基于改进SuperPoint与线性转换器的可见光红外匹配算法

针对可见光和红外图像的异源图像匹配难度大、误匹配率高的问题,提出一种基于改进SuperPoint与线性转换器的深度学习匹配算法。首先在SuperPoint网络结构的基础上,引入特征金字塔的思想构建特征描述分支,基于铰链损失函数进行训练,从而较好地学习可见光与红外图像多尺度深层次特征,增大图像同名点对描述子的相似度;在特征匹配模块,利用线性转换器对SuperGlue匹配算法进行改进,聚合特征以提高匹配性能。在多个数据集上对所提算法进行实验验证,结果表明,与现有的算法相比,所提算法获得了更好的匹配效果,提高了匹配准确率。

基于FPGA的高精度时间数字转换器设计与实现

高精度时间间隔测量是激光测距、雷达、示波器等多种科学和工程领域中的关键技术。为了提高测量的精确度,使用FPGA器件抽头延迟链实现高精度时间数字转换器(TDC),通过脉冲计数法和抽头延迟线法实现完整时钟周期和非完整时钟周期的测量,并提出一种使用锁相环(PLL)动态调相功能测量延迟链精度的方法,PLL调相精度为15.625 ps,通过多级延迟链级联取平均值的方式减小PLL调相精度引入的测量误差,最小测量误差为0.3125 ps。以紫光同创Logos2系列FPGA芯片实现TDC的设计,仿真验证和板级测试结果证明,使用50级延迟链能实现非完整时钟周期的测量,测量精度为71 ps,TDC时间间隔测量范围小于4.2950 ms。

汽轮机电液转换器卡涩现象及运行调节方法

汽轮机电液转换器在长期运作过程中常出现卡涩现象,这一现象会影响设备性能,还会带来一系列安全隐患和维护成本的上升。本文将围绕汽轮机电液转换器卡涩现象的原因进行深入分析,探讨其对汽轮机性能、生产安全及设备寿命的影响,进而提出一系列针对性的运行调节方法。文章重点分析了优化工作条件、定期保养与检查调节、故障诊断与应急处理方法等方面的有效措施,同时强调加强运行数据分析与反馈机制的重要性,以实现对卡涩现象的早期预警和防范。

一种高线性度高精度的ZOOM模数转换器设计

高线性度、高精度的模数转换器(ADC)在传感器应用中具有重要作用。设计了一款针对低频信号检测的ZOOM ADC,其带宽为1 kHz。该ADC架构结合了5 bit的SAR ADC和12 bit的二阶增量型Sigma Delta ADC,利用增量型Sigma Delta ADC的周期性复位特征及采样前端引入的采样保持模块,提升了整体ADC的线性度。在SAR ADC设计中,采用了基于共模电压的电容开关时序的数模转换器(DAC)阵列;在增量型Sigma Delta ADC设计中,采用高能效电流饥饿型运算放大器进行积分器设计,有效降低了系统功耗。采用SMIC 40 nm工艺,系统时钟为256 kHz, 1 kHz带宽下的信噪比为93.2 dB、有效位数为15.19 bit。等间隔输入模拟直流信号,ZOOM ADC的输入输出曲线呈现出良好的线性度。

Delta-Sigma A/D转换器原理及其PSpice仿真

为了深入理解Delta-Sigma A/D转换器的工作原理,合理地使用这类A/D转换器产品,或者用FPGA实现自己的Delta-Sigma A/D转换器设计。采用PSpice仿真软件进行模拟仿真的方法,对不同幅度的输入信号进行了一阶Delta-Sig-ma A/D转换器仿真实验,获得了与理论相一致的结果。通过对元件的参数扫描仿真为实际电路设计中元件的选择提供了实验依据。仿真实验过程完整,易于重复,与纯数学推导相比,仿真具有直观的特点。

宽波段大视角液晶偏振转换器研究进展

偏振转换器能够通过对入射光偏振态的动态调控间接实现几何相位型多功能光学器件光学响应特性的动态可调。基于液晶的偏振转换器具有调控效率高、调控面积大、紧凑化程度高等诸多优势,是目前应用较为广泛的偏振转换器。本文围绕偏振转换效率、工作波段、视场角3个核心参量,系统介绍了液晶偏振转换器最新的研究进展,分别给出了典型液晶偏振转换器和大视角宽波段液晶偏振转换器的详细结构和性能表现,同时介绍了液晶偏振转换器工作波段和视角的拓展方法。该项工作能够为液晶偏振转换器结构设计与应用提供必要的参考,同时为基于几何相位或新型相位调控模式的研究提供一些思路。

基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺的4GS/s、14 bit数模转换器

基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺,设计了超高速高精度数模转换器(DAC),其时钟采样率为4 GS/s、精度为14 bit。为满足4 GHz处理速度,该DAC中所有电路均采用异质结晶体管(HBTs)搭建。为了降低功耗和节约面积,本设计采用10+4分段译码的方式,其中低10位电流舵使用R-2R梯形电阻网络,而高4位使用温度计码结构。仿真结果表明,所设计DAC的DNL、INL分别为0.54 LSB和0.39 LSB,全奈奎斯特频域内的无杂散动态范围均大于82 dBc。在3.3 V和5 V混合电源供电下,整个DAC的平均功耗为2.39 W。芯片总面积为11.22 mm^(2)。

基于改进蜜獾算法的波能转换器阵列优化

针对波浪能转换器(WEC)阵列发电效率提升问题,提出一种基于改进蜜獾算法的三系WEC阵列优化方法.首先,为克服原始蜜獾算法(HBA)收敛速度慢、收敛精度低等缺陷,引入佳点集初始化、混沌机制和蜜獾种群变异3种策略对原始HBA进行改进.此外,为了验证改进蜜獾算法(IHBA)的先进性和有效性,开展2个浮标、10个浮标和20个浮标3个不同规模的WEC阵列优化实验.2浮标阵列仿真结果表明,WEC阵列优化存在多组最优解,且IHBA、HBA、遗传算法和粒子群优化算法都能以不同速度找到最优解.然而,随着WEC阵列规模的增大,3种对比算法都会陷入局部最优解.相反地,IHBA依然表现出较强寻优能力并能搜寻到全局最优解.最后,IHBA所获10浮标和20浮标的阵列q因子分别高达1.059和0.968,远优于其他3种算法.

一种高速A/D转换器时域重构技术研究

A/D转换器在航空航天系统中的重要元器件,随着器件转换时钟频率不断提高而其工作环境不断恶化,如何准确测试其时间参数对于全面评价A/D转换器性能特别重要。目前对于高速A/D转换器时间参数测试,主流方法是通过示波器直接测试其输出,该方法对于示波器采样速度要求比较高。文章提出一种高速A/D转换器时域重构技术,可以通过计算机数字信号处理方法来实现高速A/D转换器时间参数测试,同时避免对示波器采样速度的依赖。同时,在研究高速A/D转换器时域重构技术方法及其应用的基础上,通过了相关试验验证。

一种低转换比且效率超90%的混合式转换器

针对低转换比降压转换器的需求,提出了一种三电流通路(3CP)混合式电压转换器,并且为了提高轻载下转换器的转换效率,提出了一种轻重负载下的工作模式切换方法。由此实现了在低电压转换比的应用场景下,在全负载范围内均实现高转换效率:采用提出的方法,实现了一款基于CSMC180工艺的混合式DC/DC降压型转换器,其中输入电压为5 V,输出电压为0.6V,带负载能力为1 A。实验结果显示,应用此方法的转换器的峰值转换效率可超过90%。

基于改进秃鹰优化算法的海上混合光伏波浪能转换器阵列优化

近年来,海上能源发电技术备受瞩目,一种新兴趋势是将波浪能转换器(wave energy converter,WEC)与海上光伏(offshore floating photovoltaic,OFPV)相结合,形成混合光伏-波浪能转换器系统(hybrid PV-wave energy converter,HPV-WEC)。HPV-WEC具有提高海上空间利用率,降低成本以及实现功率稳定输出等优势。为了充分利用HPV-WEC系统之间的协同效应,在不增加新设备的情况下提高能源产量,提出了一种基于改进秃鹰优化算法(improved bald eagle search algorithm,IBES)的HPV-WEC阵列布局优化策略。IBES结合了莱维飞行策略和模拟退火(simulated annealing,SA)机制,以平衡局部开发和全局探索之间的关系。为了评估IBES在优化HPV-WEC阵列方面的有效性,进行了5个浮标和8个浮标规模的阵列优化,并将IBES与其他5种算法进行了比较。实验结果表明,IBES表现出实现最大总功率输出并具有显著的收敛特性。

聊天生成预训练转换器在慢性病护理中的应用及方法

ChatGPT中文名为聊天生成预训练转换器(chat generative pre-trained transformer,ChatGPT),是由OpenAI公司开发的人工智能产品,是一种基于深度学习技术的自然语言处理(nature language processing,NLP)智能工具。自2022年12月上线以来,2个月活跃用户数已达1个亿,成为历史上增长最快的消费者应用程序。

基于液晶包层平板光波导的偏振转换器设计

基于液晶的动态可调偏振转换器具有大调制幅度、低功耗的优势,在片上集成系统具有重要的研究意义。然而现有的液晶偏振转换器存在传输损耗大、液晶分子难取向的问题。为此,本文提出了一种基于液晶包层平板光波导的偏振转换器。首先基于液晶各向异性与4层波导理论,构建了满足液晶包层平板光波导物理特性的偏振转换分析模型,厘清偏振转换发生的内在机理为液晶分子场致转动引起的波导内模式耦合。而后通过精确求解耦合状态下波导模式的传播常数和光场分布,提出一种适合于液晶包层平板光波导的偏振转换分析方法,总结出偏振转换效率及最小转换长度的理论公式,并掌握了模式耦合对偏振转换效率的影响规律。最后综合优化各层波导参数得到了一组可实现高偏振转换效率的器件参数,分析了芯层厚度、取向层厚度和电极长度偏差对转换效率的影响。结果表明,本文设计的液晶包层平板光波导偏振转换器可在0.2 V的驱动电压变化下实现转换效率在0%~99.98%的连续可调。

基于方形开口环的太赫兹偏振转换器设计

基于方形开口环与金属棒组合的超材料结构,提出一种新型透射式太赫兹偏振转换器件。研究了基本结构单元的不同组合方式对偏振转换特性的影响,并通过优化结构单元的相关参数,提高了偏振转换功能的工作带宽。最终在0.45~1.30 THz范围内实现了高效的X-Y方向交叉极化偏振转换,有望用于集成化太赫兹偏振转换器件的研究和应用中。

一种用于音频应用的高动态范围高精度模数转换器

提出了一种应用于音频应用的Zoom型模数转换器,采用一个5位异步逐次逼近式(Successive Approximation Register,SAR)模拟数字转换器(Analog to Digital Converter,ADC)与3阶多位量化离散时间的Delta-Sigma调制器相结合,通过SAR ADC进行粗量化、Delta-Sigma调制器进行精细量化的方式,实现高的动态范围和精度。该Zoom型模数转换器采用0.18μm CMOS工艺实现,仿真结果表明,在1.8 V电源电压和3.072 MHz采样频率下,实现了109.34 dB的信号噪声失真比(Signalto-Noise-and-Distortion Ratio,SNDR),17.87 bits的有效位数(Effective Number of Bits,ENOB),112.7 dB的动态范围(Dynamic Range,DR),整体电路功耗为3.73 mW。

基于ZYNQ的多接口协议转换器设计与实现

为满足车内各类驱动设备数量剧增以及车载网络对高可靠性的需求,基于ZYNQ设计了一种多接口协议转换器。转换器与底层设备之间采用星型连接,以ZYNQ芯片为核心,搭建以太网以及CAN通信接口电路;基于FPGA使用Verilog HDL语言设计了以太网和TTCAN软核,基于ARM设计了以太网与多路TTCAN的数据转换程序,基于BRAM传输机制实现了ARM与FPGA之间的数据交互。实验表明:该协议转换器能够实现以太网与多路TTCAN之间的协议转换,实现TTCAN的时间触发功能,提高了通信的实时性。采用星型TTCAN连接代替总线架构,提高了通信可靠性,对车载网络发展具有意义。

圆波导TM_(01)模式转换器中TE_(11)和TE_(21)模式对圆波导耦合器耦合度的影响

为了准确地测量出圆波导耦合器的耦合度,文章研究了圆波导TM_(01)模式转换器中TE_(11)和TE_(21)模式对耦合度的影响。依据圆波导中TM_(01)、TE_(11)和TE_(21)模式场分布的特点,用CST仿真研究了TE_(11)或TE_(21)模式的含量对耦合度分散性的影响。采用仿真和实验测量,对测量过程中两个模式转换器之间的相对角度对耦合器中出现的模式以及耦合度分散性的影响进行了研究。结果表明,随着耦合器中TE_(11)或TE_(21)模式含量的增加,耦合度的分散性也随之增加;用矩形TE10转圆波导TM_(01)模式转换器测量耦合度时分散性较大,并且当两个模式转换器之间的相对角度为0°或180°时,耦合器中会出现少量的TE_(21)模式,而相对角度为90°或270°时耦合器中会出现少量的TE_(11)模式;用同轴TEM转圆波导TM_(01)模式转换器测量耦合度时,耦合器中几乎不含有TE_(11)模式和TE_(21)模式,且耦合度的分散性较小;对比两种不同类型的圆波导TM_(01)模式转换器在耦合度测量中的仿真与实验结果,文章认为采用平均耦合度可以较好地消除耦合度分散性,更能反映耦合器的真实耦合度。该研究工作为准确标定耦合器耦合度提供了新的测试方法与依据。

音频Delta-Sigma数模转换器中高性能数字前端模块设计

为适应现代便携式音频设备高音质、微型化与低功耗的要求,提出一种面积优化的高精度delta-sigma数模转换器数字前端模块设计.采用改进型公共子式消除(CSE)算法构建有限冲击响应(FIR)内插滤波器,增加公共子式的利用率,以降低系统硬件开销与芯片面积;并采用一种新型双向循环移位数据加权平均(DCS-DWA)技术,可在不引入寄生音调的前提下抑制三阶四比特量化Delta-Sigma调制器的匹配误差,提高了系统的信噪失真比(SNDR).该模块在中芯国际0.18μm 1P6M标准CMOS工艺下流片,核心芯片面积为0.42mm2,峰值SNDR与动态范围(DR)分别达到103.2dB和104.4dB.在1.5V电源电压下,系统功耗为0.12mW.以上结果表明主要的设计目标均已实现.

旋转导向钻井系统三肋流道转换器设计研究

旋转导向钻井系统是目前广泛应用的定向钻井工艺技术系统,流道转换器是该系统的关键机械零件,具有仪器内流道转换、电气连接等功能。针对流道转换器的功能需求,设计了一种三肋形式的流道转换器结构,并采用CFD方法对其进行全三维数值模拟,分析了流道转换器内流场情况,依据分析结果对流道设计进行了改进。研究发现:流道转换器出口总压分布均匀,但流体流线较乱,且流经流道转换器的液体压力损失仍较大,在优化倒角后压力损失有所降低。通过结构设计与仿真分析,完成三肋流道转换器的选材及结构定型,最终完成三肋流道转换器的研制。

基于非线性摆杆刚度机构的点吸式波能转换器

为了稳定捕获海洋低频波能,设计了一种基于非线性摆杆刚度机构的点吸式波能转换器.通过在摆杆间添加简单的拉伸弹性元件,制作了紧凑的摆杆刚度装置.对非线性刚度结构进行了受力分析,结合Cummins方程,建立了非线性波能转换器的时域动力学模型,并分析了规则波作用下点吸式波能转换器的波能转换特性.数值仿真结果表明,引入合适的非线性摆杆刚度机构可以提升系统在波浪激励下的运动响应,降低系统在波浪激励下运动响应峰值对应的频率,从而提高系统对于低频能量的捕获效率.