阻尼可调局域共振梁的设计与试验分析

局域共振型声学超材料能够形成低频局域共振带隙,控制弹性波传输,为实现结构减振降噪提出了新的思路。针对局域共振单元的阻尼对弹性波带隙的影响,设计阻尼可调的局域共振梁,进行数值计算及试验分析。提出通过外接分流电路与惯性作动器串联,实现阻尼可调的振子单元,并分析分流电路参数与阻尼之间的关系;最后引入负电阻分流电路实现对分流惯性作动器阻尼的调节,并拓展局域共振梁的带宽。数值计算和试验分析结果表明,局域共振梁存在最佳阻尼比范围。当惯性作动器等质量时,分流电路总电阻在1.535 2~5.571 1Ω内取值,带隙宽度达到最大;当相邻惯性作动器质量间隔为5 g时,总电阻在1.476 9~3.257 7Ω内取值,带宽达到最大;当质量间隔为10 g时,总电阻在0.986 2~2.046 9Ω内取值,带宽达到最大。

X频段八波束接收组件的设计与实现

针对X频段多波束有源相控阵系统的高集成、小型化、多波束等需求,设计了一款高集成、小型化的瓦片式八波束接收组件,该组件基于多层印制板技术,纵向实现了众多有源器件以及八套波束合路网络高密度布局,实现了组件的高集成化;针对组件的八波束合成需求,基于Wilkinson功分器的形式设计了一款小型化的高效合路网络,在7.5~9 GHz范围内,其插入损耗小于13 dB,端口间隔离度小于-20 dB,输出驻波比小于1.2,通道间幅相一致性良好;为降低组件内部信号的传输损耗,对组件内部的垂直互联结构进行了建模分析,得到不同结构参数对其传输性能的影响,通过优化结构参数的方法实现信号的低损耗传输;在此基础上对组件进行了加工实现,经测试,在7.5~9 GHz范围内,组件输出通道增益大于18 dB,输出驻波比小于1.5,通道间相位一致性小于±5°,尺寸仅有80 mm×80 mm×7.66 mm。

同步辐射光源束流控制系统的设计

阐述针对束流监测系统需要对束线位置进行精确测量和控制,设计一种通用数字信号处理系统。通过采用Xilinx的ZYNQ-7045芯片,使数字电路兼具FPGA并行处理能力和ARM灵活计算能力。

An active-passive beam current transformer

In this article,a new type current transformer was developed using an active-passive circuit to improve low frequency response of the system without impairing high frequency response.The active-passive current transformer with In-flange was fabricated.Theoretical analysis,numerical simulations and experimental results are given.

半球谐振陀螺四次谐波质量调平方法

半球谐振陀螺关键指标频率裂解值直接影响陀螺性能,需要通过调平降低半球谐振子环向质量分布四次谐波分量,从而获得极小的频率裂解值。针对上述需求,分析半球谐振子环向质量不均匀分布情况,指出四次谐波质量是频率裂解产生的主因,建立半球谐振子频率裂解值与四次谐波质量的关系,分析频率裂解值对陀螺性能的影响。仿真研究半球谐振子质量去除位置与频率裂解的关系,给出调平方法。针对裸半球谐振子设计化学调平方法并完成实验,实现频率裂解值由2380.7mHz降低至7.2mHz;设计离子束调平方法并完成实验,实现频率裂解值由89.9mHz降低至1.4mHz;针对镀膜后装配的半球谐振子,设计离子束调平方法,实现频率裂解值由9.96mHz降低至0.15mHz,优于导航级半球谐振陀螺要求的0.5mHz。

一种数字波束赋形的数字基带移相电路设计

数字基带移相电路是数字波束赋形电路的重要组成部分。分析了数字波束赋形电路中基带信号的相位控制方法,基于FPGA平台设计了一种数字基带移相电路,该电路通过AHB接口获取相位控制字,根据相位控制字的大小调节FIFO存储器中信号的缓存时间来达到相位调节的目的。AHB接口的高速能力使得移相参数的调节具有实时性,结合FPGA并行运算的优势,可以同时对多通道数字基带信号进行相位调节。在集成设计环境Vivado平台上使用Verilog语言对移相电路进行设计,通过在线逻辑分析仪测试验证了设计的可行性。

建筑玻璃遮阳系数检测仪控制系统设计

建筑玻璃遮阳系数检测仪大多基于双光束分光光度计。针对双光束分光光度计体积较大、成本较高的问题,设计了基于单光束分光光度计的建筑玻璃遮阳系数检测仪的硬件电路及软件控制部分。实验结果表明:紫外可见光区滤光片标准物质的透射率误差在±0.3%以内,紫外可见近红外光区的误差在±0.5%以内,透射率的重复性均在0.15%以内。该设计实现了降低成本、缩小体积的目的,且达到基于双光束分光光度计检测仪的指标要求。

一种可实现增益、带宽独立调控的低噪声MEMS加速度计接口电路设计

为了进一步满足振梁式加速度计(VBA)对前端放大接口电路增益、带宽以及噪声的更高要求,提出了一种适用于硅微振梁式加速度计的可实现增益、带宽独立调控的低噪声前端放大接口电路。该设计基于T型接口电路的两级拓扑结构,有效解决了增益、带宽和噪声之间的制约问题。通过仿真与实验结果表明,该设计在等效跨阻增益为40MΩ的前提下,最终实现了带宽为410kHz、相位误差为1.2°、等效输入电流噪声密度为8.9fA/√Hz。基于该设计的实验样机在上电稳定后1h零偏不稳定性达1.156μg,相较于传统一级跨阻接口电路减小了49.2%(2.274μg),验证了该新型接口电路的可行性和优越性。

100 kV/25 mA低纹波高压直流电源研制

百千伏高压直流电源广泛应用于电子束产生与应用领域。高压直流电源电压纹波是影响束流品质的重要因素之一。某型等效阻抗为4 MΩ的电子枪对加载电压提出峰峰值高压纹波不超过0.06%,同时实现较小高压储能以减小打火时电子枪损伤风险,基于全桥逆变和双极性Cockcroft-Walton倍压电路设计了一种不对称电容布局的高压直流电源,在分析储能与纹波、倍压效率关系基础上给出了倍压电路参数简化设计方法,实验结果表明,不额外采用滤波网络,在25 kHz逆变频率、100 kV/25 mA输出条件下纹波系数优于0.06%,相比于传统设计方法,所需高压储能可降低12%以上。

用于集成电路制造中良率监控的国产化电子束缺陷检测设备

电子束缺陷检测设备是集成电路制造中不可或缺的良率监控设备。其基本原理是结合扫描电镜成像技术、高精度运动控制技术、高速图像数据处理和自动检测分类算法等,在集成电路制造环节对晶圆及集成电路的物理缺陷和电性缺陷进行检测。为填补此类设备国产化空白,通过自主研发,突破了高分辨力大视场扫描成像、三维高精度定位补偿、智能化缺陷检测和分类等技术难点,研发了国产化电子束缺陷检测设备并应用于集成电路产线,填补了国内空白,为推动我国集成电路领域检测技术的发展起到了重要作用。

用偏压法拉第筒测量强流脉冲离子束

分析了偏压法拉第筒测量强流脉冲离子束的原理和影响测量准确度的主要因素 ,研制了一种结构简单的偏压离子法拉第筒阵列 ,利用该装置测量了 2 0 0 k V小型强流脉冲离子束源的束流密度分布 ,束流中心密度最大值约为 1 70 A/cm2 。

聚焦离子束刻蚀性能的研究

对聚焦离子束 (FIB)的基本刻蚀性能进行了实验和研究 .通过扫描电镜对 FIB刻蚀坑的观测 ,给出了在不同材料上 (硅、铝和二氧化硅 ) FIB的刻蚀速率及刻蚀坑的形貌同离子束流大小的关系 .由于不同材料的原子结合能、原子量及晶体结构等因素对离子束溅射产额的影响 ,从而影响着离子束的刻蚀速率 ;随着离子束流的增大 ,刻蚀速率并非线性增加 ,且刻蚀坑的形貌越来越不均匀 。

串级二极管工作过程的电路分析

介绍了利用串级二极管产生大面积脉冲硬X射线的基本原理,建立了串级二极管的等效电路模型,分析了二极管串联工作过程,通过模拟计算给出了串级二极管工作过程的影响因素。串级二极管分压过程分为电容分压、阻抗和容抗分压、真空击穿后动态平衡及阻抗分压四个阶段,二极管电容和真空击穿电压是影响二极管串联初始阶段分压的主要因素,二极管的阻抗变化过程和二极管间隙的击穿时间差决定二极管分压的一致性。

半导体激光器的音频信号处理系统设计

为了解决传统音频信号处理系统处理音频信号时存在的误差较高、耗时较长等问题,提出设计半导体激光器的音频信号处理系统。选择ARMCortex-M3内核的STM32F103C8T6芯片进行主控制器的设计;采用7路650 nm的半导体激光器发射激光束,激光接收管接收到激光束信号后传送到主控制器,该信号在主控制器中经过运算处理,输出不同音频信号到音频处理TDA7279芯片驱动电路中;结合软件识别程序设计,完成了半导体激光器的音频信号处理系统设计。实验结果表明:采用所提系统处理音频信号的误差仅为0.1%,且识别速度较快。

相控阵雷达分布式波控系统设计

讨论了相控阵雷达波控系统的设计方法及相关问题 ,针对波控的特点研制了专用大规模波控集成电路 ,实现了大型相控阵雷达体积小、控制灵活。

数字直接制版系统的激光扫描成像设计

提出了数字直接制版系统激光扫描成像结构,设计了基于数据单元分割的多链路激光扫描成像系统。建立了激光光束动态控制模型,设计了低畸变聚焦光学系统,设计制作了光栅光阀调制器,实现了单束1Mbit/s以上的高速率、高功率激光调制,使多路输出光强稳定一致。首次提出了基于机械运动的动态反馈补偿电路技术,自适应调整数据扫描速率,保证了成像速度与各像素点灰度的均匀性、各像素点尺寸和距离的一致性。实现了高分辨率、高网点还原率与高重复精度的数字直接制版系统。

256×256 Si微透镜阵列与红外焦平面阵列单片集成研究

基于标量衍射理论设计了 8位相菲涅尔衍射微透镜阵列 .利用多次曝光和离子束刻蚀技术在大规模面阵( 2 5 6× 2 5 6) Pt Si红外焦平面阵列的背面制作了单片集成微透镜阵列样品 (单元面积为 3 0μm× 4 0μm ) .测试结果表明 ,单片集成微透镜的红外焦平面阵列样品的信噪比提高了 2 .0倍 .

连续梁的压电分流阻尼模型

建立具有压电分流阻尼的连续梁的动力学基本方程,推导出适用于各种不同分支电路构型的广义传递函数,并推导出对应于三种不同分支电路的电器元件最优参数表达式。对三种不同分支电路的减振特性进行理论分析和比较。分析结果表明,LR并联和LR串联分支电路可以有效地减小振动幅值,并具有相同的减振效果。在LR-C并联分支电路中,通过附加一个电容,可以减小最优设计时所需的电感值,但是减振效果降低。本文为连续梁的压电分流阻尼系统的减振设计提供了有效的方法。

基于压电分支阻尼的多模态电路被动控制的研究和应用

该文对基于压电阻尼技术的结构多模态振动控制进行了探讨和研究,从理论上对其能量转换技术,即压电阻塞电流分支电路原理及其优化电路进行了分析和说明。最后以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁结构为例,设计了相应的阻塞电流分支电路,并对该结构的一阶和二阶模态振动控制进行了实验研究和数据分析。结果表明:可以对2个振动模态同时进行衰减,减振效果良好。

梯形结构高功率扩展互作用速调管

对平面梯形结构多间隙谐振腔的模式分布、特性阻抗、耦合系数以及工作稳定性进行了研究.在此基础上给出了W波段高峰值功率扩展互作用速调管高频互作用系统设计,并采用三维粒子模拟(PIC)技术对电子的速度调制、群聚及其与高频场的相互作用和能量转换等物理过程进行了研究,定量给出了放大器的功率、带宽、效率以及增益等关键技术指标.PIC结果显示:在中心频率94.52 GHz以及电压16 k V、电流0.6 A的电子注参数下,最大输出功率达到1.8 k W,相应的增益和电子效率分别为47.7 d B和19.4%;扫频结果显示瞬时3 d B带宽为210 MHz.