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高频滤波器

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高频滤波器相关的资讯

  • 【新品发布】Moku:Go 仪器套件新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器功能
    【新品发布】Moku:Go 仪器套件新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器功能Moku:Go提供全面的便携式实验室解决方案,不仅集成了工程实验教学所需的仪器套件,还可满足工程师和学生测试设计、研发等项目。Liquid Instruments最新发布Moku:Go应用程序,新增数字滤波器、FIR滤波器生成器、锁相放大器三个仪器功能。用户现在可以使用数字滤波器来创建IIR滤波器,使用FIR滤波器生成器来设计FIR滤波器,使用锁相放大器从噪声环境中提取已知频率的信号。这一更新使Moku:Go上集成的仪器总数达到了11种,将面向信号与系统等方向提供更完善的实验教学方案,不仅使电子信息工程、电气工程、自动化控制等学科教学进一步受益,并扩展到物理学、计算机科学等领域。数字滤波器数字滤波器作为设计和创建无限冲激响应(IIR)滤波器的常用工具,用户能够创建参数可调的高达8阶的低通、高通、带通和带阻IIR滤波器。这对噪声过滤、信号选择性放大等很有用。此外,Moku:Go的数字滤波器还集成示波器和数据记录器,有助于解整个信号处理链的参数变化,并轻松采集记录这些信号随时间的变化。 FIR滤波器生成器利用Moku:Go的FIR滤波器生成器,用户可以创建和部署有限冲激响应(FIR)滤波器。使用直观的用户界面,在时域和频域上微调您的滤波器的响应。锁相放大器作为第yi个在教育平台上提供的全功能锁相放大器设备,Moku:Go的锁相放大器满足更高级实验教学,如激光频率稳定和软件定义的无线电(Software Defined Radio,SDR)等。作为Liquid Instruments的Moku:Lab和Moku:Pro的旗舰仪器,Moku:Go增加了锁相放大器,使学生在其职业生涯中与Moku产品一起成长。其他更新和即将推出功能在此次更新中,Moku:Go也新增了对LabVIEW应用接口的支持,确保用户易于集成到更复杂的现有实验装置中。今年,Liquid Instruments计划进一步扩大软件定义的测试平台。届时,Moku:Go将在现有的逻辑分析仪仪器上增加协议分析,还将提供“多仪器并行模式”和“Moku云编译(Cloud Compile)”。多仪器模式允许同时部署多个仪器,以建立更复杂的测试配置,而Moku云编译使用户能够直接在Moku:Go的FPGA上开发和部署自定义数字信号处理。这些更新预计将在今年6月推出,将推动Moku:Go成为整个STEM教育课程的主测试和测量套件。目前Moku:Go的用户已经可以通过更新他们的Moku桌面应用程序来访问数字滤波器、FIR滤波器生成器和锁相放大器仪器功能。您也可以联系我们免费下载Moku桌面应用程序体验Moku:Go仪器演示模式。Liquid Instruments基于FPGA的平台的优势,将Moku:Lab和Moku:Pro上的仪器快速向下部署到Moku:Go上,并以可接受的成本提供一致的用户体验。如果您对Moku:Go 在数字信号处理、信号与系统、控制系统等教学方案感兴趣,请联系昊量光电进一步讨论您的应用需求。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商,代理品牌均处于相关领域的发展前沿;产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等优质服务。
  • 德州仪器推出独立式有源EMI滤波器IC 支持高密度电源设计
    2023年3月28日,德州仪器 (TI)(纳斯达克股票代码:TXN)宣布推出业内先进的独立式有源电磁干扰 (EMI) 滤波器集成电路 (IC),能够帮助工程师实施更小、更轻量的 EMI 滤波器,从而以更低的系统成本增强系统功能,同时满足 EMI 监管标准。随着电气系统变得愈发密集,以及互连程度的提高,缓解 EMI 成为工程师的一项关键系统设计考虑因素。得益于德州仪器研发实验室 Kilby Labs 针对新概念和突破性想法的创新开发,新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品系列可以在单相和三相交流电源系统中检测和消除高达 30dB 的共模 EMI(频率范围为 100kHz 至 3MHz)。与纯无源滤波器解决方案相比,该功能使设计人员能够将扼流圈的尺寸减小 50%,并满足严苛的 EMI 要求。更多有关德州仪器新的电源滤波器 IC 产品组合的信息,请参阅TI.com/AEF。   德州仪器开关稳压器业务部总经理 Carsten Oppitz 表示:"为了满足客户对更高性能和更低成本系统的需求,德州仪器持续推动电源创新,从而以具有成本效益的方式应对 EMI 设计挑战。我们相信,新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品组合将进一步助力工程师解决他们所面临的设计挑战,并大幅提高汽车、企业、航空航天和工业应用中的性能和功率密度。"   显著缩减系统尺寸、重量和成本,并提高可靠性   如何实施紧凑和高效的 EMI 输入滤波器设计是设计高密度开关稳压器时的主要挑战之一。通过电容放大,这些新的有源 EMI 滤波器 IC使工程师能够将共模扼流圈的电感值降低多达 80%,这将有助于以具有成本效益的方式提高机械可靠性和功率密度。   新的有源 EMI 滤波器 IC 系列包括针对单相和三相商业应用的 TPSF12C1 和 TPSF12C3,以及面向汽车应用的 TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1。这些器件可有效降低电源 EMI 滤波器中产生的热量,从而延长滤波电容器的使用寿命并提高系统可靠性。   新的有源 EMI 滤波器 IC 包括传感、滤波、增益、注入阶段。该 IC 采用 SOT-23 14 引脚封装,并集成了补偿和保护电路,从而进一步降低实施的复杂性并减少外部组件的数量。   减轻共模发射以满足严格的EMI标准   国际无线电干扰特别委员会 (CISPR) 标准是限制电气和电子设备中 EMI 的全球基准。TPSF12C1、TPSF12C3、TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 有助于检测、处理和降低各种交流/直流电源、车载充电器、服务器、UPS 和其他以共模噪声为主的类似系统中的 EMI。工程师将能够应对 EMI 设计挑战,并满足 CISPR 11、CISPR 32 和 CISPR 25 EMI 要求。   德州仪器的有源 EMI 滤波器 IC 满足 IEC 61000-4-5 浪涌抗扰度要求,从而大幅减少了对瞬态电压抑制 (TVS) 二极管等外部保护元件的需求。借助 PSpice® for TI 仿真模型和快速入门计算器等支持工具,设计人员可以轻松地为其系统选择和实施合适的元件。   德州仪器始终致力于通过持续的突破性成果进一步推动电源发展,例如,低 EMI 电源创新可帮助工程师缩减滤波器尺寸和成本,同时显著提高设计的性能、可靠性和功率密度。   封装及供货情况   车规级TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 现已预量产,仅可从 TI.com.cn 购买,采用 4.2mm x 2mm SOT-23 14 引脚封装。2023 年 3 月底,商用级 TPSF12C1 和 TPSF12C3 的预量产产品将可通过 TI.com.cn 购买。TPSF12C1QEVM 和 TPSF12C3QEVM 评估模块可在 TI.com.cn 上订购。TI.com.cn 提供多种付款方式和配送选项。德州仪器预计各器件将于 2023 年第二季度实现量产,并计划在 2023 年晚些时候发布另外的独立式有源 EMI 滤波器 IC。
  • 5G时代到来,岛津助力基站陶瓷滤波器及导电银浆工艺研究和生产
    背景简介5G技术是第五代移动通信技术的简称,相较于4G技术,具有高传输速率、低时延、超大网络容量等特点。2019年是中国5G商用元年,先期5G架构的搭建会集中在基站建设。而5G信号频段高,穿透能力差,传输距离短,覆盖能力弱,因此5G基站数量将远大于4G。在国家“新基建”推动下,三大通信运营商计划2020年在国内建设5G基站50万个。5G时代,基站天线设计集成化,用于信号处理的射频部件有了较大改变,其中的每个天线滤波器所需数量倍数增加,因而重量轻、体积小的陶瓷介质滤波器将成首选,逐步替代现有金属腔体滤波器。 陶瓷介质滤波器生产工艺?行业面临的技术难点及要求 岛津助力研究生产测试方案岛津具备多种表征及测试设备,能帮助企业研究陶瓷滤波器生产工艺提供必要手段。 岛津特色应用 金属化步骤中导电银浆生产及工艺研究测试方案其中金属化步骤中所需导电银浆,为了保证其均匀性、流平性,银浆的配方、制备工艺及生产也需得到研究及控制。银浆生产企业需要特别关注。 更多详细信息,请联系岛津。
  • 上海微系统所实现集成3D打印编码滤波器的超导单光子光谱仪
    近日,中科院上海微系统所尤立星、李浩团队,陶虎团队以及上海交通大学王增琦团队合作,结合超导纳米线单光子探测技术、双光子3D打印编码滤波技术、计算重构技术等实现单光子计数型光谱分析仪。相关成果以“Superconducting Single-Photon Spectrometer with 3D-Printed Photonic-Crystal Filters”为题于2022年9月27日在线发表在中科院一区学术期刊ACS Photonics上,并被选为当期副封面论文。 图1 集成3D-打印滤波器的超导单光子光谱仪概念图   光谱作为物质的指纹,是人类认知世界的有效手段,在科学研究、生物医药等领域已经有了较为普遍的应用。目前,在单光子源表征、荧光探测、分子动力学、电子精细结构等领域的光谱测量,已经达到了量子水平,例如,在生物、化学和纳米材料领域需要对单个原子、分子、杂质等微弱光谱进行探测分析,这些光谱覆盖范围广,强度弱,因此,对宽谱、高灵敏度、高分辨率的光谱探测器存在迫切需求。   传统的半导体探测器如光电倍增管(PMT)、雪崩二极管(SPAD)等虽然实现了单光子灵敏度的探测,但是存在近红外探测效率低,噪声大,探测谱宽有限等问题。近年来快速发展起来的超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其高效率(90%)、低暗计数(0.1cps)、低抖动(~3ps )、宽谱(可见~红外)的优异性能,在众多领域都得到了应用。将SNSPD集成到光谱分析仪中,不仅能够实现极弱光的光谱测量,还具备非常宽的工作范围,在量子信息技术、天文光谱、分子光谱等领域具有重要的应用价值。该工作中,合作团队利用超导单光子探测器的高效、宽谱等性能优势,首先设计制备4*4阵列型偏振不敏感超导单光子探测器,然后借助双光子3D打印技术的灵活性在每个探测器像元上制备光子晶体编码滤波器,最后通过分析探测像元光谱响应特性等建立了计算光谱重构问题的数学模型,最终实现光子计数型光谱分析仪。   文中该光谱分析仪工作范围覆盖 1200~1700nm,灵敏度达到-108.2dBm,分辨率~5nm。相比当前商业光谱仪的灵敏度(一般灵敏度在-60~90dBm),具有两个数量级以上的提升,为单光子源表征、前沿天文光谱学、荧光成像、遥感、波分复用量子通信等微弱光谱分析领域的研究提供了有效的解决方案。论文第一作者为上海微系统所博士研究生肖游,第二作者为上海微系统所博士研究生维帅,第三作者为上海交通大学徐佳佳。通讯作者为上海微系统所陶虎研究员、李浩研究员、尤立星研究员。该研究得到了国家自然科学基金(61971408 、61827823), 重点研发计划 (2017YFA0304000), 上海市量子重大专项 (2019SHZDZX01), 上海市启明星(20QA1410900)以及中科院青促会 (2020241、2021230)等项目的支持。论文致谢清华大学张巍教授、郑敬元博士的讨论。
  • 我国高温超导滤波系统实现规模商业应用
    记者10月22日从在清华大学召开的高温超导滤波技术成果鉴定会上获悉,我国自主研制、拥有完全自主知识产权的高温超导滤波系统首批产品订货已完成生产并交付用户使用,在全国16个省市区的通信装备上投入长期实际应用。这是我国高温超导应用研究的重大突破,标志着我国高温超导在通信领域已进入规模商业应用和产业化阶段。鉴定会专家对项目成果给予高度评价,鉴定意见指出,项目总体技术达到国际先进水平,为采用高温超导技术提高通信装备的抗带外干扰性能和电磁兼容性奠定了坚实的技术基础,为我国通信现代化作出了重大贡献。   据该项目负责人、清华大学物理系教授曹必松介绍,自1986年高温超导材料发现至今,26年来我国投入大量人力物力进行应用研究和技术攻关,其最终目的就是要实现高温超导材料的大规模商业应用。“这次高温超导滤波系统由最终用户采购,在全国16个省市区批量供货投入运行,与一般的研究或以试验为目的的应用完全不同,标志着经过长期不懈的研究,我国高温超导研究已经从实验室研究阶段发展到了面向最终用户的大规模商业应用。高温超导真正的实际应用已经成为现实。”   据了解,在微波频段,高温超导材料的电阻比普通金属低2—3个数量级,用超导薄膜材料制备的滤波器带内损耗小、带边陡峭、带外抑制好,具有常规滤波器无法比拟的、近于理想的滤波性能。“但是高温超导材料必须在其转变温度Tc以下才能实现其超导零电阻特性,所以高温超导滤波系统的研发难度非常大。我们和综艺超导科技有限公司共同研发的超导滤波系统是由超导滤波器、在零下200摄氏度工作的低噪声放大器和小型制冷机等部件组成的,具有极低的噪声和极好的频率选择性,可应用于各种无线通信装备,同时大幅提高灵敏度和选择性、提高抗干扰能力和探测距离等。”曹必松说。   2005年,在国家科研经费支持下,该项目组在北京建成了超导滤波系统移动通信应用示范基地,实现了小批量长期应用。为实现超导滤波系统在我国的规模化商业应用,在国家相关部门和各级领导支持下,清华大学和综艺超导科技有限公司的研究团队十余年如一日,艰苦奋斗,攻克了高性能超导滤波器和低温低噪声放大器设计制备技术、多通道超导滤波器性能一致性研制技术、满足装备苛刻使用要求的环境适应性技术和超导滤波系统集成技术等一系列技术难题,获得超导滤波技术授权发明专利10多项,于2009年12月完成了超导滤波系统产品样机的研制。   2010年1月至11月,在国家主管部门的组织下,由7个专业测试单位对超导滤波系统产品进行了全面性能测试,包括电性能测试,满足通信装备高低温、冲击、振动、低气压、盐雾、霉菌、湿热等苛刻使用要求的环境适应性试验,通信装备加装超导滤波系统前后的性能对比试验和用户长期试用等。   试验结果表明,超导滤波系统的全部性能都达到或超过了通信装备实际应用的技术要求。在通信装备上加装超导滤波系统前后的性能对比试验表明,超导滤波系统使重度干扰下原本无法工作的通信装备恢复了正常工作,使中度干扰下装备最大作用距离比原装备平均增加了56%。自2010年10月起,超导滤波系统在该型通信装备上投入长期运行,至今已连续无故障运行2年以上。   2011年1月19日,超导滤波系统通过了国家主管部门组织的技术鉴定,获得了在我国通信装备实际应用的许可。同年8月,综艺超导公司获得了首批5种型号超导滤波系统产品的订货合同,在全国10多个省市区推广应用。其他型号超导滤波系统产品也将在未来几年内陆续投入市场。   据介绍,综艺超导科技有限公司由江苏综艺股份有限公司等股东投资、在2006年成立的高新技术企业,公司设在北京中关村科技园区。目前,综艺超导已建成一流水平的超导滤波系统生产基地,并且已经顺利完成首批高温超导滤波系统批量生产和用户交付。   曹必松说,高温超导滤波技术在移动通信、重大科学工程和国防领域具有广阔的应用前景。为进一步推广超导滤波技术的应用,还需要攻克适应于各种不同通信装备应用要求的高难度的超导滤波系统设计、制备技术、适应于各种应用环境的环境适应性技术等研究难题。   与会专家认为,经过未来几年的努力,该技术将在更多无线通信领域获得大规模应用,并带动超导薄膜、制冷机、专用微波元器件等相关产业链的形成和发展,在我国形成一个全新的高温超导高技术产业,为我国通信技术的升级换代提供一种全新的、性能优异的解决方案。
  • 应用案例 |吸收光谱优化基于深度学习网络的自适应Savitzky Golay滤波算法
    Recently, a collaborative research team from Information Materials and Intelligent Sensing Laboratory of Anhui Province, Key Laboratory of Opto-Electronic Information Acquisition and Manipulation of Ministry of Education, and Shandong Normal University published a research paper titled Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy.近日,来自安徽大学、山东师范大学联合研究团队发表了一篇题为Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy的研究论文。研究背景 Research BackgroundNitrogen oxide (NO2) is a major pollutant in the atmosphere,resulting from natural lighting, exhaust, and industrial emissions. Short- and long-term exposure to NO2 is linked with an increased risk of respiratory problems. Secondary pollutants produced by NO2 in the atmosphere can cause photochemical smog and acid rain. Laser spectroscopy such as absorption spectroscopy, fluorescence spectrum, and Raman spectrum play progressively essential roles in physics, chemistry, biology, and material science. It offers a powerful platform for tracing gas analysis with extremely high sensitivity, selectivity, and fast response. Laser absorption spectroscopy has been used for quantitative analysis of NO2. However, the measured gas absorption spectra data are usually contaminated by various noise, such as random and coherent noises, which can warp the valid absorption spectrum and affect the detection sensitivity.氮氧化物(NO2)是大气中的主要污染物,源自自然光照、排放和工业排放。长时间暴露于NO2与呼吸问题的风险增加有关。NO2在大气中产生的二次污染物可能导致光化学烟雾和酸雨。激光光谱学,如吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱,在物理学、化学、生物学和材料科学中发挥着日益重要的作用。它为追踪具有极高灵敏度、选择性和快速响应的气体分析提供了强大的平台。激光吸收光谱已被用于NO2的定量分析。然而,测得的气体吸收光谱数据通常受到各种噪声的污染,如随机和相干噪声,这可能扭曲有效吸收光谱并影响检测灵敏度。The Savitzky–Golay (S–G) filtering algorithm has recently attracted attention for spectral filtering because it has fewer parameters, faster operating speed, and preserves the height and shape of spectra. Moreover, the derivatives and smoothed spectra can be calculated in a simple step. Rivolo and Nagel developed an adaptive S–G smoothing algorithm that point wise selects the best filter parameters. With simple multivariate thresholding methods, the S–G filter can remove all types of noises in continuous glucose monitoring (CGM) signal and further process for detecting hypo/hyperglycemic events. The S–G smoothing filter is widely used to smooth the spectrum of the Fourier transform infrared spectrum that can eliminate random seismic noise, remote sensing image merging, and process pulse wave.最近,Savitzky-Golay(S-G)滤波算法因其参数较少、操作速度较快且保留了光谱的高度和形状而受到关注。此外,可以在一个简单的步骤中计算导数和平滑的光谱。Rivolo和Nagel开发了一种自适应S-G平滑算法,逐点选择最佳滤波参数。通过简单的多变量阈值方法,S-G滤波器可以去除连续葡萄糖监测(CGM)信号中的所有类型噪声,并进一步用于检测低血糖/高血糖事件。S-G平滑滤波器广泛用于平滑傅立叶变换红外光谱的光谱,可消除随机地震噪声、遥感图像融合和脉动波的处理。The performance of S–G smoothing filter depends on the proper compromise of the polynomial order and window size. However,the noise sources and absorption spectra are unknown in a real application. Obtaining the optimal filtering effect with fixed window size and polynomial degree is difficult. To address this issue,we proposed an optimized adaptive S–G algorithm that combined the deep learning (DL) network with traditional S–G filtering to improve the measurement system performance. S–G 平滑滤波器的性能取决于多项式阶数和窗口大小的适当折中。然而,在实际应用中,噪声源和吸收光谱是未知的。在固定的窗口大小和多项式阶数下获得最佳的滤波效果是困难的。为解决这个问题,我们提出了一种优化的自适应S-G算法,将深度学习(DL)网络与传统的S-G滤波结合起来,以提高测量系统的性能。实验设置Experimental setupFig. 1 presents the experimental setup, which consists of anoptical source, a multi-pass cell with a gas pressure controller, a series of mirrors, a detector, and a computer. The laser source is a thermoelectrically cooled continuous-wave room-temperature quantum cascade laser (QC-Qube&trade , HealthyPhoton Co., Ltd.),which works with a maximum peak output power of 30 mW controlled by temperature controllers and operates at ~6.2 mm driven by current controllers. The radiation of QCL passes through theCaF2 mirror is co-aligned with the trace laser (visible red light at632.8 nm) using a zinc selenide (ZnSe) beam splitter. The beams go into the multipass cell with an effective optical path length of2 m, the pressure in multipass cell is controlled using the flow controller (Alicat Scientific, Inc, KM3100) and diaphragm pump (Pfeiffer Vacuum, MVP 010–3 DC) in the inlet and outlet of gas cell,respectively. A triangular wave at a typical frequency of 100 Hzis used as a scanning signal. The wave number is tuned from1630.1 to 1630.42 cm 1 at a temperature of 296 K. The signal is detected using a thermoelectric cooled mercury cadmium telluride detector (Vigo, VI-4TE-5), which uses a 75-mm focal-length planoconvex lens. A DAQ card detector (National Instruments, USB-6259) is placed next to detector to transmit the data to the computer, and the data is analyzed by the LabVIEW program in real time.图1展示了实验设置,包括光源、带有气体压力控制器的多通道吸收池、一系列镜子、探测器和计算机。Fig. 1. Experimental device diagram.宁波海尔欣光电科技有限公司为此项目提供了量子级联激光器(型号:QC-Qube&trade 全功能迷你量子级联激光发射头)。激光器由温度控制器控制,最大峰值输出功率为30 mW,由电流控制器控制,工作在~6.2 mm,通过钙氟化物(CaF2)镜子的辐射与追踪激光(可见红光,波长632.8 nm)共线,使用氧化锌硒(ZnSe)分束器。光束进入具有2 m有效光程的多通道池,通过流量控制器和气体池入口和出口的隔膜泵控制池中的压力。典型频率为100 Hz的三角波用作扫描信号。在296 K的温度下,波数从1630.1调至1630.42 cm-1。使用热电冷却的汞镉镓探测器进行信号检测,该探测器使用75 mm焦距的平凸透镜。DAQ卡探测器放置在探测器旁边,将数据传输到计算机,数据由LabVIEW程序进行实时分析。QC-Qube&trade , HealthyPhoton Co., Ltd.Fig. 2. Simulation of the NO2 gas absorption spectra of the ASGF and MAF algorithms (under the background of Gaussian noise), and the filtered results and the SNRs of different filtering methods.Fig. 3. Simulation of the NO2 gas absorption spectra of the two filtering algorithms (under the background of Non-Gaussian noise), and the filtered results of different filtering methods.结论ConclusionAn improved Savitzky–Golay (S–G) filtering algorithm was developed to denoise the absorption spectroscopy of nitrogen oxide (NO2). A deep learning (DL) network was introduced to the traditional S–G filtering algorithm to adjust the window size and polynomial order in real time. The self-adjusting and follow-up actions of DL network can effectively solve the blindness of selecting the input filter parameters in digital signal processing. The developed adaptive S–G filter algorithm is compared with the multisignal averaging filtering (MAF) algorithm to demonstrate its performance. The optimized S–G filtering algorithm is used to detect NO2 in a mid-quantum-cascade-laser (QCL) based gas sensor system. A sensitivity enhancement factor of 5 is obtained, indicating that the newly developed algorithm can generate a high-quality gas absorption spectrum for applications such as atmospheric environmental monitoring and exhaled breath detection.在这项研究中,我们开发了一种改进的Savitzky-Golay(S-G)滤波算法,用于去噪氮氧化物(NO2)的吸收光谱。我们引入了深度学习(DL)网络到传统的S-G滤波算法中,以实时调整窗口大小和多项式阶数。DL网络的自适应和跟踪反馈能够有效解决数字信号处理中选择输入滤波器参数的盲目性。我们将优化后的自适应S-G滤波算法与多信号平均滤波(MAF)算法进行比较,以展示其性能。优化后的S-G滤波算法被用于检测氮氧化物在基于中量子级联激光器(QCL)的气体传感器系统中的应用。实验结果表明,该算法获得了5倍的灵敏度增强,表明新开发的算法可以生成高质量的气体吸收光谱,适用于大气环境监测和呼吸气检测等应用。reference参考来源:Optimized adaptive Savitzky-Golay filtering algorithm based on deeplearning network for absorption spectroscopy,Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 263 (2021) 120187
  • 国家5G中高频器件创新中心落地深圳 带来新一轮半导体仪器采购商机
    2021年11月,工业和信息化部批复组建的国家5G中高频器件创新中心落地深圳。该创新中心依托深圳市汇芯通信技术有限公司组建,是深圳获批建设的第2家国家制造业创新中心,聚焦新型半导体材料及工艺、5G中高频核心器件、面向射频前端的硅基毫米波集成芯片等三大研发方向。为何选择在深圳建设国家5G中高频器件创新中心?2019年8月,中共中央、国务院印发《关于支持深圳建设中国特色社会主义先行示范区的意见》,明确要求深圳“在未来通信高端器件、高性能医疗器械等领域创建制造业创新中心”。5G中高频器件是指应用于5G中频(Sub-6GHz)和高频(毫米波)频段的射频器件,具体包括功率放大器、滤波器、射频开关、低噪声放大器、射频收发器等。中高频器件通信高端器件直接决定5G通信设备的信号功率、信号带宽、信号质量和系统功耗等多项核心参数,是5G通信设备的核心器件。目前,深圳5G专利申请数量占到全球的34%,5G通信技术全球领先;累计建成5G基站4.93万个,5G基站密度每平方公里24.68个,率先实现5G独立组网全覆盖,为5G中高频器件技术的规模验证提供完备测试应用环境。深圳及周边地区聚集了华为、中兴、小米、荣耀、OPPO、vivo、魅族等客户,是全国最大的通信用中高频器件应用市场。深圳半导体和集成电路领域在建、拟建项目总投资额超千亿元,在集成电路、分立器件设计领域积累了大量的人才和产业基础技术。因此,深圳具有专利申请多、网络基础好、应用市场大、技术积累好等优势。国家5G中高频器件创新中心总经理樊晓兵介绍,创新中心以行业重大需求为牵引,紧扣5G及未来通信中高频核心器件设计、制造、测试和应用等各环节关键技术,搭建国际领先的硅基GaN射频和毫米波的量产技术研发中试平台。该创新中心还将整合产业链优势资源,为产业链的器件企业提供技术成果从中试到量产的共性技术开发和验证的公共技术服务,从而降低企业,尤其是中小型企业在中试-量产环节的投入门槛,加速技术成果首次商用的进程,降低企业的创新成本,打通科学完整的移动通信产业链,抢占未来移动通信领域产业先机。深圳国家5G中高频器件创新中心不是孤例,对于仪器行业而言,应及时关注国家相关政策及相关半导体仪器采购商机。中美贸易关系的紧张局势以及新冠疫情加剧了全球半导体的供应短缺,并从全球化逐渐转向区域化的趋势。国家近年来,大力推进国家具有自主知识产权的半导体行业体系建设,由此发展出一系列的研究中心和工程中心,势必带来大量的半导体相关仪器设备的采购订单。缺芯问题迫在眉睫,自主研发刻不容缓,尤其对于国产仪器厂商而言,这既是机遇也是挑战,如何打破国外技术垄断,发展出具有核心知识产权的仪器设备,率先打破固有格局突出重围的远见者和先行者或将在国际形势和政策红利下,引发新一轮的行业洗牌。
  • 可用于医疗诊断或药效检测的新技术“波长诱导频率滤波”
    美国麻省理工学院工程师开发出一种用于激发任何荧光传感器的新型光子技术,其能够显著改善荧光信号。通过这种方法,研究人员可在组织中植入深达5.5厘米的传感器,并且仍然获得强烈的信号。科学家使用许多不同类型的荧光传感器,包括量子点、碳纳米管和荧光蛋白质,来标记细胞内的分子。这些传感器的荧光可以通过向它们照射激光来观察。然而,这在厚而致密的组织或组织深处不起作用,因为组织本身也会发出一些荧光。这种“自发荧光”淹没了来自传感器的信号。为了克服这一限制,研究团队开发了一种被称为“波长诱导频率滤波(WIFF)”的新技术,使用三个激光来产生具有振荡波长的激光束。当这种振荡光束照射到传感器上时,它会使传感器发出的荧光频率增加一倍。这使得研究人员很容易将荧光信号与自发荧光区分开来。使用该系统,研究人员能够将传感器的信噪比提高50倍以上。这种传感器的一种可能应用是监测化疗药物的有效性。为了证明这一潜力,研究人员将重点放在胶质母细胞瘤上。这种癌症的患者通常选择接受手术,尽可能多地切除肿瘤,然后接受化疗药物替莫唑胺,以消除任何剩余的癌细胞。但这种药物可能有严重的副作用,且并非对所有患者都有效,所以研究人员正在研究制造小型传感器,这样就可以植入肿瘤附近,从体外验证药物在实际肿瘤环境中的疗效。当替莫唑胺进入人体后,它会分解成更小的化合物,其中包括一种被称为AIC的化合物。研究团队设计了可以检测AIC的传感器,并表明他们可以将其植入动物大脑中5.5厘米深的地方,甚至能够通过动物的头骨读取传感器发出的信号。这种传感器还可以用于检测肿瘤细胞死亡的分子特征。除了检测替莫唑胺的活性外,研究人员还证明可以使用WIFF来增强来自各种其他传感器的信号,包括此前开发的用于检测过氧化氢、核黄素和抗坏血酸的基于碳纳米管的传感器。研究人员说,新技术将使荧光传感器可跟踪大脑或身体深处其他组织中的特定分子,用于医疗诊断或监测药物效果。相关研究论文近日发表在《自然纳米技术》上。
  • 中国科大在毫米波频率综合器芯片设计领域取得重要进展
    近日,中国科大微电子学院胡诣哲与林福江课题组设计的一款基于全新电荷舵采样(Charge-SteeringSampling, CSS)技术的极低抖动毫米波全数字锁相环(CSS-ADPLL)芯片入选2023 Symposium on VLSI Technology and Circuits(以下简称VLSI Symposium)。VLSI Symposium是超大规模集成电路芯片设计和工艺器件领域最著名的国际会议之一,也是展现IC技术最新成果的橱窗,今年VLSI Symposium于6月11日至16日在日本京都举行。该论文第一作者为我校微电子学院博士生陶韦臣,胡诣哲教授为通讯作者。   极低抖动毫米波频率综合器芯片是实现5G/6G毫米波通信的关键核心模块,为毫米波通信提供精准的载波信号。此研究提出的电荷舵采样技术,将电荷舵采样和逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR-ADC)进行了巧妙的结合,构建了一种高鉴相增益,高线性度且具有多bit数字输出的数字鉴相器。CSS-ADPLL的结构十分紧凑(如图1所示),由电荷舵鉴相器(CSS-PD)、SAR-ADC、数字滤波器和数控振荡器组成,具有优异相位噪声性能,较快的锁定速度并消耗极低的功耗。 图1.论文提出的电荷舵采样全数字锁相环(CSS-ADPLL)架构   测试结果表明,该芯片实现了75.9fs的时钟抖动与–50.13dBc的参考杂散,并取得了-252.4dB的FoM值,为20GHz以上数字锁相环的最佳水平,芯片核心面积仅为0.044mm2。该研究成果以“An 18.8-to-23.3 GHz ADPLL Based on Charge-Steering-Sampling Technique Achieving 75.9 fs RMS Jitter and -252 dB FoM”为题由博士生陶韦辰在大会作报告。 图2.CSS-ADPLL相位噪声与参考杂散测试结果   该研究工作得到了科技部国家重点研发计划资助,也得到了中国科大微电子学院、中国科大信息科学技术学院支持。
  • 兰光发布铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台新品
    铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台SBG-80T针孔检测台,由D6500高显色性超级光管与精密制造的投光机构组成。各项技术指标充分满足CIE国际照明委员会及CY3-91标准有关色评价与配色比色照明条件的规定。可全天候应用于铝箔针孔度的测试。SBG-80T针孔检测台专业技术:进口CIE D65 光源配置光谱稳定、显色准确符合标准的钢化玻璃,照度规范、光照均匀、可靠安全配置光源寿命自动计时器,方便用户及时了解仪器的运行情况测试原理:在规定的环境及灯箱光源下,利用铝箔针孔的透光性,观察铝箔针孔数量,并测量针孔的尺寸。测试标准:该仪器参照多项国家和国际标准:GB/T 3198、GB/T 22638.2、YBB 00152002-2015测试应用:基础应用:药用铝箔——适用于药品包装用铝箔针孔度测试工业铝箔——适用于工业用铝箔针孔度测试SBG-80T针孔检测台技术指标:观察尺寸:400×250mm色温:6500 K玻璃透射光照度:1000Lux左右使用环境光照度:20Lux-50Lux放大倍数:100倍最小刻度值:0.01mm电源:220VAC 50Hz/ 120VAC 60Hz外形尺寸:800mm(L) × 600mm(W) × 230mm(H)净重:10 kg产品配置:标准配置:主机、显微镜创新点:1、推出的新产品,用于铝箔材料针孔检测 2、实验效率高,坚固耐用,外形美观 铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台
  • 频谱分析仪市场需求持续攀升 国内企业逐渐向中高端方向发展
    频谱分析仪是一种研究信号频谱结构的仪器,主要应用于射频和微波信号的分析,包括频率、功率等,可以用来测量滤波器、发射机等电路系统,还可以采集环境无线电信号、分析环境频谱状态,是一种多功能电子测量仪器。频谱分析仪有两种类型,分别为实时频谱仪和扫频调谐式频谱仪。   根据频谱分析仪测量频率范围,可把产品分为低中高三个等级,其中低端产品测量频率范围在60GHz一下,主要应用在生产检测、教育教学等领域,需求量较高;中端产品测量频率范围在60GHz以上-20GHz以下,主要被应用在研发、信号分析、射频模块测试等领域,需求量相对较小;高端产品测量频率范围在20GHz以上,主要应用在超宽带、微波毫米波块等领域,需求量较小,但在5G快速发展背景下,未来需求有望增长。   根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年中国频谱分析仪市场调查及行业分析报告》显示,频谱分析仪主要被应用在人工智能、半导体、汽车、新能源、教育科研、航空航天、电子医疗等领域,应用范围较广,受终端产业发展带动,全球频谱分析仪市场需求持续攀升。随着频谱分析仪需求的增长,市场规模随之攀升,在2019年全球频谱分析仪市场规模约为14.1亿美元,到2020年达到14.7亿美元,预计到2022年增长到16.4亿美元。和全球市场相似,我国频谱分析仪市场规模也呈现增长趋势,在2020年达到20.1亿元,预计到2022年将达到24.7亿元。   频谱分析仪行业技术壁垒较高,美国、欧洲等国家在该领域起步时间较早,在技术方面具有优势,且拥有更为丰富的经验,因此在市场中占比更高。目前全球频谱分析仪市场主要被是德科技、罗德与施瓦茨占据,其中是德科技产品最为丰富,市场占比更高。   我国且因在频谱分析仪领域起步较晚,技术与国外企业相比差距较大,尤其是在高频率、高带宽的产品方面,目前国内中高端市场被外企占据。但随着5G技术的逐渐成熟,以及长期的经验累积,我国企业逐渐向中端 市场布局,已经有部分企业实现中端产品的国产替代,如鼎阳科技、普源精电、固纬电子、创远仪器等,且逐渐向高端化方向发展。   新思界产业分析人士表示,频谱分析仪应用范围较广,随着近几年全球和我国工业逐渐向智能化发展,对于频谱分析仪需求持续攀升,行业发展前景较好。在生产方面,国外企业具有技术和丰富经验,在中高端市场占比较高,但本土企业凭借着技术和经验累积,已实现中端产品的生产,且有向高端化发展的趋势。
  • 高功率高重频可调谐长波飞秒中红外光源
    波长调谐范围覆盖6-20μm的高重复频率(10 MHz)、高平均功率(10 mW)飞秒激光源具有重要的应用,由于大量分子在这个波段具有振动跃迁,因此有望用于痕量气体检测以及对由气体、液体或固体组成的复合系统进行与物理、化学或生物学相关的非侵入性诊断。但由于增益介质的缺乏,这些中红外源通常利用高功率近红外飞秒激光器驱动光学差频产生(DFG)来实现:近红外激光脉冲的一部分用作泵浦脉冲,另一部分采用非线性波长转换产生波长可调的信号脉冲,泵浦脉冲和信号脉冲之间的DFG产生可调谐的中红外脉冲。利用传统非线性光学手段产生的信号光脉冲能量较低,限制了中红外光源的功率,导致长波中红外飞秒光源无法广泛应用。针对该难点,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心L07组在长期开展基于超快激光脉冲产生及波长转换的基础上,利用自相位调制的光谱旁瓣滤波(SPM-enabled spectral selection,SESS)技术,基于高功率掺铒光纤激光器在高非线性光纤中得到了波长范围覆盖1.6-1.94μm、功率高达300mW(~10nJ)的信号脉冲,再与1.55μm的泵浦脉冲在GaSe晶体中差频得到了波长覆盖7.7-17.3μm的中红外激光脉冲,最大平均功率可达58.3mW。图1. 实验装置图实验装置如图1所示,前端为自制的高功率掺铒光纤激光器系统,重复频率为32MHz,经过啁啾脉冲放大后得到平均功率为4W、脉冲能量为125nJ、宽度为 290fs的脉冲。将激光脉冲分成两份,一份作为泵浦脉冲,另一份耦合到SESS光纤中进行光谱展宽。光纤输出处的展宽光谱由二向色镜分离,长通滤波器(图中的LPF1)将最右边的光谱旁瓣过滤出来作为信号脉冲。泵浦脉冲经过时间延迟线与信号脉冲在时间上重合后聚焦到GaSe晶体上,光斑大小约为50μm。再通过另一个截止波长为4.5μm的长通滤波器,生成的中红外光束经焦距为75mm的90°离轴抛物面镜准直。利用校准的热敏功率计测量中红外脉冲的平均功率,傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪来测量输出光谱。图2(a)为1mm-GaSe后输出光谱和功率,光谱范围为7.7-17.3μm,最大平均功率为30.4 mW。为了进一步提高输出功率,我们采用2mm厚的GaSe晶体,结果如图2(b)所示,整个光谱调谐范围内脉冲功率均大于10mW,最大平均功率达58.3mW。相比于以往基于掺镱光纤的中红外光源,本研究成果将DFG平均功率提高了一个数量级,并首次实验上观测到了工作在光参量放大机制下的高重频DFG过程。该高功率长波中红外光源基于结构紧凑的光纤激光器,可以用于实现中红外双光梳,从而推动中红外光梳在精密光谱学中的前沿应用。相关结果发表在最近的Optics Letters上(https://doi.org/10.1364/OL.482461),被选为Editor's Pick并成为当天下载量最多的5篇论文之一。图2. 在不同厚度GaSe后测量到的中红外光谱和功率:(a) 1mm-GaSe(b)2mm-GaSe。该工作得到了国家自然科学基金(批准号:No.62227822和62175255)、中国科学院国际交流项目(批准号:No. GJHZ1826)和国家重点研发计划(批准号:No. 2021YFB3602602)的支持。论文第一作者为物理所博士生刘洋,常国庆特聘研究员为通讯作者,赵继民、魏志义研究员也参与了该工作的设计和讨论。
  • 近红外光谱的柔性生命力——Norris导数滤波浅说
    p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "   导读:近红外(NIR)光谱分析是融合样本、变量和模型三个多维空间的建模体系。它具有直接快速的分析优势,同时,也对方法学提出了挑战。光谱预处理是一项基本技能,在信息提取、去噪,模型维护及传递中扮演重要角色。由于对象、条件和测量方式的多样化,预处理模式通常需要个性化优选。Norris导数滤波(NDF)包含导数阶数、平滑点数和差分间隔三个可变参数,是多模式的算法群。功能各异的参数融合,可提升近红外光谱的柔性生命力,满足多样性光谱预处理的个性化需求。本文以近红外玉米粗蛋白分析为例,分享对Norris导数滤波的理解。在材料制作前期,惊闻Karl H. Norris博士病逝!谨以此文悼念Dr. Karl H. Norris! /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 319px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/dd11b712-09f6-4b18-87b6-a00f0bd3234f.jpg" title=" 微信图片_20190819100830.jpg" alt=" 微信图片_20190819100830.jpg" width=" 300" height=" 319" border=" 0" vspace=" 0" / /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " /span br/ /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong 暨南大学光电工程系 潘涛教授 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong   引 言 /strong /span /p p   众所周知,近红外(NIR)光谱是典型的多维信息数据。近红外光谱分析是融合样本、变量和模型三个多维空间的建模体系,化学计量学是核心技术。相对于其他分析手段,近红外光谱具有快速简便的优势,它可以不进行化学或物理的前处理,直接进行测量。例如,采用漫反射法直接测量固体样品(如粉末,颗粒,纤维等)、透射法直接测量多种组分的复杂液体样品(如血液,牛奶,酒类等)。同时,它也对方法学提出了挑战。例如,需要处理光谱基线漂移和倾斜等光谱扰动。光谱预处理是非常必要的,但由于样品和测量方法的多样性,预处理模式通常需要个性化优选。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong   1. 几类常见光谱预处理方法 /strong /span /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 标准正态变量变换 /strong /span (standard normal variate transformation, SNV)是常用的光谱预处理方法。它在每一条光谱内进行横向标准化处理,提升光谱之间的差异度,提高模型稳健性和预测能力 sup [1, 2] /sup 。用于消除固体颗粒大小、表面散射以及光程变化对NIR漫反射光谱的影响 sup [3] /sup 。最近,我们将SNV方法应用于水稻种子鉴别、种子纯度定量的近红外分析 sup [4, 5] /sup 。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 多元散射校正 /strong /span (multiplicative scatter correction, MSC)是另一种常用的光谱预处理方法 sup [6~9] /sup 。它与SNV基本相同,主要是消除颗粒分布不均匀及颗粒大小产生的散射影响,在固体漫反射和浆状物透(反)射光谱中应用较为广泛 sup [3] /sup 。MSC假设样品光谱与平均光谱整体线性相关,并以全谱区为窗口来校正所有波长的吸光度。然而,在宽谱段的情形,难以对局部相关性差的波长实现满意的校正效果,这会影响光谱的整体预测能力。 /p p   文献[10]提出的 span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong 分段多元散射校正 /strong /span (piecewise multiplicative scatter correction, PMSC)是一种分段线性校正方法。PMSC方法允许可变的校正窗口(p+1+q),从算法上覆盖MSC。校正窗口参数的优化是必须的 sup [11] /sup ,然而,受限于当时的计算机水平,相应的参数优化平台尚未建立,影响了PMSC方法的应用。最近,本团队提出移动窗口相关系数谱,用于描述光谱之间的局部相关性,构建了基于PLS回归的PMSC参数优化平台,取得了显著优于MSC的预测效果,应用于水稻种子纯度、土壤有机质的近红外分析 sup [12] /sup 。 /p p   上述基础性的光谱预处理方法,通常需要和平滑、求导法进行联用。平滑用于消除弱噪声而保留光谱轮廓,一阶导数用于校正光谱的基线漂移(additive baseline),二阶导数用于校正光谱的线性基线漂移(linear baseline)等噪声 sup [11] /sup 。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong Savitzky-Golay平滑 /strong /span (SG smoothing)是一种十分优雅的产生导数光谱的预处理方法 sup [13] /sup 。它采用平滑窗口波长数(2m + 1)、多项式次数(n)和导数阶数(s)作为参数。在平滑窗口内,对中心波长的光谱数据进行多项式校正,再通过移动窗口方式实现全谱的校正。不同的参数组合对应不同的平滑模式,计算公式也各不相同。功能各异的参数的融合,提升了近红外光谱的柔性生命力,可满足多样性光谱预处理的个性化需求。本团队构建了三维参数(m,n,s)遍历的偏最小二乘(PLS)算法平台,实现了SG平滑模式的大范围参数优化,应用于近红外光谱的血糖分析 sup [14] /sup 、土壤检测 sup [15,16] /sup 、转基因甘蔗育种筛查 sup [17] /sup 、糖化血红蛋白分析 sup [18] /sup 、地中海贫血筛查 sup [19,20] /sup 、血粘度测定 sup [21,22] /sup 等方面。 /p p    span style=" color: rgb(0, 112, 192) " Norris导数滤波(Norris derivative filter, NDF)是另一个著名的光谱预处理方法。它由被誉为“近红外光谱之父”的Karl H. Norris博士等人提出 sup [23, 24] /sup 。但是,Norris当时只简单的描述了算法的框架,后面的应用文献中也未看到详细描述。我们在褚小立的专著 sup [3] /sup 中找到了稍微具体的公式,但是严格的方法体系,特别是多参数融合方法仍需完善。在从事近红外光谱的长期工作中,我们深感到Norris导数滤波的柔性生命力。 /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) "   最近,仪器信息网和中国仪器仪表学会近红外光谱分会计划开设的《近红外光谱新技术/应用进展》网络专题,并向我约稿。由此,萌发了写一篇小文介绍Norris导数滤波的想法。 /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong   2. Norris导数滤波(NDF) /strong /span /p p   NDF是一个基于多个可变参数的多模式光谱预处理算法群,在近红外分析中有广泛应用。它包括移动平均平滑和差分求导两个环节,使用三个参数:平滑点数(s),导数阶数(d)和差分间隔(g)。功能各异的参数组合,提供了多样性的光谱预处理方式,可以满足不同对象的近红外分析的个性化需求。 /p p   最近,我们构建了三维NDF参数(d,s,g)遍历的PLS算法平台,实现了NDF模式的大范围参数优化,应用于玉米粗蛋白分析和血清尿素氮分析 sup [25, 26] /sup 。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong   【移动平均平滑】 /strong /span /p p   移动平均平滑法选择一个具有奇数个波长的平滑窗口(s),用窗口内的全体测量值的平均值代替中心波长的测量值,自左至右移动窗口,完成对所有点的平滑(左右半宽带的波长除外)。设全谱段的波长总数为N sub 0 /sub ,s是一个可变的奇数,s = 1, 3, & #8230 ,S。理论上,S可以取不超过N sub 0 /sub 的最大奇数。由于关联性低,采用太宽的平滑窗口是不合理的,本文设平滑点数上限S=99。特别地,s=1代表不进行移动平均平滑,即,原光谱。 /p p   设光谱的第k个波长的吸光度为x sub k /sub ,在以k为中心,宽度为s的对称波长窗口内,对中心波长吸光度进行平滑,如下: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 124px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/60849de6-dced-4490-8f63-649d3cee9496.jpg" title=" 01.png" alt=" 01.png" width=" 600" height=" 124" border=" 0" vspace=" 0" / /p p   值得注意的是,对于最左边或最右边的 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/b8cea792-9064-4cd0-862c-f9fafaf26e44.jpg" title=" 微信图片_20190826114304.png" alt=" 微信图片_20190826114304.png" style=" text-align: center max-width: 100% max-height: 100% " / 个波长,由于该点左边或者右边的点数小于& nbsp img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/d295318f-2ca9-492e-859f-c3beef9935bd.jpg" title=" 微信图片_20190826114304.png" alt=" 微信图片_20190826114304.png" style=" text-align: center max-width: 100% max-height: 100% " / ,不能进行对称平滑。考虑到数据的连续性,对于最左边的 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/fe38ef55-a973-4f74-93fc-0302a031f2e2.jpg" title=" 微信图片_20190826114304.png" alt=" 微信图片_20190826114304.png" style=" text-align: center max-width: 100% max-height: 100% " / span style=" text-align: center " 个波长,我们提出近似平滑,如下: /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 122px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/0fc41379-50ef-4a45-bdb2-ab12d1f348c4.jpg" title=" 02.png" alt=" 02.png" width=" 600" height=" 122" border=" 0" vspace=" 0" / /p p   对于最右边的波长,吸光度的平滑方法类似于公式(2),如下: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/98199654-339d-4808-ac8b-b9678b723566.jpg" title=" 03.png" alt=" 03.png" / /p p   上述处理,使得光谱边界数据自然过渡,更为合理。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong   【差分求导】 /strong /span /p p   为了避免差分求导产生传递误差,通常需要经过移动平均平滑光谱后,再进行中心差分法求导。由于近红外光谱比较平坦,不同对象的光谱分辨率不尽相同。光谱采集的数据间隔不一定适用于差分间隔。Norris导数采用一个可变的波长间隔数作为导数的差分间隔(g),g = 1, 2, & #8230 ,G。由于关联性低,太大的差分间隔是不合理的,本文设差分间隔的上限G=50。 /p p   对于第k个波长的吸光度x sub k /sub ,采用基于差分间隔g的中心差分,计算吸光度的一阶导数,自左至右移动,得到所有点的导数值(左右半宽带的波长除外)。如下: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/f4858970-26bd-4911-84b4-a7eec9998e8d.jpg" title=" 04.png" alt=" 04.png" / /p p   值得注意的是,对于最左边或最右边的g个波长,由于该点左边或者右边的点数小于g,不能执行中心差分法求导。考虑到数据的连续性,对于最左边的g个波长,我们提出前向差分法计算一阶导数,如下: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/88f4e45a-9f52-40cb-889c-3b57efab9059.jpg" title=" 05.png" alt=" 05.png" / /p p   对于最右边的g波长,则可通过后向差分法计算一阶导数,如下: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/01dbdd54-82d4-49fc-bafa-7dc511a8f3bd.jpg" title=" 06.png" alt=" 06.png" / /p p   二阶导数,可由上面的一阶导数再求导获得,编程实现简单,不再赘述。 strong 考虑到3阶以上的高阶导数的绝对量值小,光谱信息含量低,一般不建议采用3阶以上的导数。 /strong 本文设导数阶数为d = 0, 1, 2。特别地,d=0代表不进行差分求导,即,只进行移动平均平滑。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong   【参数联合优化】 /strong /span /p p   对于任意一个参数组合(d, s, g),都对应一个Norris导数模式。对于d = 0, 1, 2;s = 1, 3, & #8230 , 99;g = 1, 2, & #8230 , 50,共有50+2× 50× 50=5050个模式。三个功能各异的参数的变化,使得Norris导数谱比原谱更为灵活、柔性、多样化,适用性宽。下面,提出一种基于PLS的Norris参数的联合优选方法。为提高参数选择合理性,采用基于随机性、相似性、稳定性的定标-预测-检验的多划分建模设计 sup [27, 28] /sup 。 /p p   建立所有Norris导数谱的PLS模型,称为Norris-PLS模型。计算每一组样品划分的预测均方根误差(SEP)和预测相关系数(R sub P /sub )。进一步,计算所有划分的平均值(SEP sub Ave /sub ,R sub P,Ave /sub )和标准偏差(SEP sub SD /sub ,R sub P,SD /sub )。并基于综合预测效果: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 41px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/10c59c4b-f073-4ce9-a25a-09c90ec33c1a.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" width=" 600" height=" 41" border=" 0" vspace=" 0" / /p p   优选具有稳定性的全局最优Norris参数,如下: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 62px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/4e15c028-35d0-4198-b122-f5bc4e751221.jpg" title=" 8.png" alt=" 8.png" width=" 600" height=" 62" border=" 0" vspace=" 0" / /p p   此外,对应导数阶数d=0, 1, 2,可以计算两类单参数局部最优解,如下: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 95px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/fb7412b2-80aa-4b3b-871d-21148c32e7e3.jpg" title=" 9.png" alt=" 9.png" width=" 600" height=" 95" border=" 0" vspace=" 0" / /p p   可得到,关于平滑点数s的三条建模效果曲线SEP sup + /sup (0, s),SEP sup + /sup (1, s),SEP sup + /sup (2, s)和关于差分间隔数g的两条建模效果曲线SEP sup + /sup (1, g),SEP sup + /sup (2, g)。通过它们可以分析Norris参数的适应性。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong   3. 实例—近红外玉米粗蛋白分析 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) " strong   【材料】 /strong /span /p p   玉米颗粒样品156份,研磨并过筛(1.0mm)为粉末样品(未干燥),采用凯氏定氮法测量样品粗蛋白。最小值、最大值、平均值、标准差分别为7.31、12.1、9.46、0.92(%)。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) "   strong  【近红外光谱仪器】 /strong /span /p p   Nexus sup TM /sup 870 FT-NIR光谱仪(Thermo Nicolet Corporation,MA,USA);漫反射附件;波数范围:9997~3996 cm sup -1 /sup ;分辨率:32 cm sup -1 /sup 。 /p p    strong span style=" color: rgb(0, 176, 80) " 【定标-预测-检验的多划分建模】 /span /strong /p p   从156个样品随机选取56个为检验集,余下100个为建模集;进一步将建模集随机划分为定标集(50个)和预测集(50个),共10次。对所有划分建立PLS模型,确定平均预测效果(SEP sub Ave /sub ,R sub P,Ave /sub ,SEP sub SD /sub ,R sub P,SD /sub ,SEP sup + /sup )。 /p p span style=" color: rgb(0, 176, 80) "    strong 【分析】 /strong /span /p p    strong 先来观察玉米粉末样品的近红外光谱及其Norris导数谱的特征。 /strong /p p   以一个玉米粉末样品为例,采用不同平滑点数(s = 1~49,奇数),首先计算移动平均平滑谱,如图1所示。其中,s = 1为原光谱。观察到:随着平滑点数增大,主吸收峰右移,且渐趋平坦。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/1dd5ef51-7b05-4b16-be80-4c924cd44302.jpg" title=" 图1.png" alt=" 图1.png" / /p p style=" text-align: center " strong 图1 玉米粉末样品的移动平均平滑谱随平滑点数的演变图 /strong /p p   在移动平均平滑谱(s = 13)的基础上,采用不同差分间隔数(g = 1~30),进一步计算Norris导数谱(一、二阶导数),如图2所示。观察到:主吸收峰翻转为波谷,同时出现新的特征峰。随着差分间隔增大,波谱幅度逐渐减小。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 232px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/edc64a8e-9c8f-4b57-b4f2-d76bbd2da356.jpg" title=" 图2.png" alt=" 图2.png" width=" 600" height=" 232" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 图2 玉米粉末样品的Norris导数谱随差分间隔的演变图: (a)一阶导数 (b)二阶导数 /strong /p p   strong  再展示相关的建模效果。 /strong /p p   首先,未经预处理的直接PLS模型的平均建模效果,汇总在表1中。 /p p   在所有5050个Norris-PLS模型中,全局最优模型的参数(NDF模式)为d =2,g =3和s=13,相应的建模效果,也汇总在表1中。观察到:所有预测效果的指标均有显著的改善。 /p p style=" text-align: center " strong 表1 玉米粗蛋白分析的建模预测效果(%) /strong /p p strong /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 104px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/9539dcc6-2f95-46ae-8caa-c25937062f19.jpg" title=" 表1.png" alt=" 表1.png" width=" 600" height=" 104" border=" 0" vspace=" 0" / /p p    strong 进一步观察Norris参数的适应性。 /strong 采用单参数局部最优解,分析建模效果曲线。其中,SEP sup + /sup (2, s)、SEP sup + /sup (2, g),参见图3。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 208px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/26a55fc2-210b-4561-8367-75081383a9db.jpg" title=" 图3.png" alt=" 图3.png" width=" 600" height=" 208" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 图3 单参数局部最优Norris-PLS模型的建模效果:(a)平滑点数,(b)差分间隔数 /strong /p p   在所有二阶的Norris导数谱中(d=2),不同平滑点数对应于局部最优模型的SEP sup + /sup ,如图4(a)所示;不同差分间隔数对应于局部最优模型的SEP sup + /sup ,如图4(b)所示。观察到:不同参数的建模效果差异颇大。 /p p   结果表明:(1)不同的Norris参数,建模预测效果明显不同;(2)参数的设置,不能凭经验设定,针对具体情况进行全局优化是必要的。 /p p strong   后 语 /strong /p p   Norris导数滤波是一种执行良好的光谱预处理算法群。功能各异的参数融合,可提升近红外光谱的柔性生命力,满足多样性光谱预处理的个性化需求。Norris模式的优化选择是必要的。 /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) "   这里分享的,可能是近红外的一个小话题。但,近红外光谱分析就是由多个这样的小话题组成的。从2006年第一届全国近红外光谱会议召开,到近红外分会成立十周年的现在,我们见证了我国近红外事业的发展壮大。祝福它!这里的内容可能有点艰涩,但我们相信它是有趣的。谢谢大家的阅读,恳请提出宝贵意见! /span /p p span style=" font-family: " times=" " new=" " strong   参考文献 /strong /span /p p   [1] R.J. Barnes, M.S. Dhanoa, Susan J. Lister., Appl Spectrosc, 1989, 43(5): 772–777 /p p   [2] M.S. Dhanoa, S.J. Lister, R. Sanderson, R.J. Barnes, J Near Infrared Spec, 1994, 2(1): 43-47. /p p   [3] 褚小立,化学计量学方法与分子光谱分析技术,北京:化学工业出版社,2011 /p p   [4] J.M. Chen, M.L. Li, T. Pan, L.W. Pang, L.J. Yao, J. Zhang, Spectrochim Acta A, 2019, 219: 179-185 /p p   [5] J. Zhang, M.L. Li, T. Pan, L.J. Yao, J.M. Chen, Comput Electron Agr, 2019, 164: 104882 /p p   [6] P. Geladi, D. MacDougall, H. Martens, Appl Spectrosc, 1985, 39:491-500. /p p   [7] T. Isaksson, T. Næ s, Appl Spectrosc, 1988, 42:1273-1284 /p p   [8] K.E. Kramer, R.E. Morris, S.L. Rose-Pehrsson, Chemometr Intell Lab, 2008, 92:33-43. /p p   [9]& nbsp A Rinnan, F. van den Berg, S.B. Engelsen, Trends Anal Chem, 2009, 28:1201-1222. /p p   [10] T. Isaksson, B. Kowalski, Appl Spectrosc, 1993, 47:702-709. /p p   [11] T. Næ s, T. Isaksson, T. Feaern, T. 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  • 波长调制光谱(WMS)技术简介
    可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, 即TDLAS)是一种红外吸收光谱分析技术,利用分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理,实现高分辨率的分子浓度定量分析技术。TDLAS能够进行原位非接触式测量,并且具有高精度、高选择性等特性,结合波长调制光谱(WMS)和锁相放大等抑制噪声的技术,可以实现ppm甚至ppb量级的痕量气体分子浓度测量。 之前我们已经介绍过锁相放大的工作原理和其在TDLAS中的应用,今天小编就跟大家聊聊WMS背后的科学还有实际的应用方式吧! TDLAS基本原理及Beer-Lambert定律 了解WMS技术之前,我们先简单复习一下TDLAS的原理:基本方法是通过调谐特定的半导体激光器波长,扫过被测气体分子的特定吸收光谱线,被气体吸收后的透射光由光电探测器接收,经锁相放大模块提取透射光谱的谐波分量,反演出待测气体浓度信息。 为了确定与于目标分子浓度相关的吸收,必须将透射光强度I与入射光强度I0进行比较。这个定量分析的依据来自Beer-Lambert定律: 其中L为光程,α(v) 是由入射光波长和样品中目标分子浓度同时决定的吸收系数。TDLAS技术通过使用Beer-Lambert定律分析吸收光谱的数据,便可以获得分子浓度信息。 图一 TDLAS技术示意图 直接吸收光谱(DAS) 接着,我们来看一下直观的直接吸收光谱(Direct Absorption Spectroscopy, DAS)技术。顾名思义,DAS技术通过检测入射光和透射光强度直接获得光吸收量(如图二),并根据两个信号的比例直接推断出气体特性,典型的DAS方法得到的信号如图三。 图二 DAS示意图:调谐激光器波长扫过被测气体分子的特定吸收光谱线,在吸收峰可以直接看到的投射光强度衰减 图三 直接吸收光谱(DAS)技术的典型透射光强度信号 图三也显示了DAS的潜在问题,其相对简易直接的性质使得DAS对许多噪声源敏感。各种高强度的噪声可能源于激光强度波动、激光波长波动(如果激光波长在吸收曲线内波动,也会导致透射光的强度波动)、探测器噪声、散粒噪声(光子噪声)和其他技术噪声。如果吸收谱线足够强,即吸收物质的浓度足够高、提供足够的信噪比 (SNR),则可以使用DAS进行准确测量。然而,检测低浓度的气体分子需要进一步减少吸收接收信号中的噪声,WMS就是一种在TDLAS技术中广为应用来抑制噪声的方法。 波长调制光谱(WMS) WMS能够改善DAS在信噪比较差的环境中的局限性。将入射激光的波长用一个相对较高频率的载波(通常约为10 kHz)进行调制(如图四),并且将吸收光谱信号以调制频率或该频率的谐波进行解调评估分析,获取特异但有规律可循的谐波波形,从而获取分子浓度信息。由于噪声的影响主要存在于低频,例如二极管的1/f噪声或机械噪声,WMS技术将吸收光谱的检测转移到到了信噪比较优的高频,以此达到抑制噪声的目的。 图四 WMS示意图:调制入射激光的波长至较高频率,将接收端信号以调制频率的谐波进行解调分析 WMS的实现是通过调制可调谐半导体激光器的注入电流,以达到对激光输出的波长和强度的高频调制,并将吸收信号移到了更高的频率。其中,TDLAS系统的线性响应(激光器的线性强度调谐)以调制频率的一次谐波为中心,系统的非线性响应(例如吸收和非线性强度调谐)则反应在调制频率的二次及更高次谐波,因此可以透过对高次谐波信号的分析来提取光谱吸收信息。一般来说,二次谐波分析足以满足大多数的气体分析要求。 要提取并分析在已知载波频率的高频信号,锁相放大器是一个十分强大的工具。利用锁相放大器可以用来创建指定频率的带通滤波器,如果带宽足够窄,便能抑制宽带噪声,所以用于调制的频率必须避开主要的噪声频率。(点击这里了解锁相放大器在TDLAS系统中的功用) 除此之外,WMS技术还提供了另外一种选择,能够通过频分复用的方法同时发射传播多个不同波长的激光。多个激光以不同的频率调制并收集在单个探测器上,谨慎选择的调制频率能够尽量避免谐波重叠或拍频干扰,最终每个激光信号都可以由独立的锁相放大通道器提取。利用昕虹光电数字电路实现的双通道锁相放大器,使得实现这样的一个多组分分子一体化探测系统变得经济而简单,实现对多个目标分子(如多种温室气体N2O,CH4,CO2等)同时进行测量。 参考文献:1. “Absorption spectroscopy”, http://www.atomic.physics.lu.se/fileadmin/atomfysik/Education/Elective_courses/FAF080_AtomoMolekylSpektr/Lab_absorption_spectroscopy_2017.pdf2. Christopher Lyle Strand, 2014, ‘Scanned Wavelength-Modulation Absorption Spectroscopy with Application to Hypersonic Impulse Flow Facilities’, PhD thesis, Standford University, USA.
  • 国产非制冷红外探测器新型场景校正方法
    现有国产非制冷红外探测器多采用挡板校正进行非均匀性校正,影响了红外探测器的观测效果与目标搜跟。近期,湖北久之洋红外系统股份有限公司的科研团队在《光学与光电技术》期刊上发表了以“国产非制冷红外探测器新型场景校正方法”为主题的文章。该文章第一作者为刘品伟,主要从事红外技术方面的研究工作。本文提出了基于国产非制冷红外探测器的新型场景校正方法。该方法包含两部分:第一部分是基于高频非均匀性的场景校正;第二部分是基于低频非均匀性的场景校正。通过对不同频域非均匀性分别进行处理来去除探测器响应的非均匀性。国产非制冷红外探测器非均匀性分析国产非制冷红外探测器工作过程中,探测器的状态参数会产生缓变,从而导致图像非均匀性的变化。图1所示是以黑体为目标的具有较强非均匀性的非制冷红外图像。图1 具有较强非均匀性的非制冷红外图像非均匀性包括低频非均匀性与高频非均匀性两部分。低频非均匀性表现为全局灰度分布不均匀,在图像中表现为平缓的明暗变化,如图像四周与中心灰度值差别大,如图2所示。低频非均匀性主要是由探测器及镜头不同位置温度变化不均匀引起的。高频非均匀性表现为局部区域灰度值剧烈变化,在图像中表现为亮暗点或条纹。高频非均匀性主要是探测器的响应不均匀引起的,如图3所示。图2 低频非均匀性的三维显示图3 9×9邻域内高频非均匀性的三维显示传统的场景校正方式很少涉及对低频非均匀性的消除,而对高频非均匀性的消除容易产生“鬼影“等副作用,同时消除低频与高频非均匀性才能真正提高图像质量。因此,本文将针对高频与低频非均匀性,采用不同的场景校正方法处理。基于高频非均匀性的场景校正国产非制冷红外探测器在工作过程中,随着探测器整体温度的变化,由于探测器响应的不均匀性,会出现较强的高频非均匀性,具体在图像上表现为散粒及细条纹,如图4所示。图4 高频非均匀性的不同类型目前常用的场景校正算法有恒定统计法、时域高通滤波法、神经网络校正算法、基于图像配准的校正算法等。这些算法能够在一定程度上根据场景的信息自适应地补偿热像仪的增益和偏置的漂移,但是在实际使用过程中,这类算法存在各种各样的使用限制条件。以传统的神经网络场景校正算法为例,该算法要求场景信息不断变化,否则会造成图像退化或者模糊,并且如果图像中存在较强边缘信息,该算法容易导致图像出现“鬼影”现象,严重影响图像质量。对此,提出了一种基于神经网络的新型场景校正算法来消除图像退化和“鬼影”现象。首先分析图像退化与“鬼影”现象产生的原因。当原始图像中存在较强的边缘信息时,低通滤波会使边缘信息产生损失,预测图像会产生模糊失真现象。若场景保持静止不动,随着场景校正参数的不断更新,图像就会逐渐退化失真;若场景长期静止后开始运动,图像就会包含静止图像中损失的边缘信息,也就是“鬼影”现象,如图5所示。图5 传统场景校正算法产生的“鬼影”现象为了解决传统场景校正算法存在的问题,提出了一种基于中值滤波=2。同时采用时空联合阈值作为校正判断条件,选择更新系数与校正区域。时空联合阈值分为两个阈值条件:时域连续运动条件与空域邻域均匀性条件。针对高频非均匀性的场景校正算法流程图如图6所示。的自适应场景校正算法。由于高频非均匀性中包含大量的散粒非均匀性,同时为了更好地保留图像的边缘信息,该算法采用中值滤波作为滤波器,中值滤波半径r。图6 高频非均匀性场景校正算法流程图分别用此算法与传统神经网络场景校正算法对原始图像进行处理,比较两种算法是否具有“鬼影”现象。将热像仪静止工作500帧后,观察两种方法处理后的运动图像。可以看到,该算法基本没有“鬼影”现象,而传统算法“鬼影”现象严重。因此,该算法能够有效地抑制“鬼影”现象。图7 本文方法与传统神经网络“鬼影”现象比较基于低频非均匀性的场景校正高频非均匀性去除后,图像仍残留有大量的低频非均匀性。低频非均匀性在非制冷探测器开始工作时较弱,随着探测器及镜头温度的变化,图像的低频非均匀性会逐渐增加,在图像上表现为四角与中心灰度值差别较大。如图8所示,可以看到,图像灰度分布不均匀,四周有明显的光圈,影响图像观感与图像质量。图8 低频非均匀性对图像的影响这里提出了一种基于时空联合低频滤波的场景校正方法,通过在时域和空域同时进行低通滤波,分离出图像的固定低频非均匀性并进行去除。由于探测器输出图像的低频非均匀性在短时间内位置保持不变,当图像产生运动时,可以通过时域低频滤波对低频非均匀性进行分离去除,因此首先需要判断场景是否处于运动中。这里仍采用上节提到的连续运动条件来判断场景是否处于连续运动中。当场景处于连续运动时,采用基于自适应时间常数的时域低频滤波来筛选图像的低频信息。时域滤波结果包含低频非均匀性与部分边缘细节信息,因此还需要对在空域上进行低通滤波,以消除存在的边缘信息细节,达到获取低频非均匀性的目的。采用均值滤波进行空域的低通滤波。为了验证此场景校正算法的效果,对仅处理高频非均匀性的图像与高频低频非均匀性均处理的图像进行比较,如图9所示。可以看到,此算法对低频非均匀性有良好的处理效果,能够有效地减少图像四周与中央灰度差异较大的问题。图9 运动200帧后是否处理低频非均匀性图像对比为进一步验证此场景校正算法的效果,使用两台相同规格的红外机芯,第一台仅对高频非均匀性进行处理,第二台对高频低频非均匀性都进行处理,均在运动条件下连续工作1 h后,对同一温度黑体成像,计算其图像非均匀性。结果表明,仅处理高频非均匀性的图像非均匀性为2.3%,而对高频低频非均匀性都进行处理的图像非均匀性为0.5%,该算法有利于提高输出图像的均匀性。算法总体流程及效果图本文算法首先通过连续运动条件判断场景是否处于连续运动中,若处于运动过程则分别更新高频与低频非均匀性处理模块校正参数,然后进行非均匀性校正;否则直接进行非均匀性校正,整体流程如图10所示,最终效果如图11所示。图10 本文算法流程图图11 最终校正输出结果结论本文提出了一种基于非制冷红外探测器的新型场景校正方法。首先通过改进的神经网络场景校正方法滤除高频非均匀性,在此基础上通过时空联合的低频滤波去除低频非均匀性,得到最终校正结果。该方法具有良好的校正效果,并且能够有效地抑制“鬼影”现象,有利于非制冷红外探测器的推广应用。
  • 药厂检测药用铝箔的质量需要用到的检测仪器
    药包材“大家庭"的又一成员药用铝箔是使用范围zui广泛的一种片剂、口服固体药品的包装材料,对药品起着长期的保护作用。为了确保药品的品质,药厂检测药用铝箔的质量需要用到哪些检测仪器呢?1.针孔度测试仪:取长400 mm.宽250 mm (当宽小于250 mm时,取卷幅宽)试样10片,逐张置于针孔检查台(800 mmx600 mmx300 mm或适当体积的木箱,木箱内安装30W日光灯,木箱上面放一块玻璃板,玻璃板衬黑纸并留有400 mmx250 mm空间以检查试样的针孔)上,在暗处检查其针孔,不应有密集的、连续性的、周期性的针孔:每一平方米中,不得有直径大于0.3 mm的针孔:直径为0.1 ~0.3 mm的针孔数不得过1个。 PAHT-30铝箔针孔度测试仪2.阻隔性能:水蒸气透过量照水蒸气透过量测定法(YBB00092003- 2015) 第- -法试验条件B或第二法试验条件B或第四法试验条件2测定,试验时热封面向低湿度侧,不得过0.5 g/ (m2.24 h)。 WVTR-RC6水蒸气透过率测试仪3.热合强度测试仪:热合强度:取100 mmx100 mm的本品2片,另取100 mmx 100 mm的聚氯乙烯固体药用硬片(符合YBB00212005- 2015) 或聚氯乙烯/聚偏二氯乙烯固体药用复合硬片(符合000022005- 2015) 2片,将试样的黏合层面向PVC面(或PVC/PVDC复合硬片的PVDC面)进行叠合,置于热封仪进行热合,热合条件为:温度155 C士5C,压力0.2MPa,时间I秒,热合后取出放冷,裁取成15 mm宽的试样,取中间3条试样,照热合强度测定法( YBB00122003- 2015) 测定,试验速度为200 mm/min士20 mm/min,将PVC (或PVDC)片夹在试验机的上夹,铝箔夹在试验机的下夹,开动拉力试验机进行180*角方向剥离,热合强度平均值不得低于7.0 N/I5 mm (PVC). 6.0 N/15 mm ( PVDC)。 ETT-AM电子拉力试验机4.破裂强度测试仪:取40 mmx40 mm本品3片,分别置破裂强度测定仪上测定,均不得低于98 kPa. PR-01耐破强度测试仪5.荧光物质取100 mmx100 mm本品5片,分别置于紫外灯下,在254 nm和365 nm波长处观察,其保护层及黏合层均不得有片状荧光。 UAT-02暗箱式紫外分析仪
  • 我国高频势阱原子波导研究获重大进展
    我国高频势阱原子波导研究获重大进展 对实现原子芯片高频势阱、微型原子激射器的连续运行和物质波干涉研究具有重要意义 记者近日从中国科学院上海光机所获悉,该所量子光学重点实验室王育竹院士领衔的“973”冷原子系综量子信息存储技术——高频势阱研究小组在国际上首次实现了中性原子的高频势阱囚禁和导引。该研究的重要进展将对实现原子芯片高频势阱、微型原子激射器的连续运行和物质波干涉研究具有重要意义。 早在2001年,为研究原子云在强场中的动力学行为,王育竹即提出了利用高频势阱导引和囚禁超冷原子的学术思想。研究组在理论上曾获得过理想的结果,但由于实验难度很大,当时未能实现实验验证。经过研究小组多年来的艰辛努力,在克服实验中的重重困难后,终于实现了高频势阱导引和囚禁超冷原子气体的实验。 利用高频势阱囚禁比传统囚禁超冷原子的势阱具有明显的优势。传统囚禁超冷原子的势阱主要有两类:光偶极势阱和静磁势阱。光偶极阱中存在着固有的原子自发辐射,它会导致加热原子;静磁场只能囚禁所谓的弱场追寻态原子,并且磁阱中存在漏洞,损失囚禁原子,限制了对原子运动状态操纵以及对静磁势阱设计的自由度。比如,在实现相干原子束的相干分束或导引时,就遇到较大困难。 利用高频电磁场导引原子的原理如下:有空间梯度的射频场混合在均匀强静磁场中原子的磁子能级,在静磁场和射频场的作用下,原子的本征态是缀饰态。这些缀饰态的本征能级随空间位置的变化给出了绝热的囚禁势。这种动静结合的综合势场提供了比纯粹的静磁场势阱多得多的优越性,在原子光学中展示出广阔的发展空间,它关联于非常广泛的冷原子系统,比如导引物质波原子激射器、一维原子气体和原子干涉仪。射频阱避免了在极深光势阱中的自发辐射等,与传统的静磁导引相比,射频波导还可以避免Majorana跃迁,在实现连续运行的原子激射器中具有优势。 在国家自然科学基金委和科技部支持下的高频势阱组,承担了国家自然科学基金重点课题“973”冷原子系综量子信息存储研究、磁陷阱中冷原子的参量冷却及超冷原子和BEC物理性质研究。该小组建立了我国第一套集光、机、电为一体的精密可调的高频微型势阱和波导实验装置,包括超高真空系统、光学系统、激光稳频系统、电磁机械系统、高分辨超冷原子成像系统和计算机程序控制系统等。课题组与上海光机所精密光电测控研究与发展中心合作,研制了一套消像差成像系统,用于对高频势阱囚禁的冷原子的成像探测。在这个实验装置上,首先实现了冷原子团穿越直径2毫米的金属铜小孔,并把冷原子团转移到了射频阱区域,转移距离大约40毫米,原子数目达到几百万个,为实现高频势阱创造好了条件。通过对系统的优化和射频网络的匹配,该小组实现了高频势阱对超冷原子云的囚禁和导引。通过改变高频场对原子跃迁频率的失谐量,不但可以导引弱场追寻态原子,而且可以导引强场追寻态的原子,导引的原子数峰值约300万个。 有关专家认为,高频势阱导引超冷原子研究的重要进展为实现原子芯片高频势阱、微型原子激射器的连续运行和物质波干涉研究打下了基础。高亮度的相干原子束对高精度精密测量、物质波刻蚀、物质波成像技术和原子光学研究具有潜在的应用价值。原子激光如同激光在光学应用中一样,具有根本性的重要意义,高频势阱囚禁冷原子实验成功对于开展物质波的相干操控迈出了重要一步。 (量子光学重点实验室供稿)
  • 显微拉曼光谱在测量晶圆(多晶硅薄膜)残余应力上的应用
    在半导体生产过程中,退火、切割、光刻、打线、封装等多个生产工序都会引入应力,而应力分为张应力和压应力;应力也分有益的和有害之分。应变 Si(strained Silicon 或 sSi)是指硅单晶受应力的作用,其晶格结构和晶格常数不同于未应变体硅晶体。应变的存在,使 Si 晶体结构由立方晶体特征向四方晶体结构特征转变,导致其能带结构发生变化,从而最终导致其载流子迁移率发生变化。研究表明,在 Si 单晶中分别引入张应变和压应变,可分别使其电子迁移率和空穴迁移率有显著的提升因而,从 Si CMOS IC 的 90nm 工艺开始,在 Si 器件沟道以及晶圆材料中引入应变,提高了器件沟道迁移率或材料载流子迁移率,从而提升器件和电流的高速性能。多晶硅薄膜是MEMS(micro-electro-mechanical systems)器件中重要的结构材料,通常在单晶硅基底上由沉积方法形成。由于薄膜与基底不同的热膨胀系数、沉积温度、沉积方式、环境条件等众多因素的综合作用,多晶硅薄膜一般都存在大小不一的拉应力或者压应力。作为结构材料多晶硅薄膜的材料力学性能在很大程度上决定了MEMS器件的可靠性和稳定性。而多晶硅薄膜的残余应力对其断裂强度、疲劳强度等力学性能有显著的影响。表面及亚表面损伤还会引起残余应力,残余应力的存在将影响晶圆的强度,引起晶圆的翘曲如图1所示。所以准确测量和表征多晶硅薄膜的残余应力对于生产成熟的MEMS器件具有重要的意义。图 1 翘曲的晶圆片图 2 Si N 致张应变 SOI 工艺原理示意图,随着具有压应力 SiN 淀积在 SOI 晶圆上,顶层 Si 便会因为受到 SiN 薄膜拉伸作用发生张应变应力的测试难度非常大。由于MEMS中的多晶硅薄膜具有明显的小尺度特征,准确测量多晶硅薄膜的残余应力并不是一件容易的事情。目前在对薄膜的残余应力测量中主要采用两种方法:一种是X射线衍射,通过测量薄膜晶体中晶格常数的变化来计算薄膜的残余应力,这种方法可以实现对薄膜微区残余应力的准确测量,但测量范围较小,且对试样的制备具有较高的要求,基本不能实现在线薄膜残余应力测量。另外一种就是显微拉曼谱测量法,该方法具有非接触、无损、宽频谱范围和高空间分辨率等优点。通过测量薄膜在残余应力作用下引起的材料拉曼谱峰的移动可推知薄膜的残余应力分布。该方法可以实现对薄膜试件应力状况的在线监测,是表征薄膜材料尤其是MEMS器件中薄膜材料残余应力的一种重要方法。用于力学测量的一般要具有高水平的波长稳定性的紫外或可见光激发光源,并具备高光谱分辨率(小于 1cm-1)的显微拉曼光谱系统。1. 测量原理1.1. 薄膜残余应力与拉曼谱峰移的关系拉曼谱测量薄膜残余应力的示意图如图2所示。激光器发出的单色激光(带箭头实线)经过带通滤波器和光束分离器以后经物镜汇聚照射到样品表面‚激光光子与薄膜原子相互碰撞造成激光光子的散射。其中发生非弹性碰撞的光束(带箭头虚线)经过光束分离器和反射滤波器后,汇聚到声谱仪上形成薄膜的拉曼谱峰。拉曼散射光谱的产生跟薄膜物质原子本身的振动相关,只有当薄膜物质的原子振动伴随有极化率的变化时,激光的光子才能跟薄膜物质原子发生相互作用而形成拉曼光谱。当薄膜存在拉或压的残余应力时,其原子的键长会相应地伸长或缩短,使薄膜的力常数减小或增大,因而原子的振动频率会减小或增大,拉曼谱的峰值会向低频或高频移动。此时,拉曼峰值频率的移动量与薄膜内部残余应力的大小具有线性关系,即Δδ=ασ或者σ=kΔδ,Δδ是薄膜拉曼峰值的频移量,σ是薄膜的残余应力,k和α称为应力因子。图 3 拉曼测量系统示意图图 4 拉曼光谱测试晶圆的示意图2. 多晶硅薄膜残余应力计算对于单晶硅,激光光子与其作用时存在3种光学振动模式,两种平面内的一种竖直方向上的,这与其晶体结构密切相关。当单晶硅中存在应变时,这几种模式下的光子振动频率可以通过求解特征矩阵方程ΔK- λI = 0获得。其中ΔK是应变条件下光子的力常数改变量(光子变形能)λi(i= 1 ,2,3)是与非扰动频率ω0和扰动频率ωi相关的参量(λi≈ 2ω0(ωi-ω0)),I是3×3单位矩阵。由于光子在多晶硅表面散射方向的随机性和薄膜制造过程的工艺性等许多因素的影响,使得利用拉曼谱法测量多晶硅薄膜的残余应力变得更加复杂。Anastassakis和Liarokapis应用Voigt-Reuss-Hill平均和张量不变性得出与单晶硅形式相同的多晶硅薄膜的光子振动频率特征方程式。此时采用的光子变形能常数分别是K11=-2.12ω02 K12=-1.65ω02 K33=-0.23ω02是光子的非扰动频率。与之相对应的柔度因子分别是S11= 6.20×10-12Pa-1S12=-1.39 ×10-12Pa-1S33= 15.17 ×10-12Pa-1对于桥式多晶硅薄膜残余应力的分析,假定在薄膜两端存在大小相等、方向相反(指向桥中心)的力使薄膜呈拉应力。此时,拉曼谱峰值的频移与应力的关系可以表达为Δω =σ(K11+2 K12)(S11+2 S12)/3ω0代入参量得Δω =-1.6(cm-1GPa-1)σ,即σ=-0.63(cmGPa)Δω (1)其中σ是多晶硅薄膜的残余应力,单位为GPa;Δω是多晶硅薄膜拉曼峰值的频移单位为cm-1。3. 应力的拉曼表征桥式多晶硅薄膜梁沿长度方向的拉曼光谱峰值频移情况如图3所示。无应力多晶硅拉曼谱峰的标准波数是520 cm-1,从图3可以看出,当拉曼光谱的测量点从薄膜的两端向中间靠拢时,多晶硅的峰值波数将沿图中箭头方向移动,即当测量位置接近中部时,多晶硅薄膜的峰值波数将会逐渐达到最小。图中拉曼谱曲线采用洛伦兹函数拟合获得。通过得曲线的洛伦兹峰值的横坐标位置,就可以根据式(1)得到多晶硅薄膜的残余应力分布情况,如图4所示。由于制造过程的偏差,多晶硅薄膜的实际梁长L=213μm。图 10 共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪测得晶圆应力分布,红色的应力越大,蓝色的应力较小。
  • 绿色革新:高频红外碳硫分析仪助力电池回收,共创绿色未来
    在追求可持续发展的今天,电池回收已成为环保领域的重要议题。随着电动汽车、智能手机等电子产品的普及,废旧电池的数量急剧增加,如何高效、环保地处理这些废旧电池,已成为摆在我们面前的一大挑战。幸运的是,高频红外碳硫分析仪的出现,为电池回收行业带来了创新的变化。精准检测,高效回收高频红外碳硫分析仪以其独特的红外光谱分析技术,能够精准测定电池材料中的碳、硫含量。在电池回收过程中,这些元素的含量是评估电池材料再利用价值的重要指标。通过高频红外碳硫分析仪的检测,我们可以快速了解电池材料的成分,为后续的回收处理提供科学依据。环保先行,绿色制造电池回收不仅关乎资源的再利用,更与环境保护息息相关。废旧电池中含有的重金属等有害物质如果处理不当,将严重污染环境。高频红外碳硫分析仪的应用,使得我们能够更加精准地控制回收过程中的杂质含量,减少环境污染的风险。同时,通过对回收材料的再利用,我们可以降低新电池的生产成本,实现绿色制造,为环保事业贡献力量。技术领先,创新驱动高频红外碳硫分析仪凭借其先进的技术和卓越的性能,在电池回收领域赢得了广泛的认可。它不仅能够快速、准确地检测电池材料中的碳、硫含量,还具备高度的自动化和智能化水平,提高了回收处理的效率和准确性。同时,随着技术的不断创新和升级,高频红外碳硫分析仪的性能将得到进一步提升,为电池回收行业带来更多的可能性。共创绿色未来高频红外碳硫分析仪的应用,让我们看到了电池回收行业的巨大潜力和广阔前景。它将继续引领电池回收行业的发展方向,推动环保事业的进步。让我们携手共进,共同创造一个绿色、美好的未来!在这个充满挑战和机遇的时代,高频红外碳硫分析仪以其卓越的性能和广泛的应用前景,成为了电池回收行业的得力助手。让我们共同期待它在未来发挥更大的作用,为环保事业贡献更多的力量!高频红外碳硫分析仪锐意5s高精度、宽量程、高可靠性及优异的长期稳定性多气室联合检测模块,保证全量程含量的精准检测:全新固态光源,长期稳定性更优异全新数字压力控制技术,提升了气路流量的稳定性全新数字功率控制技术,精准控制样品加热温度:具有自动气密性检测功能可选紫外波段检测SO2,屏蔽水汽干扰可选远程诊断功能。工作原理:经过净化后的纯净氧气进入燃烧室,通过高频炉感应加热,使得样品中的碳(C)、硫(S)在富氧条件下转化成CO2和SO2、所生成的CO2和SO2通过除尘除水净化装置后进入到相应的光学检测单元进行检测,检测信号通过数据处理后即可得到碳、硫元素的百分含量,含有CO2、SO2和O2的残余气体经过吸收装置后由专用管路排出。
  • 德国Spectrum发布两款1.25GS/s 16位任意波形发生器
    p   2016年1月13日,德国汉斯多尔夫讯——德国Spectrum公司发布了两款新型任意波形发生器(AWG& #39 s)。新产品从速度、精度以及体积上,树立了新的行业标杆。新产品可为客户提供1至2个通道,每个通道所输出的电子信号频率可达1.25GS/s,垂直分辨率高达16位。这种完美的表现和性能可使新款任意波形发生器在确保高精度和保真度的同时,产生高达400 MHz的高频信号。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/d2c1a5e3-b770-4b0f-ac05-594a7bc23096.jpg" title=" 11.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 14px " strong 德国Spectrum任意波形发生器 /strong /span /p p   新推出的任意波形发生器因其杰出的频率范围和动态性能获得了众多领域工程师和科学家们的青睐,这其中包括通信、雷达、半导体、元器件测试、纳米技术、媒体测试、自动化、超声波、光学、物理学、医学和生物科学等领域。任意波形发生器几乎适用于生成任意波形,这其中包括激发诸如放大器、滤波器、接收机和数字接口等类型的电子设备。此次推出的任意波形发生器能够再现真实信号。因此,它们也可用于替换或模拟丢失的系统组件。用户可以通过数字化仪或其它设备获取波形,并通过一些常用的文件格式传送至任意波形发生器。同时,这些波形也可以通过数学方程产生或由诸如LabVIEW和MATLAB等第三方软件工具输入。 /p p   基于德国Spectrum公司研发的M4i系列PCIe平台,新产品的体积远比传统设备更加紧凑且小巧,并适用于大多数现代PC。仅需将任意波形发生器卡安装至PCIe 接口,通过Spectrum公司软件可直接获取波形。此外,用户可以对任意波形发生器进行自由编程,并与Spectrum公司研发的SBench6 控制软件配合使用。如果用户希望使用其自主研发的软件控制任意波形发生器,可通过Spectrum公司所提供的驱动器完成(适用于Windows 和 Linux系统)。一套标准的编程实例阐述了主要的信号生成功能,并通过Visual C++, Borland C++, Gnu C++, LabVIEW, Visual Basic, VB.NET, C#, J#, Python and Delphi code等语言支持。 /p p   为了能够生成较长、且更为复杂的波形,任意波形发生器提供了一个高达2GSamples的板上存储器和诸如单脉冲、回路、FIFO以及序列回放等操作模式。在FIFO模式下,任意波形发生器卡使用超速PCIe x8二代接口,以高达2.8GB/s的读取速度,持续从电脑内存向任意波形发生器传输数据。使用双通道时,两个通道可通过使用同一计时器实现数据输出的完全同步,确保误差降低到最小。如果客户有更多通道的需求,可通过Spectrum的Star-Hub时钟及触发系统将8张卡连接起来使用。Star-Hub能够帮助设备生成多达16个完全同步的通道。 /p p   为了输出真实的仿真信号,任意波形发生器可将± 200 mV 至 ± 4 V的可编程输出电平转换为高阻抗(50Ω的电阻产生的电压范围可从± 100 mV达到± 2 V)。使用16位数模转换器,任意波形发生器仍然可以生成优质的信号。在72dB信噪比(SNR)和98dB的无杂散动态范围(SFDR)下,Spectrum公司所推出的两款任意波形发生器仍可达到杰出的动态性能。 /p p   此外,任意波形发生器的每条通道都使用了内部生成或以外部时钟为参考的精密锁相回路(PLL)控制系统计时。前面板多功能I/O连接器增强了任意波形发生器的灵活性,使其适用于异步的数字输入和输出,时间戳参考时钟,同步数字输出,触发器输出,运行与指针情况,PLL参考时钟和标记输出。 /p p   单通道M4i.663-x8和双通道M4i.6631-x8AWG卡可即时交付使用,附送SBench6软件、驱动器和两年厂商质保。同时,德国Spectrum公司还将为客户提供技术支持,其中包括免费的软件和固件升级。如需了解更多关于任意波形发生器的产品详情,请发送邮件至info@spec.com或访问官网www.spectrum-instrumentation.com。 /p p    strong 关于德国Spectrum公司 /strong /p p   德国Spectrum公司成立于1989年,是全球领先的基于PC测试测量设备的设计商与制造商,产品主要应用于电子信号采集、产生与分析。公司专注于高速数字化仪及发生器技术。迄今为止,Spectrum公司所研发的模块化产品已经多达400余种,并符合诸如PCIe, LXI和PXI等业界主流的行业标准。德国Spectrum公司总部位于德国汉斯多尔夫,销售网络遍及全球并为世界各地的客户提供杰出、快速的技术支持。更多信息,请访问德国Spectrum公司官网 a href=" http://spectrum-instrumentation.com/en" target=" _blank" title=" " www.spectrum-instrumentation.com /a 。 /p p br/ /p
  • 晶圆表面缺陷检测方法综述【上】
    摘要晶圆表面缺陷检测在半导体制造中对控制产品质量起着重要作用,已成为计算机视觉领域的研究热点。然而,现有综述文献中对晶圆缺陷检测方法的归纳和总结不够透彻,缺乏对各种技术优缺点的客观分析和评价,不利于该研究领域的发展。本文系统分析了近年来国内外学者在晶圆表面缺陷检测领域的研究进展。首先,介绍了晶圆表面缺陷模式的分类及其成因。根据特征提取方法的不同,目前主流的方法分为三类:基于图像信号处理的方法、基于机器学习的方法和基于深度学习的方法。此外,还简要介绍了代表性算法的核心思想。然后,对每种方法的创新性进行了比较分析,并讨论了它们的局限性。最后,总结了当前晶圆表面缺陷检测任务中存在的问题和挑战,以及该领域未来的研究趋势以及新的研究思路。1.引言硅晶圆用于制造半导体芯片。所需的图案是通过光刻等工艺在晶圆上形成的,是半导体芯片制造过程中非常重要的载体。在制造过程中,由于环境和工艺参数等因素的影响,晶圆表面会产生缺陷,从而影响晶圆生产的良率。晶圆表面缺陷的准确检测,可以加速制造过程中异常故障的识别以及制造工艺的调整,提高生产效率,降低废品率。晶圆表面缺陷的早期检测往往由经验丰富的检测人员手动进行,存在效率低、精度差、成本高、主观性强等问题,不足以满足现代工业化产品的要求。目前,基于机器视觉的缺陷检测方法[1]在晶圆检测领域已经取代了人工检测。传统的基于机器视觉的缺陷检测方法往往采用手动特征提取,效率低下。基于计算机视觉的检测方法[2]的出现,特别是卷积神经网络等神经网络的出现,解决了数据预处理、特征表示和提取以及模型学习策略的局限性。神经网络以其高效率、高精度、低成本、客观性强等特点,迅速发展,在半导体晶圆表面缺陷检测领域得到广泛应用。近年来,随着智能终端和无线通信设施等电子集成电路的发展,以及摩尔定律的推广,在全球对芯片的需求增加的同时,光刻工艺的精度也有所提高。随着技术的进步,工艺精度已达到10纳米以下[5]。因此,对每个工艺步骤的良率提出了更高的要求,对晶圆制造中的缺陷检测技术提出了更大的挑战。本文主要总结了晶圆表面缺陷检测算法的相关研究,包括传统的图像处理、机器学习和深度学习。根据算法的特点,对相关文献进行了总结和整理,对晶圆缺陷检测领域面临的问题和挑战进行了展望和未来发展。本文旨在帮助快速了解晶圆表面缺陷检测领域的相关方法和技能。2. 晶圆表面缺陷模式在实际生产中,晶圆上的缺陷种类繁多,形状不均匀,增加了晶圆缺陷检测的难度。在晶圆缺陷的类型中,无图案晶圆缺陷和图案化晶圆缺陷是晶圆缺陷的两种主要形式。这两类缺陷是芯片故障的主要原因。无图案晶圆缺陷多发生在晶圆生产的预光刻阶段,即由机器故障引起的晶圆缺陷。划痕缺陷如图1a所示,颗粒污染缺陷如图1b所示。图案化晶圆缺陷多见于晶圆生产的中间工序。曝光时间、显影时间和烘烤后时间不当会导致光刻线条出现缺陷。螺旋激励线圈和叉形电极的微纳制造过程中晶圆表面产生的缺陷如图2所示。开路缺陷如图2 a所示,短路缺陷如图2 b所示,线路污染缺陷如图2 c所示,咬合缺陷如图2d所示。图1.(a)无图案晶圆的划痕缺陷;(b)无图案晶圆中的颗粒污染。图2.(a)开路缺陷,(b)短路缺陷,(c)线路污染,以及(d)图案化晶圆缺陷图中的咬合缺陷。由于上述晶圆缺陷的存在,在对晶圆上所有芯片进行功能完整性测试时,可能会发生芯片故障。芯片工程师用不同的颜色标记测试结果,以区分芯片的位置。在不同操作过程的影响下,晶圆上会产生相应的特定空间图案。晶圆图像数据,即晶圆图,由此生成。正如Hansen等在1997年指出的那样,缺陷芯片通常具有聚集现象或表现出一些系统模式,而这种缺陷模式通常包含有关工艺条件的必要信息。晶圆图不仅可以反映芯片的完整性,还可以准确描述缺陷数据对应的空间位置信息。晶圆图可能在整个晶圆上表现出空间依赖性,芯片工程师通常可以追踪缺陷的原因并根据缺陷类型解决问题。Mirza等将晶圆图缺陷模式分为一般类型和局部类型,即全局随机缺陷和局部缺陷。晶圆图缺陷模式图如图3所示,局部缺陷如图3 a所示,全局随机缺陷如图3b所示。全局随机缺陷是由不确定因素产生的,不确定因素是没有特定聚类现象的不可控因素,例如环境中的灰尘颗粒。只有通过长期的渐进式改进或昂贵的设备大修计划,才能减少全局随机缺陷。局部缺陷是系统固有的,在晶圆生产过程中受到可控因素的影响,如工艺参数、设备问题和操作不当。它们反复出现在晶圆上,并表现出一定程度的聚集。识别和分类局部缺陷,定位设备异常和不适当的工艺参数,对提高晶圆生产良率起着至关重要的作用。图3.(a)局部缺陷模式(b)全局缺陷模式。对于面积大、特征尺寸小、密度低、集成度低的晶圆图案,可以用电子显微镜观察光刻路径,并可直接进行痕量检测。随着芯片电路集成度的显著提高,进行芯片级检测变得越来越困难。这是因为随着集成度的提高,芯片上的元件变得更小、更复杂、更密集,从而导致更多的潜在缺陷。这些缺陷很难通过常规的检测方法进行检测和修复,需要更复杂、更先进的检测技术和工具。晶圆图研究是晶圆缺陷检测的热点。天津大学刘凤珍研究了光刻设备异常引起的晶圆图缺陷。针对晶圆实际生产过程中的缺陷,我们通过设备实验对光刻胶、晶圆粉尘颗粒、晶圆环、划痕、球形、线性等缺陷进行了深入研究,旨在找到缺陷原因,提高生产率。为了确定晶圆模式失效的原因,吴明菊等人从实际制造中收集了811,457张真实晶圆图,创建了WM-811K晶圆图数据集,这是目前应用最广泛的晶圆图。半导体领域专家为该数据集中大约 20% 的晶圆图谱注释了八种缺陷模式类型。八种类型的晶圆图缺陷模式如图4所示。本综述中引用的大多数文章都基于该数据集进行了测试。图4.八种类型的晶圆映射缺陷模式类型:(a)中心、(b)甜甜圈、(c)边缘位置、(d)边缘环、(e)局部、(f)接近满、(g)随机和(h)划痕。3. 基于图像信号处理的晶圆表面缺陷检测图像信号处理是将图像信号转换为数字信号,再通过计算机技术进行处理,实现图像变换、增强和检测。晶圆检测领域常用的有小波变换(WT)、空间滤波(spatial filtering)和模板匹配(template matching)。本节主要介绍这三种算法在晶圆表面缺陷检测中的应用。图像处理算法的比较如表1所示。表 1.图像处理算法的比较。模型算法创新局限小波变换 图像可以分解为多种分辨率,并呈现为具有不同空间频率的局部子图像。防谷物。阈值的选择依赖性很强,适应性差。空间滤波基于空间卷积,去除高频噪声,进行边缘增强。性能取决于阈值参数。模板匹配模板匹配算法抗噪能力强,计算速度快。对特征对象大小敏感。3.1. 小波变换小波变换(WT)是一种信号时频分析和处理技术。首先,通过滤波器将图像信号分解为不同的频率子带,进行小波分解 然后,通过计算小波系数的平均值、标准差或其他统计度量,分析每个系数以检测任何异常或缺陷。异常或缺陷可能表现为小波系数的突然变化或异常值。根据分析结果,使用预定义的阈值来确定信号中的缺陷和异常,并通过识别缺陷所在的时间和频率子带来确定缺陷的位置。小波分解原理图如图5所示,其中L表示低频信息,H表示高频信息。每次对图像进行分解时,图像都会分解为四个频段:LL、LH、HL 和 HH。下层分解重复上层LL带上的分解。小波变换在晶圆缺陷特征的边界处理和多尺度边缘检测中具有良好的性能。图5.小波分解示意图。Yeh等提出了一种基于二维小波变换(2DWT)的方法,该方法通过修正小波变换模量(WTMS)计算尺度系数之间的比值,用于晶圆缺陷像素的定位。通过选择合适的小波基和支撑长度,可以使用少量测试数据实现晶圆缺陷的准确检测。图像预处理阶段耗费大量时间,严重影响检测速度。Wen-Ren Yang等提出了一种基于短时离散小波变换的晶圆微裂纹在线检测系统。无需对晶圆图像进行预处理。通过向晶圆表面发射连续脉冲激光束,通过空间探针阵列采集反射信号,并通过离散小波变换进行分析,以确定微裂纹的反射特性。在加工的情况下,也可以对微裂纹有更好的检测效果。多晶太阳能硅片表面存在大量随机晶片颗粒,导致晶圆传感图像纹理不均匀。针对这一问题,Kim Y等提出了一种基于小波变换的表面检测方法,用于检测太阳能硅片缺陷。为了更好地区分缺陷边缘和晶粒边缘,使用两个连续分解层次的小波细节子图的能量差作为权重,以增强每个分解层次中提出的判别特征。实验结果表明,该方法对指纹和污渍有较好的检测效果,但对边缘锋利的严重微裂纹缺陷无效,不能适用于所有缺陷。3.2. 空间过滤空间滤波是一种成熟的图像增强技术,它是通过直接对灰度值施加空间卷积来实现的。图像处理中的主要作用是图像去噪,分为平滑滤镜和锐化滤镜,广泛应用于缺陷检测领域。图6显示了图像中中值滤波器和均值滤波器在增加噪声后的去噪效果。图6.滤波去噪效果图:(a)原始图像,(b)中值滤波去噪,(c)均值滤光片去噪。Ohshige等提出了一种基于空间频率滤波技术的表面缺陷检测系统。该方法可以有效地检测晶圆上的亚微米缺陷或异物颗粒。晶圆制造中随机缺陷的影响。C.H. Wang提出了一种基于空间滤波、熵模糊c均值和谱聚类的晶圆缺陷检测方法,该方法利用空间滤波对缺陷区域进行去噪和提取,通过熵模糊c均值和谱聚类获得缺陷区域。结合均值和谱聚类的混合算法用于缺陷分类。它解决了传统统计方法无法提取具有有意义的分类的缺陷模式的问题。针对晶圆中的成簇缺陷,Chen SH等开发了一种基于中值滤波和聚类方法的软件工具,所提算法有效地检测了缺陷成簇。通常,空间过滤器的性能与参数高度相关,并且通常很难选择其值。3.3. 模板匹配模板匹配检测是通过计算模板图像与被测图像之间的相似度来实现的,以检测被测图像与模板图像之间的差异区域。Han H等从晶圆图像本身获取的模板混入晶圆制造工艺的设计布局方案中,利用物理空间与像素空间的映射,设计了一种结合现有圆模板匹配检测新方法的晶圆图像检测技术。刘希峰结合SURF图像配准算法,实现了测试晶圆与标准晶圆图案的空间定位匹配。测试图像与标准图像之间的特征点匹配结果如图7所示。将模式识别的轮廓提取技术应用于晶圆缺陷检测。Khalaj等提出了一种新技术,该技术使用高分辨率光谱估计算法提取晶圆缺陷特征并将其与实际图像进行比较,以检测周期性2D信号或图像中不规则和缺陷的位置。图7.测试图像与标准图像之间的特征点匹配结果。下接:晶圆表面缺陷检测方法综述【下】
  • 【应用指南】锁相环在相位检测中的应用
    使用Moku锁相放大器和相位表进行开环和闭环相位检测的选择指南高精确度及高灵敏度相位检测在众多测试测量场景都至关重要。例如,测量电流和电压之间的相移可以显示设备或元件的复阻抗。可以通过光学干涉仪的控制臂和测量臂之间的相移来测量极小的位移。Liquid Instruments的Moku设备可以提供两种检测射频信号相位的仪器:锁相放大器和数字相位测量仪。在本应用说明中,我们将介绍这两个仪器的工作原理,并为不同的应用场景提供仪器选择指南。介绍锁相放大器和相位表(数字相位测量仪)是两种常用于从振荡信号中获取相位信息的仪器。锁相放大器可以被视为开环相位检测器。相位是由本地振荡器、混频器和低通滤波器直接计算出来的。相比而言,相位表则采用数字锁相环(PLL)作为其相位检测器,使用一个反馈信号来实时调节本地振荡器的频率。这可以被视为一种闭环相位检测方法。在我们介绍这两种仪器之前,我们先来总结一下Moku:Pro锁相放大器和相位表(用于相位检测)的区别。请注意,本表中的参数规格是基于Moku:Pro的。工作原理锁相放大器原理如图1所示,锁相放大器有三个关键组成部分:一个本地振荡器、一个混频器和一个低通滤波器。图1: 锁相放大器的简化原理图输入信号Vin和本地振荡器VLO可以用正弦和余弦函数来描述。A1和A2代表振荡器的振幅。ωin和ωLO代表输入和本地振荡器的频率。∆ϕ 表示输入信号和本地振荡器之间的相位角差。混频器的输出Vmixer是输入和本地振荡器的产生的。应用三角函数示意假设 ωLO ≅ ωin= ω, Vmixer可写为低通滤波器过滤掉了高频率分量sin(2×2ωt+∆j)。假设输入信号和本地振荡器的振幅是固定的,输出信号Vout可以表示为在此有几个需要注意的地方:单相锁相放大器的输出与sin(∆ϕ)成正比,而不是与成正比。这大大限制了相位检测的线性动态范围,因为正弦函数是一个周期性的函数,它只在一个非常小的范围内提供(近乎)线性响应。另外,任何振幅的波动都可能引起一些系统误差。Liquid Instruments的Moku锁相放大器提供了双相解调的选项,可有效地区分了来自振幅和相位对输出的影响(可以通过此链接更深入了解双相位解调)但线性动态范围仍然限制在2π以内。另一方面,锁相放大器的数字信号处理(DSP)比相位表简单得多。这使锁相放大器能够以更高的速率处理数据,从而提供更宽的解调带宽。用户也可从外部设备输入一个本地振荡器作为参考,以直接测量两个振荡器之间的相对相位差。锁相放大器的开环特性确保仪器能够提供有效即时的响应,不容易受信号突变或损失造成的影响。因此,用户可使用锁相放大器测量接近或处于输入本底噪声的信号。相位表/PLL 原理相位表的核心相位检测单元是一个锁相环(PLL)。相位表的基本测量原理是将一个内部振荡器锁定在输入信号上,然后从内部振荡器的已知相位推断出输入信号的相位。图2显示了PLL的运作原理。锁相环的运作原理与锁相放大器非常相似,但有两个重要的区别:1)本地振荡器被一个压控振荡器(VCO)所取代;2)低通滤波器的输出反馈形成一个闭环。 图2: 锁相环的简化原理图VCO的输出 VVCO可以表述为 ωset是VCO的设定/中心频率。K是VCO的灵敏度 VCO, VVCOinput 是VCO的输入。AVCO是VCO的振幅。K和AVCO在正常工作时都保持不变。在不深入了解闭环控制理论的情况下,这种配置试图保持输入信号Vin和VCO之间的瞬时频率差为零。因此:由于ωset和K都是基于已知的仪器设置,输入的频率可以根据VVCOinput来计算。同时,ωset在时间t的累积相位可以表示为输入信号的累积相位可以用来近似表示。这里我们把K∙Vvcoinput项定义为ωdiff。因此,输入信号和参考信号(振荡器在设定的频率下)之间的累积相位差可以通过测算环路的频率差/误差信号积分获取。这种方法为相位检测提供了一个原生的相位解包支持,使输出与相位差呈线性关系。输入信号的瞬时频率也通过进行测量。此外,相位表有一个内置的二级振荡器来计算输入信号的振幅,类似于一个双相锁相放大器。除了来自环外积分器的相位,相位表的输出可以被设置为直接从数控振荡器(NCO;它可以被认为是数字的VCO)生成输入信号的正弦锁相副本,具有任意的振幅和可调相位。另一方面,输入和NCO之间的稳定锁定是PLL正常运行所必须的,不连续的输入可能会导致测量中断。由于这个原因,PLL在非常低的频率上保持稳定的锁定更具挑战性,相位表对比于锁相放大器在低载波频率边界更受限制,因此不建议用于测量接近输入本底噪声的信号。应用中考量因素和演示在本节中,我们将通过演示讨论在对Moku锁相放大器和相位表之间进行选择时的一些实际注意事项。在这个演示中,通过多仪器模式(MIM)(点此详细了解MIM)同时开启波形发生器、锁相放大器、相位表和示波器功能。一个10MHz的相位调制信号以单相和双相模式输入Moku:Pro的锁相放大器和相位表。相位检测的输出通过示波器进行记录。
  • 华兴源创5G射频测试系统获得韦尔半导体批量订单
    2021年8月30日,在嘉盛半导体(苏州)有限公司举行了华兴源创5G射频测试系统交付仪式以及上海韦尔半导体股份有限公司、嘉盛半导体(苏州)有限公司、苏州华兴源创科技股份有限公司三方战略合作签约仪式。经过长达3年的潜心研究,由华兴源创自主研发的4台射频测试系统TS-1800,在韦尔半导体和嘉盛半导体大力支持下,顺利进入嘉盛半导体(苏州)有限公司的量产线用于韦尔半导体射频开关的测试。在中国大陆射频芯片封测产业,不得不提到嘉盛半导体苏州公司,全球超过一半的射频开关产品从这里完成封测。本次华兴源创交付的TS-1800射频测试系统,最核心的射频信号矢量信号收发仪板卡(VST)及射频矢量信号网络分析仪板卡(VNA)均为从底层架构完全自主研发,因此可以说是国内首台完全自主创新的5G射频测试系统。TS-1800设计的最高收发频率可达Sub6GHz,可满足所有5G射频开关(Switch)、低噪放大器(LNA)、功率放大器(PA)、滤波器(Filter)、射频调谐(Tuner)等射频前端芯片的测试,打破了国内在5G射频专用测试领域完全依赖进口设备和进口射频矢量板卡的局面。TS-1800射频测试系统的技术亮点主要有1.在硬件设计方面,TS800利用“高功率多频段复用技术”, HP Multi-band TM. 使客户在更换产品时,无需Loadboard硬件更换,只需控制切换即可实现不同的频段的高功率测试。这项技术区别于其他射频设备,实现轻松切换,进一步提高产能。2.在数据处理方面,TS1800 采用Auto-Detect 智能算法。这个强大的智能算法的成功应用,进一步提高测试精度,确保测量的稳定性和一致性。3.TS1800的优于分时系统利用双TX通道和双RX通道集成于一卡的优势实现低功率和高功率实时并行测试的技术,在测试时间上拥有竞争优势。4.高度集成的完全自主研发板卡在测试成本方面拥有天然的竞争优势。上海韦尔半导体股份有限公司董事副总经理纪刚代表公司出席了仪式。他表示韦尔半导体作为一家中国设计公司在保证芯片品质的基础上一直积极推进测试设备的国产化,目前公司的分立器件和模拟芯片的测试已经比较多的采用国产测试设备了,但其他产品的量产测试设备还是依靠海外测试供应商。2年多前豪威集团和华兴源创首先启动了合作,目前在其代工厂已采用华兴源创测试机加分选机的解决方案。经过2年多的不断改善,华兴源创的测试解决方案在效率、稳定性等多项关键指标上已经达到国际同类水平。今天交付的4台5G射频专用测试设备主要用于公司射频开关、LNA等前端芯片的测试,由于射频测试设备的技术门槛很高,截止目前我们基本上全部采用海外品牌测试机,此次首次采购数量不多,但意义重大。首先是韦尔半导体和华兴源创的战略合作又往前发展了一步,从一个品类变成了两个品类,其次今后韦尔半导体的射频前端芯片非常有机会能逐步通过采用高性价比的国产测试解决方案来提高产品竞争力。苏州华兴源创科技股份有限公司董事长陈文源出席了仪式,他表示:首先要感谢韦尔半导体和嘉盛半导体对华兴源创的信任和大力支持,因为公司作为半导体测试设备的新厂商,成败的关键因素之一就是一定要有几家下游铁杆客户不离不弃的陪跑。在韦尔半导体项目推进过程中接收端在高频5GHz范围左右扑捉小信号峰值的时候出现过数值不稳定现象,这是一个集硬件,算法,和信号完整性交织在一起的复杂问题。在韦尔半导体的信任和支持下我们工程师们历经约1个月的奋战,应用了严谨的鱼骨法问题解决方式,做了数十次DOE,终于找到原因,并用精巧的算法实现了稳定地抓取每一次数据的解决方案,这为今天的顺利交付奠定了扎实的基础。其次今天交付的设备,对于华兴源创只是万里长征开始的第一步,我们将持续投入研发,通过与海外同类畅销机型的对比以及从满足客户的各种需求出发,不断升级完善产品,希望在不久的将来,华兴源创的5G射频测试解决方案能成为国内射频芯片厂商乃至全球射频芯片厂商心目中的最佳测试解决方案。出席此次仪式的还有上海韦尔半导体股份有限公司运营总监蒋海林、生产运营高级总监褚彩萍、封装总监俞江彬、嘉盛半导体(苏州)有限公司总经理李操权、运营总监石岩、销售总监朱勤、测试总监向国平、苏州华兴源创科技股份有限公司运营中心长姚夏、董事会秘书朱辰、半导体事业部总监黄龙。华兴源创是行业领先的工业自动化测试设备与整线系统解决方案提供商,基于公司在电子、光学、声学、射频、机器视觉、机械自动化等多学科交叉融合的核心技术为客户提供从整机、系统、模块、SIP、芯片各个工艺节点的自动化测试设备。目前华兴源创产品已经服务于平板显示、半导体、可穿戴、新能源车等多个领域。
  • 质检总局公布第二批部门计量检定规程清理结果
    2013年2月27日,质检总局公布第二批部门计量检定规程清理结果,本次清理范围涉及轻工、电子、化工、建材、民航等领域,涉及的仪器包括实验室、表面粗糙度仪等大量仪器。详情如下: 国家质量监督检验检疫总局《关于公布第二批部门计量检定规程清理结果的公告》(2013年第32号) 2013年第32号 质检总局关于公布第二批部门计量检定规程清理结果的公告   根据《中华人民共和国计量法》的规定,为进一步做好部门计量检定规程备案工作,质检总局组织有关单位对已备案的部门计量检定规程进行了集中清理,现将清理后的第二批现行有效的部门计量检定规程公布如下(见附件)。   附件:现行有效的部门计量检定规程(第二批) 现行有效的部门计量检定规程(第二批) 序号 规程编号 规程名称 主管部门 1 JJG(轻工) 2-89 自行车滑行道检定规程 工业和信息化部 2 JJG(轻工) 4-89 自行车车架精度检具检定规程 工业和信息化部 3 JJG(轻工) 5-89 自行车前后叉中心测量轴检定规程 工业和信息化部 4 JJG(轻工) 6-89 自行车车架中接头垂直度检具检定规程 工业和信息化部 5 JJG(轻工) 7-89 自行车前叉精度检具检定规程 工业和信息化部 6JJG(轻工) 8-89 自行车车把精度检具检定规程 工业和信息化部 7 JJG(轻工) 9-89 自行车车圈接口凹陷量检具检定规程 工业和信息化部 8 JJG(轻工)10-89 自行车窜动量调整架检定规程 工业和信息化部 9 JJG(轻工)11-89 自行车车轮静负荷能力试验台检定规程 工业和信息化部 10 JJG(轻工)12-89 自行车后轴身螺纹圆跳动量检具检定规程 工业和信息化部 11 JJG(轻工)13-89 自行车曲柄心轴检定规程 工业和信息化部 12 JJG(轻工)14-89 自行车飞轮心轴检定规程 工业和信息化部 13 JJG(轻工)15-89 自行车脚蹬轴冲击试验台检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 14 JJG(轻工)16-89自行车链条灵活性测量板检定规程 工业和信息化部 15 JJG(轻工)17-89 自行车轴挡碗耐磨试验机检定规程 工业和信息化部 16 JJG(轻工)18-89 自行车漆膜冲击器检定规程 工业和信息化部 17 JJG(轻工)20-89 自行车负荷试验砝码检定规程 工业和信息化部 18 JJG(轻工)21-89 自行车盐雾试验箱检定规程 工业和信息化部 19 JJG(轻工)22-89 自行车鞍座疲劳试验机检定规程 工业和信息化部 20 JJG(轻工)23-89 自行车车把鞍座夹紧力矩试验台检定规程 工业和信息化部 21 JJG(轻工)24-89 自行车车架前叉组合件落重试验机检定规程 工业和信息化部 22 JJG(轻工)25-89 自行车车架前叉组合件冲击试验机检定规程 工业和信息化部 23 JJG(轻工)26-89 自行车前后轴灵敏度光电计数器检定规程 工业和信息化部 24 JJG(轻工)28-89 自行车飞轮圆跳动量测试仪检定规程 工业和信息化部 25 JJG(轻工)29-89 自行车前后轴灵敏度试验检具检定规程 工业和信息化部 26 JJG(轻工)32-89 自行车轴脚蹬耐磨试验机检定规程 工业和信息化部 27 JJG(轻工)35-89 自行车外露突出物测试圆柱棒检定规程 工业和信息化部 28 JJG(轻工)36-89 自行车检测专用角度块检定规程 工业和信息化部 29 JJG(轻工)40-89 自行车道路试验障碍器检定规程 工业和信息化部 30 JJG(轻工)41-89 自行车车铃寿命试验机检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 31 JJG(轻工)45-89 自行车链条耐磨试验机检定规程 工业和信息化部 32 JJG(轻工)46-89 自行车脚蹬静态试验机检定规程 工业和信息化部 33 JJG(轻工)47-89 自行车脚蹬动态试验机检定规程 工业和信息化部 34 JJG(轻工)48-2000 反射光度计 工业和信息化部 35 JJG(轻工)49-2000 纸板压缩强度试验仪 工业和信息化部 36 JJG(轻工)50.1-2000 纸与纸板厚度测定仪 工业和信息化部 37 JJG(轻工)50.2-2000 瓦楞纸板厚度仪 工业和信息化部 38 JJG(轻工)50.3-2000 可变压力厚度仪 工业和信息化部 39 JJG(轻工)51-2000 纸与纸板透气度仪 工业和信息化部 40 JJG(轻工)52-2000 纸与纸板粗糙度测定仪 工业和信息化部 41 JJG(轻工)53-2000 纸浆打浆度测定仪 工业和信息化部 42 JJG(轻工)54.2-2000 纸与纸板定量测定仪 工业和信息化部 43 JJG(轻工)55-2000 纸与纸板吸收性测定仪 工业和信息化部 44 JJG(轻工)56-2000 纸板戳穿强度测定仪 工业和信息化部 45 JJG(轻工)57-2000 纸板挺度测定仪 工业和信息化部 46 JJG(轻工)58.1-2000 摆锤式纸张抗张力试验机 工业和信息化部 47 JJG(轻工)58.2-2000 卧式纸张抗张试验机 工业和信息化部 48 JJG(轻工)59-2000 MIT式耐折度仪检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 49 JJG(轻工)60-2000 肖伯尔式耐折度仪 工业和信息化部 50 JJG(轻工)61-2000 纸与纸板耐破度仪 工业和信息化部 51 JJG(轻工)62-2000 纸和纸板平滑度仪 工业和信息化部 52 JJG(轻工)63-2000 纸与纸板撕裂度仪 工业和信息化部 53 JJG(轻工)64-2000 柔软度仪 工业和信息化部 54 JJG(轻工)65-2000 纸张透油度测定仪 工业和信息化部 55 JJG(轻工)66-2000 纸张光泽度计 工业和信息化部 56 JJG(轻工)67-2000 IGT印刷适应性测定仪 工业和信息化部 57 JJG(轻工)68-2000 纸与纸板油墨吸收性试验仪 工业和信息化部 58 JJG(轻工)69-2000 纸与纸板葛尔莱式透气度仪 工业和信息化部 59 JJG(轻工)70-2000 佛格式纸与板耐磨试验仪 工业和信息化部 60 JJG(轻工)72-2000 实验室PFI磨浆机 工业和信息化部 61 JJG(轻工)73-2000 纸浆用毛细管粘度计 工业和信息化部 62 JJG(轻工)74-2000 实验室VALLEY打浆机 工业和信息化部 63 JJG(轻工)76-91 SCI.327石英晶体阻抗计SPM.327 PPM计数器检定规程 工业和信息化部 64 JJG(轻工)77-91 盐雾试验箱检定规程 工业和信息化部 65 JJG(轻工)78-91 Ω打印计时仪检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 66 JJG(轻工)79-91 钟表仪器校验仪检定规程 工业和信息化部 67 JJG(轻工)80-91 钟表用齿轮、宝石元件投影样板检定规程 工业和信息化部 68 JJG(轻工)81-91 机械钟表校验仪检定规程 工业和信息化部 69 JJG(轻工)82-91 石英钟表校验仪检定规程 工业和信息化部 70 JJG(轻工)83-91 石英钟表仪器精度校验仪检定规程 工业和信息化部 71 JJG(轻工)84-91 手表防水测试仪检定规程 工业和信息化部 72 JJG(轻工)85-91 手表防震试验仪检定规程 工业和信息化部 73 JJG(轻工)86-91 手表综合测试仪检定规程 工业和信息化部 74 JJG(轻工)87-92 便携式地毯测厚仪 工业和信息化部 75 JJG(轻工)88-92 数显式地毯测厚仪 工业和信息化部 76 JJG(轻工)89-92 地毯绒簇拔出力测试仪 工业和信息化部 77 JJG(轻工)90-92 地毯四足踩踏试验仪 工业和信息化部 78 JJG(轻工)91-92 地毯动态负载仪 工业和信息化部 79 JJG(轻工)92-92 地毯静态负载试验仪 工业和信息化部 80 JJG(轻工)93-92 YGW-872型地毯染色牢度摩擦仪 工业和信息化部 81 JJG(轻工)94-92 水平法地毯燃烧试验装置 工业和信息化部 82 JJG(轻工)95-92 FL-45°型燃烧仪 工业和信息化部 83 JJG(轻工)98-93 家用制冷器具检测装置Ⅱ检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 84 JJG(轻工)100-1993 单盘闪光音准仪检定规程 工业和信息化部 85 JJG(轻工)101-1993 十二盘闪光音准仪检定规程 工业和信息化部 86 JJG(轻工)102-1994 便携式数字显示音准仪检定规程 工业和信息化部 87 JJG(轻工)103-1995 便携式指针显示音准仪检定规程 工业和信息化部 88 JJG(轻工)105-94 制冷压缩机量热计(第二制冷剂量热器法)检定规程 工业和信息化部 89 JJG(轻工)106-94 卤素检漏仪检定规程 工业和信息化部 90 JJG(轻工)107-94 洗净率检测装置检定规程 工业和信息化部 91 JJG(轻工)108-96 翘曲度指示器检定规程 工业和信息化部 92 JJG(轻工)109-96 150mm平整度指示器检定规程 工业和信息化部 93 JJG(电子)01001-87 SCP-2型时畴测频器试行检定规程 工业和信息化部 94 JJG(电子)03001-87 521A型PAL矢量示波器试行检定规程 工业和信息化部 95 JJG(电子)04001-87 JS-2C型晶体管反向截止电流测试仪试行检定规程 工业和信息化部 96 JJG(电子)04002-87 BJ3030型高频小功率晶体管CCrbb,乘积测试仪试行检定规程 工业和信息化部 97 JJG(电子)04003-87 BJ2952A(JS-3A)型晶体管反向击穿电压测试仪试行检定规程 工业和信息化部 98 JJG(电子)04004-87 BJ2911(HQ-1B)型晶体管综合参数测试仪试行检定规程 工业和信息化部 99 JJG(电子)04006-87 BJ2913型场效应管参数测试仪试行检定规程 工业和信息化部 100 JJG(电子)04008-87 QE1A型双基极半导体管测试仪试行检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 101 JJG(电子)04009-87 BJ2983型晶体三级管正偏二次击穿测试仪试行检定规程 工业和信息化部 102 JJG(电子)04010-87 BJ2961型晶体管集成电路动态参数测试仪试行检定规程 工业和信息化部 103 JJG(电子)04011-87 QG21~QG25型高频小功率晶体管Ft测试仪试行检定规程 工业和信息化部 104 JJG(电子)04012-87 BJ3022(QJ30)型低频大功率晶体管Ft测试仪试行检定规程 工业和信息化部 105 JJG(电子)05006-87 1620型电容测量装置试行检定规程 工业和信息化部 106 JJG(电子)05007-87 HP4192A型低频阻抗分析仪试行检定规程 工业和信息化部 107 JJG(电子)09002-87 WILTRON6409射频分析仪试行检定规程 工业和信息化部 108 JJG(电子)12004-87 363型电视频道信号发生器试行检定规程 工业和信息化部 109 JJG(电子)12005-874001A型音频扫频信号发生器试行检定规程 工业和信息化部 110 JJG(电子)12009-87 MSG-2161型调频立体声/调频-调幅信号发生器试行检定规程 工业和信息化部 111 JJG(电子)12011-87 XT24型立体声信号发生器试行检定规程 工业和信息化部 112 JJG(电子)12012-87 SBUF型电视测试发射机试行检定规程 工业和信息化部 113 JJG(电子)12014-87 MDA-456型立体声解调器试行检定规程 工业和信息化部 114 JJG(电子)12015-87 811B型电视机测量滤波器试行检定规程 工业和信息化部 115 JJG(电子)12016-87 843型收音机录音机测量滤波器试行检定规程 工业和信息化部 116 JJG(电子)14002-87 HL-12A型雷达综合测试仪试行检定规程 工业和信息化部 117 JJG(电子)15001-87 HP8970A型噪声系数仪试行检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 118 JJG(电子)18002-87 2307型电平记录仪试行检定规程 工业和信息化部 119 JJG(电子)02001-88 2610型测量放大器试行检定规程 工业和信息化部 120 JJG(电子)02003-88 DO30-C型数字式三用表校验仪 工业和信息化部 121 JJG(电子)04013-88 BJ2912(QE7)型稳压二极管测试仪检定规程 工业和信息化部 122 JJG(电子)04014-88 晶体管特性图示仪试行检定规程 工业和信息化部 123 JJG(电子)04015-88 QZ3.QZ4型高频小功率晶体管NF测试仪检定规程 工业和信息化部 124 JJG(电子)04016-88 BJ2984(QR-3)型晶体三极管瞬态热阻测试仪试行检定规程 工业和信息化部 125 JJG(电子)04017-88 BJ2900型双极型晶体管反向截止电流计量标准仪器试行检定规程 工业和信息化部 126 JJG(电子)04018-88 BJ2901型双极型晶体管反向击穿电压计量标准仪器试行检定规程 工业和信息化部 127 JJG(电子)04019-88 BJ2920型双极型晶体管h21E、VBE(sat)、VCE(sat)计量标准仪试行检定规程 工业和信息化部 128 JJG(电子)05009-88 TS-109型电解电容器半自动分选仪试行检定规程 工业和信息化部 129 JJG(电子)05010-88 RT150/RT160型继电器测试仪器试行检定规程 工业和信息化部 130 JJG(电子)05011-88 WZC-1A型电位器综合测试仪试行检定规程 工业和信息化部 131 JJG(电子)05013-88 AV2551型电位器动态接触电阻变化测量仪试行检定规程 工业和信息化部 132 JJG(电子)05014-88 HP4274A.HP4275A型多频LCR表试行检定规程 工业和信息化部 133 JJG(电子)05015-88 HP4342A型Q表试行检定规程 工业和信息化部 134 JJG(电子)05016-88 HL2801型数字式自动Q表试行检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 135 JJG(电子)05017-88 HP4276A.HP4277A型LCZ表试行检定规程 工业和信息化部 136 JJG(电子)05020-88 GR1658型RLC数字电桥试行检定规程 工业和信息化部 137 JJG(电子)07001-88 HP8901A型调制度分析仪试行检定规程 工业和信息化部 138 JJG(电子)07002-88 MSW-721E型中频扫频仪试行检定规程 工业和信息化部 139 JJG(电子)07003-88 MSW-7124型调频调幅扫频仪试行检定规程 工业和信息化部 140 JJG(电子)09004-88 AV3611型自动标量网络分析仪试行检定规程 工业和信息化部 141 JJG(电子)11001-88 杂音仪试行检定规程 工业和信息化部 142JJG(电子)12018-88 ZN3991型双通道分离度计试行检定规程 工业和信息化部 143 JJG(电子)15003-88 3280型射频晶体标志信号发生器试行检定规程 工业和信息化部 144 JJG(电子)18003-88 261型微微安电流源试行检定规程 工业和信息化部 145 JJG(电子)01003-89 AD5121型数字群时延测量仪试行检定规程 工业和信息化部 146 JJG(电子)01004-89 AD5122型微波群时延测量仪试行检定规程 工业和信息化部 147 JJG(电子)02007-89 2627型前置放大器试行检定规程 工业和信息化部 148 JJG(电子)04021-89 BJ3110型MOS集成电路测试仪试行检定规程 工业和信息化部 149 JJG(电子)04022-89 QO1型高频小功率晶体三极管fT计量标准装置试行检定规程 工业和信息化部 150 JJG(电子)04023-89 BJ2970型大功率半导体三极管tf测试仪试行检定规程 工业和信息化部 151 JJG(电子)04026-89 BJ2985型晶体三极管维持电压测试仪试行检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 152 JJG(电子)04028-89 BJ3190型集成运算放大器测试仪试行检定规程 工业和信息化部 153 JJG(电子)08001-89 DB-1型电场标准装置试行检定规程 工业和信息化部 154 JJG(电子)11008-89 3764A型数字传输分析仪试行检定规程 工业和信息化部 155 JJG(电子)12019-89 ZW3765A型调频广播接收机和录音机测量滤波器试行检定规程 工业和信息化部 156 JJG(电子)12020-89 电视视频电平表试行检定规程 工业和信息化部 157 JJG(电子)12023-89 MDA-453型调频线性解调器试行检定规程 工业和信息化部 158 JJG(电子)12025-89 TA03BD型电视多伴音信号发生器试行检定规程工业和信息化部 159 JJG(电子)12028-89 4143型互易校准仪试行检定规程 工业和信息化部 160 JJG(电子)12033-89 电视视频电平标准装置试行检定规程 工业和信息化部 161 JJG(电子)03009-91 SQ-20型取样示波器试行检定规程 工业和信息化部 162 JJG(电子)04041-91 BJ-3192型集成运算放大器自动测试仪试行检定规程 工业和信息化部 163 JJG(电子)04043-91 CTG-1型高频C-V特性测试仪试行检定规程 工业和信息化部 164 JJG(电子)04044-91 YWS-2980A型整流二极管IFSM和I2t测试仪试行检定规程 工业和信息化部 165 JJG(电子)05038-91 715型电位器线性示波器试行检定规程 工业和信息化部 166 JJG(电子)05039-91 YY-2781型RLC三用表试行检定规程 工业和信息化部 167 JJG(电子)05041-91 CJ-2780型三用误差分选仪试行检定规程 工业和信息化部 168 JJG(电子)05044-91 HP-4272A型预置容量表试行检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 169 JJG(电子)05045-91 HP-4273A型预置容量表试行检定规程 工业和信息化部 170 JJG(电子)05046-91 GR-1687型LCR数字桥试行检定规程 工业和信息化部 171 JJG(电子)05048-91 DA-1型电气安全参数测试仪试行检定规程 工业和信息化部 172 JJG(电子)07008-91 SWOF型视频扫频频谱分析仪试行检定规程 工业和信息化部 173 JJG(电子)07009-91 HP-3577A型网络分析仪试行检定规程 工业和信息化部 174 JJG(电子)10002-91 射频通过式中功率计试行检定规程 工业和信息化部 175 JJG(电子)10003-91 射频终端式中功率计试行检定规程 工业和信息化部 176 JJG(电子)12034-91 1617型带通滤波器试行检定规程 工业和信息化部 177 JJG(电子)12035-91 2010型外差式分析仪试行检定规程 工业和信息化部 178 JJG(电子)12036-91 HY-6060型驻极体传声器测试仪试行检定规程 工业和信息化部 179 JJG(电子)12037-91 DF-5990A型扬声器谐振频率测量仪试行检定规程 工业和信息化部 180 JJG(电子)12038-91 MWS-672型抖晃校准仪试行检定规程 工业和信息化部 181 JJG(电子)15019-91 XT-22型梳状频率发生器试行检定规程 工业和信息化部 182 JJG(电子)18005-91 工作用热偶真空计试行检定规程 工业和信息化部 183 JJG(电子)18006-91 电阻真空计试行检定规程 工业和信息化部 184 JJG(电子)18007-91 QF-11601型低通滤波器试行检定规程 工业和信息化部 185 JJG(电子)12026-89 MR-611A VTR抖动测量仪试行检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 186 JJG(电子)12032-89 148型电视插入测试信号发生器试行检定规程 工业和信息化部 187 JJG(电子)18004-89 HP4140B型微微安电流表/直流电压源试行检定规程 工业和信息化部 188 JJG(电子)01007-95 AD5120A型射频群时延标准检定规程 工业和信息化部 189 JJG(电子)01008-95 AD5120B型视频群时延标准检定规程 工业和信息化部 190 JJG(电子)01009-95 AD5120C型低频群时延标准检定规程 工业和信息化部 191 JJG(电子)02008-95 DA24型有效值电压表检定规程 工业和信息化部192 JJG(电子)02009-95 模拟电子电压表检定规程 工业和信息化部 193 JJG(电子)02010-95 QF2280A型超高频数字毫伏表检定规程 工业和信息化部 194 JJG(电子)02011-95 HP8405型矢量电压表检定规程 工业和信息化部 195 JJG(电子)04045-95 JS-7B型晶体管测试仪检定规程 工业和信息化部 196 JJG(电子)04046-95 QC-13型场效应管跨导参数测试仪检定规程 工业和信息化部 197 JJG(电子)04047-95 QG-6、QG-16型高频小功率晶体管fT参数测试仪检定规程 工业和信息化部 198 JJG(电子)04048-95 QG-29型高频晶体管GP(KP)、F(NF)、AGC特性测试仪检定规程 工业和信息化部 199 JJG(电子)04052-95 PTQ-2型晶体管快速筛选仪检定规程 工业和信息化部 200 JJG(电子)04055-95 安全栅检定规程 工业和信息化部 269 JJG(化工)9-89 指示计检定规程 工业和信息化部 270 JJG(化工)10-89 Q型操作器检定规程 工业和信息化部 序号 规程编号 规程名称 主管部门 271 JJG(化工)11-89 气电转换器检定规程 工业和信息化部 272 JJG(化工)12-89 电气转换器检定规程 工业和信息化部 273 JJG(化工)13-89 信号转换器检定规程 工业和信息化部 274 JJG(化工)14-89 隔离器、反向器、升压器检定规程 工业和信息化部 275 JJG(化工)101-91 橡胶圆盘摆动硫化仪检定规程 工业和信息化部 276 JJG(化工)102-91 橡胶门尼粘度计检定规程
  • 科技引领资源开发丨海南绿峰选择赛恩思高频红外碳硫仪助力行业领先
    在资源丰富的海南省,海南绿峰资源开发有限公司一直致力于推动绿色发展和资源利用的先进技术。公司一直在寻求高效、精准的仪器来支持其资源开发工作。最近,海南绿峰资源开发有限公司选择了赛恩思高频红外碳硫仪,以提高其生产过程中的准确性和效率。海南绿峰资源开发有限公司成立于2018年,是海南钢铁和海南矿业控股企业。公司经营涉及大宗固废综合回收利用。赛恩思高频红外碳硫仪适用于固体材料的碳硫元素检测,能够助力企业高效完成样品检测工作。通过引入赛恩思高频红外碳硫仪,海南绿峰资源开发有限公司为其检测流程注入了新的活力。这款仪器的高性能、可靠性以及赛恩思公司的卓越售后服务,都为公司提供了坚实的支持。在不断追求科技创新和提高资源利用效率的同时,赛恩思高频红外碳硫仪将助力公司在行业中保持领先地位。
  • 仪器情报,科学家首次发现了高达3 THz频谱的太赫兹声子超材料!
    【科学背景】在过去几十年中,声子工程在微波频率范围内取得了显著进展,推动了微波声学滤波器、声光调制器和量子信息处理中量子比特的转换。然而,随着科学技术的发展和需求的增加,太赫兹频率下的声子工程成为了一个备受关注的领域。太赫兹频率的声子工程不仅有望带来更高速度和更大带宽的声学技术,还能够在更高温度下实现单声子量子态,同时对于非金属固体中的热传导也具有重要意义。太赫兹频率(约为6 THz)下的声子工程存在着诸多挑战,主要包括在亚纳米尺度下实现精确的材料控制和在这一频段有效声子耦合的困难。由于太赫兹频率下的声子波长约为3 nm,要生成和操控这些相干声子需要超高精度的材料工程技术。此外,宽带检测太赫兹声子不仅需要超快的时间响应,还需对纳米厚度材料中的振动具有高度敏感性。为了解决这些挑战,美国加利福尼亚大学伯克利分校王枫教授团队依托范德瓦尔斯异质结构,精确集成了原子薄层,利用几层石墨烯作为超宽带声子换能器,成功实现了高达3 THz频谱内容的太赫兹声子的高效产生。同时,利用单层WSe2作为敏感传感器,通过激子-声子耦合和强光-物质相互作用,实现了对太赫兹声子的高保真度检测。通过在单个异质结构中结合这些能力,并检测对入射机械波的响应,作者开展了太赫兹声子光谱学,类似于传统光谱学中对电磁波响应的检测。特别地,本研究还展示了单层WSe2嵌入六方氮化硼中能够有效阻挡太赫兹声子传输的能力,通过量化分析确定了异质界面处的力常数,从而深入理解了这些结构在太赫兹频率下声子传播的特性。这些成果为超宽带声学滤波器和调制器的实现提供了新的技术路径,同时也为热工程中结构化材料的设计提供了新的思路和方法。【科学亮点】(1)实验首次通过精确集成原子薄层在范德瓦尔斯异质结构中,研究团队使用几层石墨烯作为超宽带声子换能器,并利用单层WSe2作为高灵敏度的声子传感器。(2)实验通过以下几个关键点取得了突破性的结果:&bull 首次展示了几层石墨烯能够高效转换飞秒近红外脉冲为高达3 THz的宽带声子脉冲。&bull 单层WSe2显示出优异的激子-声子耦合和强光-物质相互作用,实现了对太赫兹声子的高保真度检测。&bull 利用合适设计的范德瓦尔斯异质结构堆叠,成功实现了对太赫兹声子的灵活操控和高品质因子声子腔的构建。&bull 单层WSe2嵌入六方氮化硼中有效阻挡了太赫兹声子的传输,同时量化了异质界面处的力常数和声子在材料中的传播速度。【科学图文】图1: 具有范德瓦尔斯异质结构的太赫兹声子谱。图2:在六方氮化硼hexagonal boron nitridehBN中,声子传播速度的测定。图3:太赫兹声子腔和法布里-珀罗模式。图4: 太赫兹反射和透射光谱,以及一维质量-弹簧模型模拟。【科学结论】本文利用范德瓦尔斯异质结构实现太赫兹频率下声子的高效生成、检测和操控。通过精确控制原子薄层的集成,作者展示了几层石墨烯作为宽带声子换能器和单层WSe2作为高灵敏度传感器的效果。这不仅为超快声学控制和量子声子操作提供了新的技术途径,还为新型热材料设计带来了可能性。本文揭示了太赫兹声子的特殊物理性质,如超短波长、大能量带宽和高Q值,这些性质为声子布里渊区的控制提供了全新视角。此外,利用太赫兹声子进行声学测距和声光效应不仅可能实现对亚纳米级界面的高分辨率探测,还能在极紫外和X射线波段上实现声学控制。这些发现不仅在基础科学上有重要意义,还为开发高性能声学器件、声子超材料以及人造热绝缘体提供了理论和实验基础。原文详情:Yoon, Y., Lu, Z., Uzundal, C. et al. Terahertz phonon engineering with van der Waals heterostructures. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07604-9
  • 广州致远电子ZDS4054 Plus型数字示波器
    p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/634b0d0b-c3ee-4cd5-83f8-2ce8f29657ae.jpg" title=" 广州致远电子_副本.png" / /p p   ■仪器名称:数字示波器 ZDS4054 Plus型 /p p   ■英文名称:Digital Oscilloscope /p p   ■厂家名字:广州致远电子股份有限公司 /p p   ■仪器介绍:存储深度等于采样率乘以采样时间,512M超大存储深度,长时间捕获波形,依然不会出现波形失真。波形刷新率越高,死区时间就越短。ZDS4000系列示波器,标配业界最高的1M次波形刷新率,配合模板触发,最大概率的发现并捕获异常信号。不同于传统示波器只测一个周期,或通过抽样减少数据量再测量的模式,ZDS4000系列示波器通过FPGA全硬件并行处理,基于原始采样率和512Mpts全存储深度,对每一帧波形每一周期进行测量统计,仅需约1秒即可实现对512Mpts数据的“真正意义”参数测量,测试项目可达51种,并且支持24种参数同时显示。这与传统意义示波器的测量有着本质的区别,也是示波器测试手段与测试方法的重大突破。 /p p   ZDS4000系列示波器不只提供了512M的波形大数据,还配有强大的波形搜索功能和智能标注功能。您可以先通过边沿、脉宽、欠幅、上升/下降时间、周期/频率等多种搜索条件来定位512Mpts波形数据中的异常点,再对找出的异常信号使用标注功能,对异常信号进行标注。这里,所有的测量都是经过FPGA全硬件加速,整个过程1S左右即可完成。再对找出的异常信号使用标注功能,对异常信号进行标注。ZDS4000系列示波器每个通道都内置有从50Hz到200MHz范围的滤波器,特别适用于过滤掉无用信号、观察特定带宽信号的场合,而且支持对滤波之后的波形进行触发和测量分析。ZDS4000系列示波器支持双ZOOM模式,可以为两个缩放窗口分别设置缩放系数,所以可以同时显示两个不同时间轴范围的缩放波形,配合触屏和大旋钮的便捷操作,也能够轻松对各个窗口的波形进行控制。 /p
  • 一文了解示波器行业市场现状及竞争格局
    示波器概述示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器是电子信息工业的基础设备,是应用最广泛的通用电子测试测量仪器,被誉为电子工程师的眼睛,其主要通过采集电路中的电信号并存储和显示,并对信号进行测量、分析和处理,主要用于研发领域。示波器可分为模拟示波器和数字示波器,数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO),数字荧光示波器(DPO)和采样示波器等。主要参数1、带宽:输入一个正弦波,保持幅度不变,增加信号频率,当示波器上显示的信号是实际信号幅度的70.7%(即3dB衰减)的时候,该对应的频率就等于示波器带宽。100MHz的带宽在测量100MHz的正弦波时,幅度会下降到原来的0.7,但是100mhz带宽的示波器不能测100mhz的方波,因为方波由基波和奇次谐波组成,5次以下的谐波对方波波形影响很大,所有要较好的看清楚方波,示波器带宽至少要比待测波形频率大5倍。2、采样率:每秒采样多少个样点。根据香农定理,为了避免波形混叠,采样率应该大于波形频率的2倍。一般来说采样率是带宽的5倍即可,比如200M带宽的示波器,配1G采样率就可以了。追求更高的采样率无非为了抓小毛刺,但是这些高频毛刺在带宽层已经被滤掉了,更高的采样率并不能带来很好的收益。3、存储深度:表示示波器可以保存的采样点的个数。4、最高波形捕获率:波形捕获率表示示波器单位时间内捕获多少次波形,其单位在英文中写作“wfm/s”(wfm是waveform的简写),中文现在一般就写作“次/秒”、“帧/秒”。 波形捕获率的倒数就是捕获周期。5、死区时间:数字示波器对波形样本后处理所需要的时间7、通道数:通道的数量8、底噪:在不连接任何信号的情况下,通过示波器测量得到的噪声一般被称作仪器的底噪声。底噪声的大小对测量微弱信号很重要,如果底噪声较大,达到了和被测信号类似的大小,信号将淹没在噪声中,无法得到有价值的信息。9、触发类型:由于信号无时无刻都在变化,如果一股脑的都把他们显示在示波器上,就会很乱,根本无法让我们看清楚,从而也就无法观察信号来解决问题。考虑到信号大多数时候都是以某种规律周期性出现的,因此我们只要找到他重复的规律,把每一次重复叠加显示在示波器上,信号就可以稳定观察了。这种把信号稳定显示就是触发,也叫同步扫描。仪器配件探头(电压探头、电流探头等)信号通过探头衰减成合适比例送入示波器前端。示波器能测多大电压一般取决于探头,探头通过衰减可以把上万伏的电压信号变成几十伏。模拟示波器早期的示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。模拟示波器采用的是模拟电路(示波管,其基础是电子枪)电子枪向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打到屏幕上,屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就会发出光来。模拟示波器的组成1、显示电路:显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管,是示波器一个重要组成部分。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。阴极射线示波管2、Y轴放大电路:由于示波管的偏转灵敏度甚低,所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大,再加到示波管的垂直偏转板上,以得到垂直方向的适当大小的图形。3、X轴放大电路:由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低,所以接入示波管水平偏转板的电压(锯齿波电压或其它电压)也要先经过水平放大电路的放大以后,再加到示波管的水平偏转板上,以得到水平方向适当大小的图形。4、扫描同步电路:扫描电路产生一个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在一定的范围内连续可调。锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移,即形成时间基线。这样,才能把加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上。5、电源供给电路:供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负高压、灯丝电压等。模拟示波器的特点模拟示波器天生具备概率显示的特点,由于荧光屏的余辉暂留,不同概率出现的波形事件会以不同亮度出现在屏幕上,但由于波形的再现过程无法停止,某些偶然出现的单次事件因不具备一定的持续性而无法显示。概率显示是一个很有用的功能,比如某个波形上一个不是每次都出现的毛刺,如果用DSO,则这个毛刺的显示会不停的抖动,如果你暂停显示,则可能没有毛刺,也可能有毛刺,你无法判断毛刺出现的概率,如果用ART,则这个毛刺的出现概率会以不同亮度显示,因为这个特性,目前在开关电源开发领域,模拟示波器以其低廉的价格被广泛使用。数字示波器数字示波器是由模拟前端、ADC、触发电路、数据处理和波形显示几部分组成。数字示波器一般支持多级菜单,能提供给用户多种选择,多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储,实现对波形的保存和处理。目前高端数字示波器主要依靠美国技术,对于300MHz带宽之内的示波器,目前国内品牌的示波器在性能上已经可以和国外品牌抗衡,且具有明显的性价比优势。数字示波器的组成现代数字示波器主要由以下5个部分构成:一、信号调理部分。信号调理部分主要由衰减器和放大器组成。信号通过探头或者测试电缆进入示波器内部后,首先经过的是衰减器和放大器,先进行衰减再进行放大。衰减器可以调节,当衰减比调节的较大时,可以测试大幅度的信号,当衰减比调节的较小时,通过放大器的放大作用可以测试小幅度的信号。使用示波器时经常会调整垂直刻度旋钮,其实就是在调整示波器前端的放大器和衰减器。对于数字示波器来说,其前端的衰减器、放大器等电路都是模拟电路,而这些模拟电路决定了数字示波器最关键的指标——带宽。示波器带宽的单位为Hz。通常所说的示波器的硬件带宽就是指数字示波器前端放大器等模拟电路组成的系统的带宽,它决定该示波器能够测量到的最高的信号频率范围。二、采集部分。采集部分由模数转换器(ADC)组成。通过前端的衰减器和放大器把信号调整到合适的幅度后,信号就进行数字化。数字化的过程是通过ADC(模数转换器)完成的,数字示波器以很高的采样率对被测信号进行采样,把输入的连续变化的电压信号转换成一个个离散的数字化样点。经过模数转换后,所有的波形的处理和测量、分析等工作都是在数字域完成的。数字示波器对被测信号进行模数转换的最高速率称为采样率,这是数字示波器除带宽外的第二个关键指标,其单位为Sa/s(Sample/s,即每秒钟可以采样多少个样点),它决定了该示波器是否可以对输入的高频信号进行足够充分的采样。三、存储部分。存储部分由存储器组成。数字示波器在ADC后面都有高速缓存,用来临时存储采样的数据,这些缓存有时也称为数字示波器的内存。缓存的大小通常称为内存深度,是数字示波器第三个关键指标,其单位是Sample,即样点数,它决定了示波器一次连续采集所能采到的最大样点数。数字示波器的内存是非常高速的缓存,或者是通过高速解复用芯片控制的高速存储器,单位存储空间的实现成本很高,因此扩展存储深度的价格非常贵,完全不同于通常意义上所说的计算机的内存。四、触发部分。触发部分主要有触发电路组成。触发是示波器非常重要的特征,因为示波器具有强大的触发功能,所以能够用于异常信号的捕获和电路故障的调试。五、波形的重建与显示部分。数字示波器先把一段数据采集到其高速缓存中,然后停止采集,采集的数据传递到数据处理器,要先进行Sin(x)/x的正弦内插,或线性内插进行波形的重建,重建后的波形可以进行各种各样的参数测量、信号运算和分析等。高速数字示波器进行数据处理的处理器可以采用多种方式实现,一些便携式示波器采用嵌入式微处理器,而很多Windows平台的示波器则会使用X86平台的通用CPU。数据经过处理器处理后,最终要显示在示波器的屏幕上才能被人眼观察到,现代的示波器显示屏幕主要是液晶显示屏。不同种类的数字示波器数字存储示波器(DSO)数字存储示波器和模拟示波器电路类似,分为水平控制部分和垂直控制部分,比模拟示波器多了显示处理部分。垂直控制部分包括信号前置预处理电路(放大或者衰减)、垂直方向预放大电路、ADC、存储单元、数据处理部分;水平控制部分包括衰减和放大电路、触发比较电路、延迟电路以及采样控制电路;显示处理部分主要将采样数据经过处理后输出到显示器上。数字荧光示波器(DPO)DPO在示波器技术上有了新的突破,能够实时显示、存储和分析复杂信号,利用三维信息(振幅、时间、及多层次辉度,用不同的辉度显示幅度分量出现的频率)充分展现信号的特征,尤其采用的数字荧光技术,通过多层次辉度或彩色能够显示长时间内信号的变化情况。DSO采用串行处理结构捕获、显示和分析信号,DPO则采用并行处理结构执行这些功能。DPO结构要求使用独特的ASIC硬件采集波形图像,提供高波形捕获速率,实现更高的信号查看水平。这种性能提高了看到数字系统中发生的瞬态事件的概率,如欠幅脉冲、毛刺和跳变错误,实现了进一步的分析功能。混合域示波器(MDO)2011年8月31日,示波器的发明者泰克公司推出了全球第一款革新性的新类型仪器——该新类型示波器集示波器和频谱仪于一体,泰克公司给这种新类型示波器命名为混合域示波器(Mixed Domain Oscilloscope),它可以帮助工程师捕获时间相关的模拟、数字和射频信号,从而获得完整的系统级观测,帮助工程师快速解决复杂的设计问题。混合信号示波器(MSO)混合信号示波器,简称MSO(Mixed-Signal Oscilloscopes)。混合信号示波器这个称呼沿袭了原HP(今Agilent)在1996年推出54645D时的说法,当时混合信号mcu正在兴起,HP正是看好这个机会才推出了混合示波器,当时HP的宣传是,首先它是一台示波器,其次还能添加逻辑分析功能。可是在之后的10年时间内只有Agilent一家在推MSO,别的示波器厂家似乎无动于衷,就是Agilent自己也只是从Mega-Zoom1进化到Mega-Zoom2。直到2006年Tektronix推出MSO4000,经过铺天盖地的宣传,MSO才逐渐得到了重视,所有厂家的热情似乎也被点燃。大家争相推出新的型号,完整的低速串行协议的触发和解码功能也被引进,逻辑分析的功能得到了大大的加强。目前除了传统的示波器4强,一些新兴的厂商也推出了MSO,比如国内的Rigol、Owon,德国的Hameg,更有厂商推出了基于PC的MSO。采样示波器采样示波器的全名为等效时间采样示波器,主要针对周期信号测量设计。与实时示波器不同,采样示波器在每次触发信号到来时只对数据采样一次,下次触发时,在触发信号后添加一个很小的延迟对信号再进行采样,直到采样到一个完整的周期波形。所以采样示波器在采样时,必须有一个触发事件。采样示波器的优点是宽带高、成本低(不需要ADC芯片)、精度高以及可以直接进行光信号的测量。行业与上下游的关系资料来源:公开资料整理、Frost & Sullivan 《全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告》电子测量仪器行业上游供应商主要有电子元器件厂商、电子材料厂商、机电产品厂商、机械加工厂商和电子组装厂商等。电子元器件方面涉及主动电子元器件与被动电子元器件两大类。主动电子元器件,即能够执行数据运算、处理的组件,在测量仪器中主要起到电信号的激发放大、振荡、电流控制等功能,其在示波器、波形发生器等电子测量仪器中广泛使用,主要包括 IC 芯片、二极管、三极管等,其特点是等效电路均含有受控电源,其中 IC 芯片对电子测量仪器的基本功能进行模块化整合,是实现测量及相关处理功能的重要核心单元。目前电子测量仪器芯片的供应商以国外厂商为主。被动电子元器件,即不含有受控电源的电路组件,主要包括 RCL(电阻、电容、电感)及被动射频元器件两大类,其中 RCL 可以在测试测量仪器中起到分压分流、滤波、稳流等功能,是电路的基本组成元件,被动射频元件包含滤波器、变压器、震荡器等,在射频类仪器、电源及电子负载中被广泛应用。电子测量仪器行业下游即应用市场。电子测量仪器客户群极其广泛,所有与电子设备有关的企业,几乎都需要使用电子测量仪器。典型的下游应用领域主要包括教育与科研、工业生产、通信行业、航空航天、交通与能源、消费电子等。市场概况示波器是应用最广泛的测量仪器产品,而其中数字示波器在市场规模、应用范围上均占主导地位。数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来,其应用越来越广泛,已成为测试工程师必备的工具之一。随着近几年来电子技术取得突破性的发展,全世界数字示波器市场进一步扩大,而作为在世界经济发展中扮演重要角色的中国,飞速发展的电子产业也催生了更庞大的数字示波器需求市场。数字示波器作为主要的通用电子测量设备,在工业生产与制造中被广泛应用。根据Frost & Sullivan《全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告》,全球示波器市场规模 2019 年达到 78.30 亿元,预计 2025 年将达到 113.01 亿元,年均复合增长率6.31%;中国示波器市场规模从2015年的19.97亿元增长至2019年的26.56亿元,年均复合增长率7.39%,预计将在2025年达到42.15亿元,年均复合增长率8.00%。随着电子工业的持续高速发展,信息技术产品的智能化、网络化以及集成化程度逐步提高以及半导体、5G、人工智能、新能源、航天航空等行业驱动,数字示波器具有良好的发展前景。全球示波器市场统计及预测(2015-2025E)(亿元)中国示波器市场统计及预测(2015-2025E)(亿元)数据来源:Frost&Sullivan《全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告》行业竞争情况示波器行业市场较为集中,根据 Frost&Sullivan《全球和中国电子测量仪器行业独立市场研究报告》,2019年,排名前五的企业占据了全球市场的50.40%,占据了中国市场的43.1%。从全球市场销量来看,行业内优势企业是德科技、泰 克、力科、罗德与施瓦茨等企业垄断了大部分市场份额。由于半导体工艺、单功能模块技术、系统架构技术等限制,国际巨头凭借着多年的积累有着良好的优势,占据着市场前四的份额。随着电子产业测试需求的进步,特别是5G、云服务、视频流、物联网、新能源、消费电子等新兴领域市场的工业客户都需要面临接口速率提升所带来的更高测试要求,因此对中高端示波器产品的需求将与日俱增。由于2GHz带宽以上示波器核心芯片无法通过公开市场进行采购,国内示波器厂商主要集中在中低端示波器产品领域。随着中国加大对上游 ADC 芯片、FPGA等领域的投资,上游芯片供应商发展逐步崛起,国内示波器厂商正逐渐从经济型示波器向中高端型市场发展。国内已经有示波器厂商通过自研示波器核心芯片,特别是在模拟前端芯片和ADC芯片上,具有了自主研发芯片的能力,突破了带宽和采样率的技术壁垒,突破了示波器4GHz 带宽、20GSa/s 采样率的技术限制,初步具备在高端型4GHz以上带宽市场与国外龙头厂商竞争的能力。部分示波器企业介绍公司名称简介是德科技是德科技公司的业务起源于美国惠普公司,是惠普公司电子测量集团1999年经重组成为安捷伦科技、2014年再次分拆在纽交所上市(股票代码:KEYS)而成立的一家高科技跨国公司。公司总部位于美国加州圣罗莎市。业务涉及电子测量仪器、系统和相关软件,软件设计工具和服务等。泰克泰克成立于1946年,是世界第一台触发式示波器的发明者。泰克于2016年7月加入福迪威集团(英文名Fortive Corporation,美国纽交所上市代码FTV)成为该集团测试测量业务板块的重要组成部分。罗德&施瓦茨1933年罗德与施瓦茨公司(R&S)正式成立,总部位于德国。1985年起在北京正式开展技术服务并设立了第一家代表处,是在中国最早设立代表机构的100家外资企业之一。R&S公司向中国市场提供了众多高科技、高精度、高质量的无线通信,测试与测量和广播电视产品及解决方案。力科LeCroy成立于1964年,是一家专业生产示波器厂家。旗下生产有数字示波器、SDA系列数字示波器、混合信号示波器、模块化仪器、任意波形发生器。1976年公司将总部搬到了纽约州Chestnut Ridge地区并保持至今。2012年,力科与世界著名的高科技公司Teledyne合并,力科公司名称由LeCroy改名为Teledyne LeCroy。福禄克福禄克电子仪器仪表公司于1948年成立,Fortive 集团的全资子公司。福禄克总部设在美国华盛顿州的埃弗里特市。普源精电普源精电(RIGOL)创立于1998年,主要产品包括数字示波器、波形发生器、射频类仪器、电源及电子负载、万用表及数据采集器等。2019年公司推出了 “凤凰座 ”数字示波器核心芯片组,并成功实现了产品产业化。2022年3月1日,证监会同意普源精电首次公开发行股票的注册申请。鼎阳科技2002年,鼎阳科技创业者们成立研发工作室开始研发自主示波器。2007年与力科成为战略合作伙伴。2021年成功登录科创板,成为通用电子测试测量仪器行业首家A股上市公司。电科思仪电科思仪原为中电科仪器仪表有限公司,成立于2015年5月8日,本部位于山东青岛,2020年3月31日完成混改工商变更,成为混合所有制形式下的(国有控股)有限责任公司,2020年12月31日完成股改工商变更,更名为“中电科思仪科技股份有限公司”,成为股份有限公司,主要从事微波/毫米波、光电、通信、基础通用类测量仪器以及自动测试系统、微波毫米波部件等产品的研制、开发和批量生产,并为军、民用电子元器件、组件、整机和系统的研制、生产提供检测与应用,致远电子广州致远电子有限公司创立于2001年,作为智能物联生态系统产品与解决方案供应商,专注服务工业领域企业类用户,提供从感知控制、互联互通、边缘计算到ZWS IoT-PaaS云平台的产品与系统化方案。固纬电子固纬电子成立于1975年,是电子测试测量仪器领域的专业制造商,由最初的电源迅速发展到高精度电子测试测量仪器领域。如今,固纬电子涉及了从示波器、频谱分析仪、信号发生器、电源、基本测试测量仪器到电池测试系统等400多种产品。
  • 简述电子点天平的组成部分
    电子天平构造原理基本构造是相同的。主要由以下几个部分组成:      (1)秤盘      秤盘多为金属材料制成,安装在天平的传感器上,是天平进行称量的承受装置。它具有一定的几何形状和厚度,以圆形和方形的居多。使用中应注意卫生清洁,更不要随意掉换秤盘。      (2)传感器      传感器是的关键部件之一,由外壳、磁钢、极靴和线圈等组成,装在秤盘的下方。它的精度很高也很灵敏。应保持天平称量室的清洁,切忌称样时撒落物品而影响传感器的正常工作。      (3)位置检测器位置检测器是由高灵敏度的远红外发光管和对称式光敏电池组成的。它的作用是将秤盘上的载荷转变成电信号输出。      (4)PID调节器      PID(比例、积分、微分)调节器的作用,就是保证传感器快速而稳定地工作。      (5)功率放大器      其作用是将微弱的信号进行放大,以保证天平的精度和工作要求。      (6)低通滤波器      它的作用是排除外界和某些电器元件产生的高频信号的干扰,以保证传感器的输出为一恒定的直流电压。      (7)模数(A/D)转换器      它的优点在于转换精度高,易于自动调零能有效地排除干扰,将输入信号转换成数字信号。      (8)微计算机      此部件可说是电子天平的关键部件了o它是电子天平的数据处理部件,它具有记忆、计算和查表等功能      (9)显示器      现在的显示器基本上有两种:一种是数码管的显示器 另一种是液晶显示器。它们的作用是将输出的数字信号显示在显示屏幕上。      (10)机壳      其作用是保护电子天平免受到灰尘等物质的侵害,同时也是电子元件的基座等。      (11)底脚      电子天平的支撑部件,同时也是电子天平水平的调节部件,一般均靠后面两个调整脚来调节天平的水平。 下面为欧洲瑞德威电子天平的图片:
  • 认识高频熔融制样
    摘要: 1、 熔融法制样的优点: 目前制样方法中有压片法和熔融法两种,而熔融法是世界公认的最先进的制样法。 压片法:将样品粉碎后,压成圆片,就可分析;制样时间短,5分钟可出报告。但因粒度效应、基体效应和矿物效应,分析精度低。 熔融法:将样品与硼化物熔剂在高温加热状态下发生化学反应,并使样品中各元素转化硼酸盐,得到均匀、平整、光洁、透明的玻璃片;并能减少粒度效应、基体效应和矿物效应,分析精度高。 2、 高频熔融制样 高频熔融制样是用高频感应加热方式进行熔融制样,与传统的熔融法相比,有节能、方便、环保、熔样质量高。 高频熔样样片 3、 高频熔融制样基本流程: 1)样品前处理: A、研磨粒度不超过200目。 B、在600&mdash 700℃温度下灼烧后,存于干燥器内。 2)称样:要求样品称量精度达到0.1毫克。 3)配方:不同的样品一定按照不同的配方方法。如: 铁矿石:矿样 /熔剂=1/20 铝土矿:矿样/熔剂=1/5 4)混合:必须要用玻璃棒混合均匀并立即置于干燥器中。 5)熔样:根据不同的矿样,设置相对应的温度(精度± 2℃)和时间(精度± 0.001秒)。 6)取片:不能触摸被测面,放于干燥器皿备用。 4、 高频熔样的适用以下行业: 1)矿业:矿石、精矿、粉尘、金属氧化膜、炉 渣等。 2)窑业:水泥、石灰石、白云石、玻璃、石英、粘土、耐火材料等。 3)钢铁工业:铁矿石、煤、转炉、高炉、电炉渣等。 4)有色工业:氧化铝、铝土矿、铜矿等。 5)化学工业:催化剂、聚合物等。 6)地质土壤:岩石、土壤。
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