列成像串扰现象分析

针对微透镜阵列成像时单元图像间存在的串扰问题,文中基于矩阵光学理论,分析了经微透镜阵列成像像面与物面的空间关系,模拟计算2×2的微透镜阵列成像,设计了焦距为7 mm的1×2阵列进行实验研究。研究结果表明:单元图像间距随微透镜焦距和物面尺寸的增大而减小,随微透镜间距和物距的增加而线性的增大。对于焦距为7 mm的微透镜,物距为40 mm,当物面尺寸为55 mm×55 mm时,获得了单元图像恰好分离的临界值,实验结果与模拟计算的理论值一致,该结果对设计微透镜阵列的成像系统具有一定的参考价值。

电快速瞬变脉冲群串扰耦合分析及防护措施研究

EFT产生的瞬态脉冲干扰可通过电缆耦合进入电子系统的内部,损伤电子设备。为降低瞬态脉冲对电缆串扰耦合的影响,首先利用电磁仿真软件CST建立平行电缆耦合仿真模型,当电压等级为4 kV时,测试电缆的近端串扰电压达到71.2 V,远高于部分敏感器件的阈值;然后通过分析电快速瞬变脉冲群的频谱特性,瞬态脉冲的干扰能量主要集中在1~10 MHz的范围内;最后利用仿真软件Filter Solution设计合理的防护电路。结果表明,防护电路能有效降低瞬态脉冲对电路的影响。

骨肌串扰防治骨肌共减症的作用及机制

骨肌共减症(osteosarcopenia,OS)是一种常见的老年退行性综合症,表现为个体在衰老过程中骨量和肌肉含量同时减少,引起骨质疏松症和肌少症,导致机体平衡能力下降,容易跌倒、骨折,严重威胁老年人的生活质量和生存寿命。由于骨骼和肌肉都属于运动系统,骨质疏松症与肌少症在遗传、内分泌、旁分泌和脂肪浸润方面有共同的致病因素,彼此相互影响、相互调节。因此,本文综述了诱导骨肌共减症的力学串扰、细胞因子串扰、信号通路间相互串扰的分子机制和临床诊断方法,通过运动、营养和药物的干预,对提高老年人的寿命和生存质量,实践“健康老龄化”具有重要的意义。

基于ANSYS的同层串扰与层间串扰分析

针对小型化、高密化PCB设计中的同层串扰以及层间串扰对于信号完整性的影响日益突出问题,提取传输线串扰模型,基于传输线互容互感进行串扰原理分析,在此基础上进行相同耦合长度、相同走线间距的信号同层串扰以及层间串扰建模,最后利用ANSYS软件进行串扰仿真分析,通过仿真结果可以看出,相同条件下层间串扰强度明显大于同层串扰,因此在PCB设计中必须避免相邻层重合走线,以减小信号的串扰强度。

基于彩色正交条纹的串扰与色差补偿方法

提出一种基于彩色正交条纹逐像素校正串扰及色差的方法。通过投影正交彩色条纹图,建立串扰系数与平均光强、背景光强的数学模型及不同光通道间的像素匹配关系,完成串扰的消除及通道间色差的校正。对提出的方法进行实验,结果表明所提方法使得测量标准台阶的测量误差从未补偿时的0.647 mm降低为0.031 mm。与传统的串扰和色差补偿方法相比,本文所提方法的测量精度提高了0.014 mm,且所需采集的条纹图的数量减少为原来的一半,能够有效地提高条纹投影技术的测量效率及测量精度。

串扰忆阻突触异质离散神经网络的共存放电与同步行为

突触串扰由相邻突触间神经递质的溢出引起,对神经系统的放电特性及信号传输有着深远影响.利用两个忆阻器模拟生物神经突触,双向耦合Chialvo离散神经元和Rulkov离散神经元,并考虑耦合状态下突触间的串扰行为,构建一类忆阻突触耦合异质离散神经网络.研究分析表明,神经网络不动点的数量及稳定性依赖于突触串扰强度.同时,通过分析分岔图、相图、李雅普诺夫指数谱和时序图等发现,随着突触串扰强度的变化,神经网络表现出不同的共存放电行为.此外,基于神经元放电序列的相位差及同步因子,研究了不同耦合强度及不同系统初始条件和参数情形下,突触串扰强度对神经网络同步行为的影响.

地面装备电源变换系统高低压线缆串扰仿真研究

电源变换系统中功率器件如MOSFET和IGBT开关管的高速切换将产生高幅值和宽频段的电磁干扰,是电动车辆最为常见也无法避免的电磁干扰源。同时,互连线缆是机电设备传递信号和能量的载体,是实现设备功能不可或缺的组成部分,线缆的天线效应使其成为设备产生电磁干扰的主要途径,是系统电磁兼容问题的主要根源之一。为了分析高压电源变换系统对低压控制系统的电磁耦合,以某典型地面装备电源变换系统IGBT开关管产生的脉冲宽度调制波(PWM波)作为电磁干扰源,以实装线缆作为分析对象,构建高低压线缆串扰模型,仿真分析不同线缆对地距离、线缆间距条件下单线、屏蔽线、双绞线等多类低压线缆的近端串扰电压,得出低压线缆的抗干扰性,为系统线缆的布线提供指导。

母胎界面蜕膜巨噬细胞与滋养细胞串扰在自然流产中的研究进展

自然流产发病机制十分复杂,越来越多的研究认为不明原因自然流产与母胎界面免疫微环境有关。蜕膜巨噬细胞(DM)来自于母体,是母胎界面第2丰富的免疫细胞,在重塑螺旋动脉、维持母胎免疫耐受和调节滋养细胞生物学行为中发挥重要作用。滋养细胞是惟一与母体蜕膜直接接触的胚胎细胞,在母胎免疫耐受中起重要作用,具有类似于肿瘤细胞的迁移与侵袭行为。研究证明,DM与滋养细胞存在细胞间的串扰作用,一方面DM影响滋养细胞的迁移与侵袭能力,另一方面,滋养细胞调控DM极化,并且自然流产患者母胎界面DM和滋养细胞之间存在串扰异常。现系统阐述DM和滋养细胞的功能,以及两者间串扰异常对自然流产的影响,为研究母胎界面在自然流产中的发病机制,以及找寻新的治疗靶点提供理论依据。

风控热晕下复合贝塞尔高斯光束的模式串扰

采用多层相屏法和快速傅里叶变换法数值求解热晕方程,研究了复合贝塞尔高斯(cBG)光束大气传输过程中受热晕效应的影响。研究发现:由于热晕效应造成的光强和相位畸变,cBG光束会发生相位奇点移动和轨道角动量谱展宽,并产生模式串扰。当风速较小时,大气介质吸收激光产生的热效应较强,导致光束的模式串扰也较强。对于初始角量子数差值较大的cBG光束,其相对串扰能量较小,受热晕效应影响导致的模式串扰较弱。此外,还研究了旋转cBG光束的热晕效应,该光束的旋转特性使其在传输过程中四周都能得到均匀的扩展。因此,相较于非旋转cBG光束,旋转cBG光束的光强分布比更均匀,模式串扰更小。并且,随着旋转cBG光束的径向波数差值的增大,模式串扰减弱。综上,增大初始角量子数差值以及径向波数差值可以有效降低cBG光束的模式串扰。

双差模非屏蔽线缆回路的电磁串扰研究

随着电气化的发展,电气与电子系统中的电磁兼容问题越来越被重视,为了消除或抑制电磁耦合的影响,实现设备或元件电磁兼容的工作,有必要对线缆间的串扰进行研究。但目前少有相关研究关注独立的发射回路与接收回路构成的双差模回路间的电磁串扰问题。提出了一种基于多导体传输线理论的五导体传输线模型,并基于此研究了双差模非屏蔽线缆回路间的串扰问题。该方法根据耦合机理,首先建立单位长度五导体传输线等效模型,然后根据有限差分的方法列写基尔霍夫方程组,最后补充边界条件后求解得到串扰的频域解。将串扰计算结果与CST软件仿真结果进行对比,验证了该模型和计算方法的可行性与有效性,经计算分别研究了感性耦合与容性耦合,分析得到了不同因素对线束间串扰的影响规律,可为实际工程中采取措施抑制线缆间串扰提供指导,体现出该模型的先进性。

一种低串扰近零超平坦色散七芯光子晶体光纤的设计

设计了一种七芯低串扰近零超平坦色散液体填充光子晶体光纤,利用有限元法模拟计算了色散、芯间串扰和弯曲损耗等性能.数值模拟结果表明,该多芯光纤在实现近零宽带超平坦色散的同时,显著抑制了芯间串扰和弯曲损耗.在波长为1.38~1.74μm时,色散值介于0±0.5 ps/(km·nm)之间,且色散斜率介于0±0.02 ps/(km·nm^(2))之间.芯间串扰在C+L波段的最大值低于-84.09 dB/100 km,并且弯曲损耗值满足ITU-T建议的G.654光纤在125μm包层直径中对七芯光子晶体光纤的要求.

基于周期性枝节加载的微带线串扰抑制研究

针对当前印刷电路板上相邻微带线之间的串扰抑制问题,提出了一种在超宽带频率范围内利用周期性耦合枝节来抑制微带线远端串扰的电磁兼容设计。在串扰的形成原因分析基础上,该设计将沿传统微带线纵向方向加载的周期性开路枝节进一步与相邻两条微带线之间周期性加载的工字型耦合枝节相结合。微带线上的开路枝节以及线间的耦合枝节主要用于增加微带线等效自感和线间等效互容,并减小线间等效互感,由此显著降低远端串扰强度。同时,线间等效互感的减小能抑制因容性耦合增大而导致的近端串扰上升。全波结果表明,该设计在1~20 GHz范围内可使相邻微带线的远端串扰强度小于-48 dB,且物理结构中不涉及金属化通孔,具有几何结构简单、成本低和可布线空间大等特点。

基于高压SiC MOSFET模块桥式电路串扰抑制

碳化硅(SiC)器件开关速度快,在高压条件下串扰现象明显,串扰尖峰容易引起桥臂直通,损坏器件。此处基于桥式电路,考虑了SiC寄生参数的影响,分析了桥臂串扰现象的原因。提出了一种有源箝位的电路,可以有效抑制桥臂串扰尖峰,并且可以减小驱动电阻,减小开关损耗。此处搭建了桥式电路实验平台,通过实验验证了该方案的有效性。在相同电阻条件下可以减小62%串扰尖峰。

基于四维非线性串扰模型的单跨无中继光传输多维调制设计

随着光通信速率需求的不断提高,光纤中的非线性效应成为了限制信道容量增长的主要因素.针对该问题,本文基于四维(Four-Dimensional,4D)非线性串扰模型和几何整形,提出了抗非线性4D调制设计方法.通过在加性高斯白噪声信道(Additive White Gaussian Noise,AWGN)和单跨无中继光纤传输系统中的仿真,详细比较了四类不同调制格式(包括分别针对AWGN信道和光纤信道设计的2D和4D调制格式)的传输性能.数值仿真结果表明,基于4D非线性串扰模型和4D空间联合优化的调制格式不仅有较高的线性整形增益还具有较好的非线性容忍性.以5通道的波分复用传输系统为例,优化得到的NL-4D-1024调制与传统正交幅度调制(QAM)和2D整形调制相比,可以分别减少0.8 dB和0.4 dB的发射功率.

氮化镓高电子迁移率晶体管兆声电源波形优化设计——栅源极桥臂串扰及漏源极振荡尖峰问题

针对氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HMET)在兆声清洗电源应用中由频率高导致的栅源极桥臂串扰及漏源极振荡尖峰问题,首先对GaN HEMT产生桥臂串扰进行陈述,基于辅助电容法结合理论计算抑制了桥臂串扰;并对漏源极产生高频振荡和尖峰的问题进行了分析,利用缓冲电路改善了此现象。协同解决栅源极桥臂串扰和漏源极振荡尖峰问题,实验证明所设计的串扰抑制电路和缓冲电路可将栅源串扰电压从+2.4 V减小到-1.6 V,串扰的振荡时间从234 ns缩小到50 ns,漏源极电压尖峰从142 V降低到90 V,振荡时间从310 ns缩短到124 ns,电路开通损耗减小了10.2%,关断损耗减小了10.4%,关断延时减小了14%,显著改善了GaN HEMT的工作波形。

基于U-Net卷积神经网络的织物压力传感阵列串扰解决方法

为解决压阻式柔性压力传感阵列中存在的异常传感单元与串扰现象导致采集到的压力数据不准确的问题,构建了具有32×32个传感单元的压阻式柔性织物压力传感阵列系统,对传感单元检测值出现异常的原因进行了分析,采用中值滤波算法对系统获取的压力分布云图中的异常值进行处理;针对串扰现象,构建了U-Net卷积神经网络模型,采用机器学习方法对织物压力传感阵列系统生成的压力云图进行修正,设计了模型输入、输出数据集的采集方法。结果表明,经中值滤波算法处理后的压力云图的峰值信噪比处于30~40 dB之间,反映出中值滤波算法对异常值处理的效果较为理想;U-Net卷积神经网络模型训练过程中的均方根误差最终达到7.1,表明模型获得了较好的训练效果,通过与无串扰效应的柔性压力传感阵列采集的压力云图进行对比,表明U-Net模型能够有效消除串扰现象对织物压力传感阵列压力云图显示结果的影响。

骨免疫学视角下绝经后骨质疏松症防治新靶点:MΦ-BMSCs串扰

绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMOP)是以骨量下降、骨结构破坏、易发生骨折为特征的代谢性骨病。PMOP已严重威胁女性健康,制约社会经济发展。近年来雌激素缺乏引起PMOP相关机制研究取得进展,但仍未得到充分阐明。骨免疫学研究显示PMOP病理过程伴随着慢性炎症和免疫系统的参与。巨噬细胞(macrophage,MΦ)是重要的免疫细胞,被报道在骨稳态和再生中发挥作用。巨噬细胞的耗竭能加重OVX小鼠的骨丢失,减少骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)数量,降低BMSCs成骨分化能力。巨噬细胞的缺失对骨形成的影响似乎超过了其对破骨细胞活性的影响,MΦ与BMSCs之间的串扰可能在这一环节发挥着重要作用。本文基于骨免疫学理论对MΦ-BMSCs串扰和PMOP的相关性进行综述,旨在为PMOP的防治研究提供新思路。