月度归档:2018年11月

Decade 与 Octave 电子与音乐

电子技术中的频谱(幅频、相频)常用decade对数坐标,横轴是频率的对数坐标,纵轴是增益的dB表示。

考虑幅度时,幅值增益通常$10\log_{10}\frac{a}{b}$

由于功率是幅值的平方,功率增益通常 $10\log_{10}\frac{a^2}{b^2} = 20\log_{10}\frac{a}{b}$

举例,常见的3dB点,$3dB = 10\log_{10}\frac{a^2}{b^2}$
$\frac{a^2}{b^2} = 10^{\frac{3}{10}} = 1.99526…$
功率变为原来的一半,幅值变为原来的$\sqrt{2}$倍

另外有octave对数坐标,则是借用音乐中的八音度
$n=\log_{2}(\frac{f_1}{f_2})$
当$ n=1 $,为八音度

十二平均律,将八度音的频率分为十二等分,即是分为十二个等比级数,也就是每个音的频率为前一个音的2的12次方根($\sqrt[12]{2} = 2^{1/12}$)

20dB/decade = approx. 6dB/octave
10dB/decade = approx. 3dB/octave.

参考:
1 八音度
2 什么是倍频程
3 Decade(log scale)
4 Octave
5 dB/dec 与 dB/oct
6 十二平均律

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超临界干燥技术

临界点干燥技术是扫描电镜生物样品制备的常用方法。

首先利用无水乙醇等对生物样品脱水,接着利用液体二氧化碳置换乙醇,然后通过升温加压,使二氧化碳达到临界状态,随着二氧化碳的缓慢排出,样品被干燥。

当二氧化碳达到临界状态时,气液界面消失,因而由液体的表面张力在样品干燥过程中造成的样品伸缩降到最小,有利于样品形态结构的保存

临界点干燥是应用最为普遍的一种干燥方式,其基本原理为利用物质在特定的温度和压力下可达到液气相并存的特性,使物质之液相与气相之界面消失,物体在此状态下干燥,可避免表面张力的改变,而保存物体原本的细微构造, 此特定温度与压力即所谓临界点 (critical point)

通常每种物质均有其特定的临界点,而被用来作为临界点干燥的物质称为转换液 (transitional fluid),欲干燥的样品必须完全浸泡于其中。 一般最常使用的转换液为液态二氧化碳,此乃由于二氧化碳的临界点较低较容易达到,且在生物标本能容忍的范围内。

参考:
臨界點乾燥技術
超临界流体
临界点干燥仪
临界点干燥(Critical Point Drying, CPD)

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直流耦合和交流耦合的区别

使用电压放大器或锁相放大器时,通常需要选择输入信号的耦合方式,这里介绍一些直流耦合和交流耦合的区别。

按照官方手册里的说明:

The COUPLING pushbutton selects the method of connecting the A and B inputs to the amplifier. The inputs can be AC (0.03 Hz – 3 dB) or DC-coupled, or the inputs to the amplifier can be internally grounded with the A and B input BNC’s left floating. This feature makes for simple offset nulling, particularly useful when operating the amplifier DC-coupled at high gains. Please refer to CALIBRATION AND REPAIR — OFFSET ADJUSTMENT for information on the offset nulling procedure.

NOTE: When the coupling is set to AC, a 0.03 Hz cutoff high-pass filter is always engaged. All high-pass filter modes can still be selected while AC-coupled, but the 0.03 Hz filter will always be in, even if the filters are set to DC. Because one of the two filter sections is always used as a high pass when AC coupling is selected, low-pass filters are only available with a 6 dB / octave rolloff.

This key selects the input coupling. The signal input can be either AC or DC coupled. The current input is coupled after the current to voltage conversion. The current input itself is always DC coupled (1 kΩ to virtual ground).
The AC coupling high pass filter passes signals above 160 mHz and attenuates signals at lower frequencies. AC coupling should be used at frequencies above 160 mHz whenever possible. At lower frequencies, DC coupling is required. AC coupling results in gain and phase errors at low frequencies.
Remember, the Reference Input is AC coupled when a sine reference is used. This also results in phase errors at low frequencies.

直流耦合就是直接的导线连接,包括通过像电阻之类的线性元件的连接。
它适用于对包括直流分量的信号的放大电路中。在直流耦合电路中,各级电路的静态工作点是互相影响的
一级的工作点改变了相邻的二级也会受到影响。因此不能单独地调整工作点电流和电压。

而在交流耦合直流不耦合的电路中各级电路是用电容或者是电感隔离开的。
因此静态工作点是独立的,调整静态工作点比较容易。直流耦合中因为各级的输入和输出阻抗是一定的,不好作阻抗变换,直接耦合时高效率匹配就很难做到。
而在交流耦合电路中用线间变压器就很好地进行阻抗变换实现高效率的匹配。特别是选频放大电路中普遍采用的LC谐振电路更是极大地提高了电路的效率。

参考:
入門篇-耦合Coupling AC/DC/GND差別在哪
直流耦合-百度百科

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Sentaurus Structure Editor 学习笔记(1)

主要参考自官方手册 Sentaurus Structure Editor User Guide Version H-2013.03, March 2013

Sentaurus TCAD的结构编辑可以使用GUI,每一个操作都对应命令行,目前只用过编辑命令行.cmd文件,把遇到过的命令行记录一下

New Replaces Old,重叠处,已有的形状被减去
(sdegeo:set-default-boolean “ABA”)

Old Replaces New,重叠出,新建的形状被减去
(sdegeo:set-default-boolean “BAB”)

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FDTD 计算发散解决方法

发散仿真

确定发散的类型

大多数发散仿真属于可以分为以下两类。由于dt稳定因子问题,或者PML边界条件问题。

通过将所有仿真边界条件设置为金属,然后重新运行仿真,很容易确定不稳定性的类型。

  • 如果模拟仍然发散,这是一种dt稳定因子的发散。参见“dt稳定性系数”部分。
  • 如果模拟稳定,则为PML型发散。参见PML和色散材料部分。

仿真时遇到了这个问题,主要是由于SiO2色散,拟合的不好。

通过调整materials explorer中SiO2的fit tolerance和max coefficient,解决了问题。

参考:
Lumerical Knowledge Base

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