基于记忆多项式的Volterra混合均衡器设计与研究

【目的】发光二极管(LED)的非线性特性导致可见光通信(VLC)系统的误码率(BER)性能恶化,特别是在具有较高峰均功率比(PAPR)的光正交频分复用(O⁃OFDM)系统中。基于Volterra级数的单级均衡器可以处理LED非线性高阶失真,且延时较小。但是求解传统Volterra级数需要多重积分运算,基于Volterra级数的均衡器实现复杂度高,且单级均衡器存在误差累积,因此均衡抑制效果有限。【方法】首先,针对传统Volterra级数计算复杂度高的问题,只保留Volterra级数中各阶非线性项和内核系数的高阶幂级数项,提出了基于记忆多项式的Volterra级数(MPVS)。相比于传统Volterra级数降低了计算复杂度,同时考虑了当前时刻的所有输入信号,提高了非线性系统建模的精度。然后,设计基于记忆多项式的Volterra(MPV)均衡器和基于记忆多项式的Volterra判决反馈均衡器(MPV⁃DFE),对于单级MPV⁃DFE,若判决部分一个码元判断错误,那么这种错误会连续成串出现,导致整个码元序列受到影响。文章提出将MPV和MPV⁃DFE两个非线性均衡器级联构成混合后均衡器(MPV+MPV⁃DFE)。MPV均衡器对LED非线性失真信号一级均衡,可以抑制一部分非线性失真,从而减少MPV⁃DFE码元判断错误。再经过MPV⁃DFE二次均衡,可以更好地抑制残留的非线性失真。【结果】最后,采用蒙特卡洛BER仿真方法验证系统设计的有效性。结果表明:与单级MPV均衡器、线性级联非线性混合均衡器(LMS+MPV-DFE)相比,在4阶正交幅度调制(QAM)非对称限幅光OFDM(ACO⁃OFDM)系统BER为10^(-4)时,所提混合均衡器分别可以获得大约7和2 dB的信噪比增益。【结论】MPV均衡器实现简单,且将两级非线性均衡器级联设计混合均衡器可以更好地抑制LED非线性失真。

间隙平衡器下平衡技术与测量截骨技术在全膝关节置换中的应用

背景:目前测量截骨技术和间隙平衡技术是全膝关节置换术中最常用的技术,各有优缺点:间隙平衡技术通过调整截骨角度可以减少对软组织的松解,得到更平衡的屈伸间隙,临床效果更优,但缺乏工具的间隙平衡技术,易受术者手术经验及主观判断影响,存在更多的误差;测量截骨法学习曲线短,但依赖解剖标志,容易定位不准而出现多种并发症。近年来,许多器械公司相继研发并推出了间隙平衡工具以期提高手术质量,但目前关于该工具的相关报道仍较少。目的:对比结合间隙平衡器的间隙平衡技术与传统测量截骨应用于全膝关节置换的临床疗效,以探究间隙平衡器在全膝关节置换过程中的应用价值。方法:收集85例全膝关节置换患者的病历资料,根据手术方式分为2组,A组44例采用结合间隙平衡器的间隙平衡技术进行全膝关节置换;B组41例采用测量截骨技术进行全膝关节置换。比较两组患者手术时间、美国膝关节协会评分、膝关节活动度、下肢力线改变及术后并发症的发生情况,以评估结合间隙平衡器的间隙平衡技术在全膝关节置换中的应用效果。结果与结论:①85例患者均获得随访;②两组术后膝关节活动度均较术前提高(P<0.05),且A组较B组改善更明显(P<0.05);③两组术后美国膝关节协会评分均较术前提高(P<0.05),且术后2周、术后1,3个月和末次随访时,A组美国膝关节协会评分高于B组同期(P<0.05);④手术时间A组较B组稍短,但差异无显著性意义(P>0.05);⑤术后两组下肢力线均较其术前改善,但两组差异无显著性意义(P>0.05);⑥术后A组并发症发生率(2%)较B组(7%)低,但两组差异无显著性意义(P>0.05);⑦提示相较于测量截骨技术,结合间隙平衡器的间隙平衡技术可提高临床效果,改善膝关节功能及活动度。

3.125 Gb/s自适应模拟均衡器设计

采用标准0.18μm CMOS工艺,设计了一种3.125 Gb/s自适应模拟均衡器。其中,均衡滤波器模块采用了一种新颖的有源负反馈结构,可以有效提高均衡滤波器的带宽和增益补偿范围。自适应控制环路采用包含截割电路的单回路结构,通过检测信号的斜率以产生不同的调节电压来调整均衡滤波器的高频增益值,从而能够对不同长度的信道进行自适应补偿。由仿真结果可知,在3.125 Gb/s和4 Gb/s两种数据速率下,输出信号的抖动值为0.24 UI和0.31 UI。在1.562 5 GHz和2 GHz处可均衡的信道损耗分别为13.04~22.04 dB和16.94~28.50 dB,均衡后信号的输出摆幅为270 mV。在1.8 V电源电压下,测得电路的总功耗为59.4 mW。

一款400μm^(2)用于极短距离接收机具有中频补偿的56 Gb/s PAM4反相器型连续时间线性均衡器

高速极短距离有线数据接口是芯粒间互连的重要技术方案。传统的基于电流模逻辑的连续时间线性均衡器由于高电源电压和无源器件的使用已经无法满足芯粒间数据接口高密度、小型化、低功耗的需求。针对该问题,本文提出了一种带中频补偿的反相器型连续时间线性均衡器,可在极短距离应用中传输28 Gb/s非归零信号以及56 Gb/s四电平脉冲幅度调制信号。本设计采用28 nm CMOS工艺实现,核心面积仅为400μm^(2)。经过-9.4 dB@14 GHz的极短距离信道后,基于版图的仿真结果表明,所提出的连续时间线性均衡器使28 Gbaud的非归零信号与四电平脉冲幅度调制信号眼宽分别提升0.14 UI与0.41 UI,眼高提升328 mV与119 mV,56 Gb/s四电平脉冲幅度调制信号工况下功耗为6.12 mW。

电动汽车锂电池组双层环形均衡器研究

传统Buck-Boost均衡电路传输路径长且均衡效率低,现有的环形均衡器无法从根本上解决该问题。针对该问题,文中提出了一种基于Buck-Boost及开关电容的锂电池双层环形均衡器。该均衡电路采用模块化均衡的方法在底层模块和顶层模块采用Buck-Boost和开关电容的混合电路实现均衡,并采用图论分析的方法,从均衡速度、均衡效率两方面分析电路结构。结果表明,该均衡电路具有能量传输路径少、能量传输效率高的优点。文中在MATLAB/Simulink电力仿真平台上搭建了均衡电路的仿真模型,仿真结果表明基于Buck-Boost及开关电容的双层环形均衡器比单层环形均衡器均衡速度提高了46%。文中搭建了4节电池的实验样机对环形均衡电路工作原理及系统均衡效率进行实验验证,结果表明双层环形均衡器比单层环形均衡器均衡效率可提高26.78%。仿真与实验结果与理论分析一致,说明电路结构合理有效。

面向112 Gbps PAM4串行接收机的低误码协同自适应均衡器

高速串行接口是高性能计算机和数据中心芯片之间互连的核心关键IP。随着业界单通道速率由56 Gbps向112 Gbps发展,高速串行接口的误码率急剧增加,严重影响互连性能和系统稳定性。针对112 Gbps PAM4接收机误码率高的难题,首次采取一种协同自适应均衡器构架,提出了面向3种均衡器的自适应协同均衡算法,能在高插入损耗条件下取得较低误码率;提出了基于判决反馈均衡器的盲自适应均衡算法,能缩短链路训练时间,减少硬件开销。采用12 nm CMOS工艺完成了基于协同自适应均衡器的接收机设计。仿真结果表明,针对经过36.5 dB信道的去加重112 Gbps PAM4信号,采取协同自适应均衡器的接收机误码率小于1e^(-12),收敛周期约400 ns,功耗增幅仅约2.3%。

融合模型求解与深度学习的可见光通信非线性均衡器

沃尔特拉非线性后均衡器(Volterra Series Nonlinear Post-Equalizer,VS-NPE)可以补偿可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的非线性失真和多径效应,但其结构复杂且均衡精度有限。在VS-NPE内核求解基础上,提出一种基于阈值自学习近似消息传递(Learned Threshold Approximate Message Passing,LTAMP)网络的非线性均衡器。修正样本观测矩阵以克服其列高度相关的缺陷;在改进近似消息传递(Approximate Message Passing,AMP)算法迭代的基础上,将算法每一次迭代的计算过程映射为一层特殊的神经网络,经逐层展开后构建出完整的LTAMP均衡器。所提方法融合了模型求解和深度学习的优势,可从样本中学习最佳的AMP参数,以克服其对噪声敏感且输出不稳定的缺陷,进而提升内核求解稳定性与计算精度。仿真结果表明,与稳固阈值AMP算法相比,所提方法在误码率为1×10^(-3)时能取得2 dB的信噪比增益,且对样本噪声具有较强的自适应性,展现出优异的非线性失真补偿能力。

基于神经网络的Bark域图形均衡器的设计

描述了一种基于BP神经网络的图形均衡器设计方法,在不牺牲参数均衡滤波器的Bark频带图形均衡器精度的情况下简化图形均衡器的设计。其核心思想是训练一个神经网络来预测从目标增益到指定中心频率处的优化通带增益的映射关系。在24通道的Bark频带图形均衡器的情况下,利用具有48个神经元隐藏层的BP神经网络的非线性映射功能来实现预测。然后,使用封闭式公式快速、简便地计算频带滤波器的系数。这项工作将引入使用最小二乘法获得滤波器最佳增益的精确控制方法,并不断加以改进。采用BP神经网络与目标增益直接预测获得参数均衡器的优化增益,使得计算量大大减少,使得基于参数均衡滤波器的Bark频带图形均衡器的逼近误差小于0.1 dB。由此产生的BP神经网络控制的24通道Bark域图形均衡器非常有用。

基于音频均衡器的语言清晰度测试声源设计

语言清晰度主要用于评价厅堂或者扩声系统的声音质量,为了实现对厅堂语言清晰度的自动测量,提高测量的效率,设计了一种用于语言清晰度测量的测试声源。该声源由控制器单元和扬声器单元两部分组成,控制器以MCU作为主控,内置经过调制的STIPA信号。声源经过测量放大器对声压级的校准之后,由MCU读取STIPA信号并通过音频均衡器算法做均衡处理,由功率放大电路驱动扬声器进行播放。经过均衡处理的扬声器,在100 Hz~10 kHz范围内,其播放声信号的频响平坦度可以达到±1 dB,满足厅堂或者扩声系统对声源语言清晰度测量的要求。利用该声源发出STIPA信号,STI分析仪测量STI指数,可以实现对厅堂或者扩声系统语言清晰度的测试。

抓住关键节点实现学习路径结构化——以跨学科主题活动“衡器的奥秘”教学为例

为培养学生的度量素养,引导学生深入探究质量度量的原理,笔者结合2022版课标中示例57“度量衡的故事”和学生已经学习的科学知识等,设计跨学科主题活动“衡器的奥秘”,牢牢抓住学习过程中“设计真场景、观察真学情、聚焦真问题、引发真思考”四个关键节点,构建并实施结构化学习路径。“衡器的奥秘”聚焦非标准质量单位的度量,引导学生理解质量单位,明确度量质量的实质是质量单位的累加;用身边的材料自主设计、制作称量质量的工具,理解设计的关键是用工具实现质量单位的累加;在称量活动中运用“总量=分量+分量”的事实等进行推理,学会合理估计称量结果,解决秤杆长度不够用、称量结果不是整数等问题。

衡器计量检定过程中存在的问题及对策研究

衡器计量与应用是实验室和工业领域中非常重要的部分,它涉及精确测量质量的科学和技术。衡器计量与应用对于科学实验和工业生产有着重要意义,它直接关系到产品质量和实验结果的可靠性。因此,对衡器的准确性和使用方法进行严格的管理和控制至关重要。

关于衡器计量检定的相关问题及分析

在我国,衡器的应用范围非常广,它涉及到各行各业。随着经济的发展,各种企业如雨后春笋般涌现,其所需要的衡器也越来越多。目前,我国的衡器种类非常多,其作用也不尽相同。因此,我们应该对各种衡器进行认真、仔细的研究与分析,并在此基础上采取相应的措施,确保衡器能够正常、稳定地工作。与此同时,为了使人们能够放心地使用衡器,也要对其进行定期的检定工作。在衡器计量检定的过程中,会遇到一些问题需要我们去解决。本文就是以此为中心展开讨论的。针对目前我国在衡器计量检定过程中遇到的问题进行了分析和探讨,对如何加强和完善我国衡器计量检定提出了一些建议。

衡器计量检定中的技术问题研究

在计量工作中需要使用到衡器计量,为进一步保障衡器计量检定技术,本文主要对衡器计量检定中存在的各类技术问题进行了分析和研究,并提出了相应的解决措施,以期为相关人员提供参考。

衡器计量检定管理工作常见问题及治理方案

介绍衡器计量检定的定义和作用,强调了其在保证计量准确性和公平交易中的重要性。探讨衡器计量检定管理的现状,分析衡器计量检定管理存在的问题,包括缺乏统一的标准和规范、人员技术水平不高和检定设备不完善等,提出加强衡器计量检定管理的原则和方法,包括完善检定标准和规范、增加人员培训、更新设备和加强监督等,以提升衡器计量检定管理水平,推动相关工作的发展。

大型衡器检测中叠加法的几个技术问题方案探究

随着我国科技水平地不断提高,多种先进方法和设备广泛应用于各个行业。叠加法检测法在检测精度和实际操作中具有显著优势,在大型衡器检测过程中应用率较高,但在具体应用中会遇到一些难以解决的技术问题。因此,为了保证其检测的可靠性,需采取相应的措施,保证最终检测结果精准可靠。本文根据大型衡器检测中的叠加法,对如何解决结构、力源、加载点等技术问题进行探讨。

电子衡器检测与防作弊分析

电子衡器在各个领域中广泛应用,在质量控制、科学研究和生产过程中发挥着至关重要的作用。然而,随着其应用范围的扩大,电子衡器可能面临作弊和误差的挑战,这可能对测量结果的准确性和可靠性产生不利影响。文章对电子衡器进行了一定论述,明确了其组成、工作过程以及类型等,在此基础上,进一步探讨了电子衡器检测方法,并结合电子衡器的特点,提出了针对性的防作弊技术措施,进而为电子衡器的检测精度提供可靠保障。

计量测试技术在电子衡器中的应用

计量测试技术在电子衡器中的应用是当前工业领域中备受关注的研究方向之一,首先本文介绍了电子衡器的基本原理和分类;其次介绍计量测试技术基本概念以及 在工业领域中的重要性;接着计量测试技术对电子衡器性能的影响以及相关应用;最后探索提升计量测试技术在电子衡器中的应用效率的措施。本文的研究成果有望为电子衡器的设计与改进提供新的思路和方法,促进电子衡器的性能优化,进而推动工业生产中精准测量技术的发展,从而提高产品质量、降低生产成本,为工业领域的发展作出贡献。

提升衡器计量检定水平的有效路径

在市场交易活动中,衡器作为不可或缺的重要工具,其精准度直接关系着市场买卖活动、生产活动,同时涉及交易公正与否,要求有关部门必须提升衡器计量检定水平,确保衡器应用有效性。本文将结合实际情况,针对衡器计量检定水平提升路径进行分析,以期为后续开展的有关工作提供借鉴与参考。

基于FPGA的宽带数字均衡器的设计与实现

针对大瞬时宽带系统下ADC采样率大于FPGA工作时钟的幅相均衡需求,提出一种基于多相滤波的宽带数字均衡器设计方法,实测结果表明该滤波器能够同时改善通道瞬时带宽内的幅/相-频特性和通道间幅相一致性,有效提升系统脉冲压缩性能和宽带波束形成性能。

计量测试技术在电子衡器中的应用研究

随着科技的不断进步,计量测试技术的不断进步对电子衡器领域带来了深刻的影响。文章研究了计量测试技术在电子衡器中的应用。首先介绍了电子衡器的原理和特点,然后详细阐述了计量测试技术在电子衡器中的应用,包括称重传感器、称重显示控制器、称重系统校准等方面。最后,文章总结了计量测试技术在电子衡器中的应用现状和未来发展趋势。