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科技动态

2019-02-17

测控技术 2019年4期
关键词:西门子调控芯片

“小鹰”700成功首飞

3月22日,由中国航空工业集团有限公司与通航国际(西安)飞机技术有限公司合作研发的国内具有自主知识产权的轻型多用途通航飞机——“小鹰”700,在航空工业试飞中心机场成功首飞,标志着航空工业在践行国家军民融合重大战略中迈出了坚实一步。

“小鹰”700飞机于3月13日完成了首飞技术质量评审和放飞评审,飞机状态良好,满足首飞的全部条件。3月22日9时39分,“小鹰”700飞机在试飞中心平稳起飞,飞行历时21min,成功完成了操纵系统、动力系统、航电系统等各系统的检查,低空通场后稳稳降落在跑道上,圆满实现型号首飞。

“小鹰”700飞机是按照中国民航条例第23部全新设计的单发、四座、多用途螺旋桨飞机,由通航国际投资,航空工业一飞院设计,沈飞民机生产。首飞之后,“小鹰”700将在试飞中心完成预计两年左右的适航取证试飞,为最终取得型号合格证(TC)并进入市场做准备。

中国科研人员开发出“蚁群”微型机器人

中国科研人员日前开发出一种磁性微游动机器人,可像“蚁群”一样成千上万地组队协同作业,有望为高效靶向给药和体内成像提供解决方案。

发表在新一期美国《科学·机器人学》杂志上的这一研究显示,这种呈花生状的磁性机器人长3μm,直径2μm,只有头发丝直径的约1/40。由大量这种机器人组成的群体可在旋转磁场的调控下变为长链,在狭长的模拟毛细血管中穿行。

论文作者之一、哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室谢晖教授在接受新华社记者采访时说,这些机器人之间通过非常小的作用力交流,形成一个动态系统,就像蚁群用触觉或气味交流一样。

谢晖说,大自然中群体协作可解决个体无法胜任的复杂问题,如蚁群可搬运超重猎物、鲱鱼群可捕获非常警觉的桡足类动物,研究人员受其启发,构建了微游动机器人群体,使其具备快速的环境应变能力和多任务机动功能。

研究显示,这些机器人能够模拟自然界的蚁群和鲱鱼捕食阵列,完成大负载可控输送与大面积同步集群操作。谢晖说,这种机器人将来可用于医疗方面,比如通过体内导航控制,成千上万个装载药物的微游动机器人组成的群体可直达病灶部位,识别并攻击病变细胞,还有望留存在体内监控健康状况,从而为疾病的早期诊断与治疗提供新方法。

长征九号重型运载火箭发动机联试成功

3月24日,由中国航天科技集团有限公司六院研制的500吨级液氧煤油发动机燃气发生器-涡轮泵联动试验取得圆满成功,标志着我国500吨级重型运载火箭发动机关键技术攻关及方案深化论证达到预期目标,为后续重型运载火箭工程研制打下坚实基础。

六院副院长李斌表示,此次试验为发动机涡轮泵、燃气发生器及配套组件的联动试验,验证了发生器-涡轮泵组件方案的可行性,实现了从起动、初级、主级到关机的平稳过渡,为进一步进行发动机整机试车等研制工作奠定了基础。

液体火箭发动机的主要组件包括推力室、燃气发生器、涡轮泵、自动器和控制系统等。其中,涡轮泵是火箭发动机的“心脏”部分,要在1s完成1.6t推进剂的高压输送。因其结构复杂、工作条件苛刻,设计高效率的涡轮泵也是发动机研制中的关键,六院此次联动试验的成功标志着该型发动机研制工作取得阶段性成果。

此型发动机为我国正在研制的最大推力火箭发动机,对支撑后续大型空间活动、载人登月及深空探测具有重要意义。未来,该型发动机将应用于长征九号重型运载火箭上。

据介绍,中国航天运载火箭以液体火箭发动机为主动力,经过几十年不懈努力,中国研制了长征系列运载火箭,其主动力YF-20系列发动机已成为中国航天的“金牌”产品,同时中国成功研制了YF-75等高性能液氧液氢发动机,完成了数百次卫星的发射,实现了载人航天和月球探测的伟大壮举,取得了世人瞩目的辉煌成就。

目前,中国已经掌握了液氧煤油和液氧液氢发动机的各项关键技术,实现了长征五号、长征六号、长征七号新一代系列运载火箭首飞成功,新一代运载动力研发的新材料和新工艺为重型运载火箭发动机研制奠定了基础。

更小更强的光子芯片取得理论突破

受制于摩尔定律,信息技术载体的存储密度与运算速度的提升均面临瓶颈,人类的目光从“电”转向了速度更快的“光”,“光子芯片”的概念应运而生。记者3月19日从南京理工大学获悉,该校蒋立勇教授团队提出一种新方法,实现了表面等离激元空间编码功能,从理论上为多功能、多自由度调控的光子芯片的应用开发助力,让人们距离光子芯片更近一步。

蒋立勇介绍,在尺寸更小的芯片上通过全光调控加载更多的功能,拥有更大的存储密度及更高的运行效率,是芯片发展的趋势。但要将光子芯片由概念变为现实,仍有许多理论与技术难关亟待突破,如半导体集成工艺兼容性以及光子的多功能、多自由度调控等。

与电子调控类似,人们可以通过精确调控光子行为让光实现数据的存储与运算,目前主流的调控方法之一是全光相干调控。其以相干完美吸收效应为理论基础,采用“面外”对称入射进行相干调控,但受制于这一理论基础固有的局限性,全光相干调控的模式选择性、空间选择性及集成性等性能指标有所欠缺。

蒋立勇团队另辟蹊径,以表面等离激元模式相干机理为理论基础,创新性地提出了“面内”全光相干调控方法,该方法突破了“面外”全光相干调控方法的机理限制,具有独特的模式选择性和空间选择性,更有利于芯片集成。

此外,该方法的提出也为人工微纳结构相干光谱调控提供了新思路,可拓展到光子晶体等其他微纳光子结构的光谱调控研究上,未来有望启发更多集成光通信、微纳显示和传感等领域的创新应用。

NI展示5G芯片测试系统

全球半导体界盛会SEMICON开幕,整个半导体供应链系统的各路大师齐聚上海。作为半导体测试测量行业的引领者,NI展出了包括5G芯片测试系统等明星产品。

2010年,NI就进入了5G市场。从最开始5G设计的原形,一直到这两年开始的5G商用化,NI一直扮演着非常重要的角色。此次NI展出最新5G射频芯片测试方案,通过NI软硬件平台实现大规模天线、毫米波频段等5G重点方向的原型平台设计。

NI携手Skyworks,展示了如何利用NI以软件为中心的模块化仪器、充分满足针对5G RFIC的各类测试需求。借助于NI 1GHz高带宽的最新矢量信号收发仪,集成高性能数字和功率测试模块,使得测试射频前端芯片变得非常便捷。

NI打造了符合3GPP标准的Sub-6G NR参考测试方案,其中RFIC测试方案支持802.11、2G、3G、4G以及5G NR等标准,现全新软件已支持5G NR新波形OFDMA及DFT-s-OFDM等调制方式

NI的半导体测试系统(STS)可快速部署到生产的测试系统,适用于半导体生产测试环境(实验室验证、晶圆级测试、FT测试等),可进一步提升半导体测试效率,降低测试成本。NI STS T1系统可与Reid Ashman机械手完美搭配,可面向不同测试系统、定制各种应用,因其易于使用和低维护配重设计,能够轻松集成到生产测试设备中。

NI的合作伙伴esmo采用NI STS T1系统打造的Talos实验室工程Handler在本届SEMICON的展台上吸引了不少眼球。其实现了全自动化生产测试,支持三温测试,温度稳定性优于±0.5℃,并具有自动激光定位系统等功能。也因为使用了统一开发环境LabVIEW和测试管理执行软件TestStand,这一台分选机将同样在实验室和量产测试中使用,并减少数据关联(Correlation)时间,进一步提升半导体测试效率。

Maxim发布PPG和ECG生物传感器模块

Maxim(NASDAQ:MXIM)宣布推出最新生物传感器模块MAX86150,由LED、光电探测器和ECG模拟前端(AFE)组成,是业界首款可为紧凑、节能设计提供高精度、FDA认证的PPG和ECG产品,广泛用于移动电话、笔记本电脑、平板电脑和智能扬声器。设计者可以通过更简单的方法在移动式、电池供电健康监测应用中实现光电容积图(PPG)和心电图(ECG)测量。

一直以来,实现PPG和ECG同步测量都面临很大挑战,因为设计者必须使用两个独立的生物传感器,而两者占用的电路板空间和功耗往往超出了移动设备所能承受的范围。此外,实现高精度测量也极具挑战,尤其是当血流较慢或皮肤干燥时,传感器的灵敏度可能受到影响。MAX86150成功克服了这些挑战,能够同时采集PPG和ECG,并且提供最高灵敏度的脉搏传导时间。为降低电池耗电,该模块支持软件关断,待机电流接近零,并允许电源电压保持有效状态。MAX86150光模块采用3.3mm×6.6mm×1.3mm、22引脚封装。

该产品主要优势如下:高精度,作为噪声抑制能力的重要指标,该模块的共模抑制比(CMRR)为136dB,高于当前市场同类产品;其100mA、高动态范围LED驱动器能够在各种皮肤类型下实现更高的灵敏度;此外,ECG传感器的接触阻抗非常低,即使对干性皮肤也能实现更高精度的测量;长电池寿命,0.7μA(典型值)超低关断电流,最大程度降低电池耗流;功耗低于最接近的竞争器件,进一步延长电池寿命;易于部署,模块采用干电极操作方式,无需在身体的其他部位使用凝胶、液体、黏性或湿电极垫,即可获取高精度读数;小尺寸,在与独立式ECG传感器相同的尺寸下,将ECG传感器和光学PPG传感器集成在一起,节省空间从而提供更多功能,且无需第3个电极(竞争方案则需要)。

西门子以未来技术拓展面向“工业4.0”的数字化企业解决方案

西门子正不断扩展其数字化企业业务组合并融入诸多未来技术,以推动离散和过程工业的数字化转型。随着越来越多的工业企业,特别是中小型企业,向“工业4.0”迈进,西门子利用数字化解决方案提升自身竞争力。西门子展示了一系列技术创新及行业应用,例如在机床、生产机械和过程工厂中应用配有AI技术的自动化设备和边缘设备,以及从工厂车间到企业办公室的一体化网络概念。这些都将推动创新的自动化与软件技术的应用。

工业边缘计算(Industrial Edge)是西门子为离散和过程工业实现设备级的数据处理所提出的概念,作为开放式物联网操作系统MindSphere云计算最理想的补充。用户可根据自身需求选择在现场层或云端进行数据分析,从系统的集成性和灵活性中获益。此外,西门子通过集成人工智能技术,为企业的数字化改造提供进一步的支持。目前,西门子已经在自己的工厂中成功应用AI技术。

西门子的创新产品还有Sinamics G120X系列变频器,对基础设施行业中的风机和泵的应用进行了优化。这些设备可以借助Sinamics Connect 300连接到MindSphere,使用户能够分析从变频器、驱动链和机器设备中所收集的运行数据以优化其过程和维护策略。Sidrive IQ是西门子为分析和利用来自驱动系统的数据所提供的数字平台,而借助联网的西门子驱动系统,这种基于云的应用现在已经能够用于中高压电机和变频器。

西门子展示了MindSphere的3个新应用程序包,包括Connect & Monitor(连接和监控)、Analyze & Predict(分析和预测)和Digitalize & Transform(数字化与转型),每个应用程序都包含全面的咨询服务。这些新应用包将帮助用户更快、更简单地实现物联网项目,例如加快对资产的连接、分析和优化,利用预测分析来预防非计划停机。这些新应用包还将简化服务和商业模式。MindSphere的生态系统也在不断壮大,基础设施可支持亚马逊云计算服务、微软云计算服务和阿里云。收购Mendix公司及其低代码平台后,西门子为中小企业开发自己的应用程序提供更好的支持。

随着数字化转型的深入开展,对于越来越多的企业来说,网络安全已成为一个重要的决定因素。西门子提供了基于产品和服务的全面工业安全理念。由于框架条件和安全需求有所不同,离散制造业和过程工业的不同行业需要特定的解决方案。而西门子是第一家获得TüV SüD认证的公司,该认证的安全系统集成了符合国际IEC 62443-2-4标准的过程自动化和驱动解决方案。

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