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而在电路设计与程序编译这两个阶段,为了保质保量地提高效率,该团队采用“共同学习,独立设计”的原则。
事实上,在刚定下课题之时,该团队唯一可以确定的是:要使用开关器件来代替传统 Non-Foster 电路中的有源器件(比如运算放大器和晶体管)。
而在熟练掌握设计方法之后,再要求每一位同学“背靠背”地开展独立设计。
通信实验验证,指的是将本次电路加载到电声换能器上,进行远距离的通信实验。
总的来说,其主要具备以下三大优势:
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另一方面,偏离共振频率所带来的增益正在急剧下降,这导致设备的工作带宽变窄,随之出现辐射效率降低、以及传输信息缺失等情况。
但是,课题组坦言本次电路在硬件上和软件上,依旧存在一些不足,导致它所能实现的最宽频率范围被限制在 4kHz 以内。
将其用于超声成像和核磁共振中,可以提高医疗设备成像的清晰度和图像质量,帮助医生实现更准确的诊断。
排版:初嘉实
为此,他们充分调研了已有的 Non-Foster 电路,并开展了仿真分析。
既发表论文,又“沿途下蛋”
期间,需要针对电路的损耗特性、稳定性、以及误差等进行分析。
其一,还能进一步地优化控制器。
课题组认为这里面大有文章可做,特别是可以与神经网络数据驱动方法、或 AI 技术进行结合。
其中,Non-Foster 电路发挥着重要作用。而 Non-Foster 元件,则是指阻抗-频率曲线具有负斜率特征的元件,即具有“负电感”或“负电容”的元件。企业资讯网
“更宽”,指的是在更宽的频率范围之内,实现高功率等级与高效的负阻抗匹配。
湖南大学杨鑫教授和张智贺博士是共同一作,杨鑫教授、以及华中科技大学祝雪丰教授、湘潭大学欧阳晓平院士、美国纽约市立大学安德烈·阿卢(Andrea Alù)教授担任共同通讯作者。
只要在这一频率范围之内,其就能用于大功率电声换能器。因此,尤其是在低频水声领域,它能有效提高水声通信系统的信息传输效率和传输速度。
通过此,该团队初步确定了电路设计与控制策略的方案。不仅如此,几乎每当更换方案之时,他们都会重新进行仿真分析。
对于系统的动态响应过程来说,其往往分为多个阶段。因此,如何通过调整信号调制的策略,来对动态响应过程进行分段优化,实现信号源与电路之间的同步动态调整,是该团队的后续目标之一。
然而,在信息通信领域,共振——本身是一个矛盾的概念。
图 | 相关论文(来源:Nature Communications)
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基于共振原理诞生的材料、器件和设备,正在潜移默化地改变人类生活。
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