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关键词： 缺陷检测   YOLOv8   损失函数   浅层尺度   采样算子  

摘要： 针对印制电路板（Printed circuit board,PCB）表面缺陷尺寸小，缺陷形状不一，难以检测的问题，提出一种YOLOv8-PCB缺陷检测模型。通过引入WIoUv3损失函数，减小对低质量锚框的惩罚，加快算法收敛速度；其次融合浅层尺度与小目标检测头捕获更多的微小缺陷特征；然后在主干网络中采用ADown下采样，在减少特征图的尺寸的过程中防止上下文信息丢失过多；在特征金字塔中结合动态上采样，进一步提高特征图的分辨率，增强模型对PCB缺陷细节的感知能力。实验结果表明，改进后的模型平均精度均值达到98.37%，召回率达到96.39%，相较于基准模型，平均精度均值提升了3.62%，召回率提升了5.49%，缓解了漏检问题，提升了模型的检测效果。

关键词： 生态安全格局   时空演化   影响因素   电路理论   陕北黄土高原  

摘要： 识别对于维护区域生态系统具有重要意义的点、线、面等景观要素，构建动态生态安全格局并探究其影响因素，对于维护区域生态安全具有重要意义。针对以往研究对生态安全格局动态演化和影响因素探究的不足，利用形态空间格局分析（MSPA）、景观连通性分析和电路理论模型等方法，构建2000—2020年陕北黄土高原的生态安全格局，分析其时空演化特征，并利用地理探测器、普通最小二乘法（OLS）和地理加权回归（GWR）模型探究生态安全格局空间异质性的影响因素，并给出生态恢复策略。结果表明：（1）2000—2020年生态源地在陕北黄土高原南部集中分布，面积变化较小且空间位置较为稳定。（2）2000、2010年和2020年陕北黄土高原生态阻力面的均值分别为4.96、4.36和4.40，呈现南部低、西北高的空间格局。（3）2000、2010年和2020年陕北黄土高原生态廊道的长度分别为2416.25 km、3433.61 km和2643.62 km，南部生态廊道密集，以低阻力生态廊道为主，北部生态廊道稀疏，以高阻力生态廊道为主。（4）生态夹点和生态障碍点主要分布在陕北黄土高原西北部，面积不断减少。（5）植被覆盖度、景观多样性、人口密度、坡度和降水是影响陕北黄土高原生态安全格局空间异质性的主要因子。研究结果可为陕北黄土高原未来的生态规划提供科学合理的参考和依据，同时有助于生态政策的制定与调整。

关键词： Electromagnetic pulse  

摘要： In this paper, a dual-band metasurface absorber (MSA) based on nonlinear circuits that can selectively absorb pulse wave in the same frequencies is proposed. The unit-cell of the designed dual-band MSA consists of two metal square-ring shaped resonators with the same shape but different wire width, the middle dielectric layer and the metal ground plane. The simulation results show that the absorptance of the dual-band MSA increases firstly and then decreases with the increase of the input power at －20~10 dBm. When the power is at －5 dBm, the absorptance of the designed dual-band MSA of the pulse wave reaches 97% and 92% at 3.2 GHz and 4.1 GHz, respectively, and that of the continuous wave is only 28% and 39%. In addition, the absorptance of the MSA decreases with the increase of pulse width. Further, simulated results indicate that the dual-band MSA can absorb more than 70% of pulse wave with an input power of －5 dBm at a wide incident angle of 0°~60° for both TE and TM mode. The effects of resistance, capacitance on the absorptance of the nonlinear circuit MSA for the incident pulse and continuous wave are also studied. The proposed dual-band waveform selective MSA shows a potential prospect in the fields of wireless communication and anti-electromagnetic interference. © 2024 Chinese Institute of Electronics. All rights reserved.

关键词： 无绝缘轨道电路   深度卷积神经网络   BP神经网络   k折交叉验证   故障诊断  

摘要： 针对ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障发生的多样性和不确定性导致的故障诊断效率低的问题，本文从故障特征提取和故障分类的角度出发，提出一种基于深度卷积神经网络（DCNN）的轨道电路故障诊断方法。通过故障分析总结出12种轨道电路故障状态，并将不同故障状态下的轨道电路监测数据进行标准化处理，作为DCNN模型的输入。模型采用卷积-池化结构提取轨道电路的关键特征并滤除冗余特征。BP神经网络作为模型的全连接层，并结合softmax函数进行故障分类。通过k折交叉验证法优化模型结构，确定最佳模型。实验结果表明，采用四层卷积-池化层结构的轨道电路故障诊断模型在诊断准确率方面达到了98.48%，较同为最优模型的长短期记忆网络（LSTM）模型、深度前馈网络（DFN）模型、双向长短时记忆网络模型（BiLSTM）与CNN-LSTM组合模型分别提升了6.06% ，6.06% ，3.33% 与 2.27%，训练收敛速度分别快了大约1250次、4250次、1250与1450次，且训练时的损失波动更小。本研究提升了轨道电路故障诊断效率，为轨道电路的故障诊断任务提供了一种新的有效方法。

关键词： 忆阻器   LIF神经元电路   多端输入   阈值电压   人工神经网络  

摘要： 由于传统的互补金属-氧化物-半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor， CMOS）神经元电路，与生物学的契合性较差且电路复杂， 该文提出了一种基于忆阻器的多端口输入的泄露-整合-激发(Leaky-Integrate-Fire， LIF)神经元电路。它由运放、逻辑门等器件以及忆阻器构成， 主要分为信号叠加模块和神经元信号产生模块。通过施加多个双尖峰脉冲信号并调节输入信号的数量和频率， 模拟了生物神经元受到的不同程度刺激。研究发现施加到神经元上信号的数量和频率达到一定的值， 神经元电路才会输出电压信号， 这与生物体中只有受到一定程度的刺激时才会做出反应的现象是一致的. 进一步， 调节该电路中神经元信号产生模块的阈值电压大小， 研究发现输入相同的信号， 只有当电路的阈值电压较低时， 神经元电路才能输出电压信号， 这与生物中不同部位受到相同的刺激， 神经元兴奋程度越高， 越容易做出反应的现象一致。由此， 该文所提出的LIF神经元电路不仅解决了传统电路输入信号单一、输入信号波形与生物信号波形差异大等问题， 而且能模拟生物神经元的兴奋程度， 这为人工神经网络的设计提供理论依据。

关键词： 红外读出电路   相关双采样   高线性   高帧率  

摘要： 论文针对超大面阵下红外探测器读出过程中存在的线性度和帧频受限的问题，提出了一种可以实现超大面阵红外读出电路高速高线性的解决方案，本次设计采用像素内高效相关双采样（correlated double sampling， CDS）方法优化读出电路噪声特性并输出CDS电压至列总线，提出交流增强方法实现对列总线寄生电容的快速建立，同时在列总线终端采用自适应衬偏补偿方法消除像素源随器带来的非线性。论文所提出的设计方案基于55nm工艺在一款低温110K下8192×8192面阵规模的红外探测器读出电路中进行了全面的实验验证，结果表明，相较于传统读出电路，输出摆幅从2V提升至3.3V，满阱容量从4.3Me-提升为6Me-，读出电路的行时间从20μs减小为2μs，线性度从96.9%提升至99.98%。芯片整体功耗为1.6W，读出优化电路单列功耗在加速读出模式下为33μW，非线性校正模式下为16.5μW。

关键词： YOLOv4-tiny   缺陷检测   印刷电路板   特征融合  

摘要： 【目的】针对印刷电路板表面缺陷检测中目标小以及检测精度不够的问题，提出了一种改进的YOLOv4-tiny模型印刷电路板缺陷检测方法，该算法在能确保实时检测效率的同时，显著提升检测的准确度。【方法】在主干特征提取网络第二残差块输出为52×52×128特征层后引入预测头YOLO Head-P3，增加FPN(Feature Pyramid Network)层结构，提升了层结构特征融合能力，解决了原YOLOv4-tiny模型针对小目标检测的网络结构缺陷问题;同时，在FPN结构中引入改进的SPP(Spatial Pyramid Pooling)结构，加强不同尺度的特征层的特征融合机制，以提高检测精度;最后，引入ECAnet(Efficient Channel Attention network )，通过自适应调节特征权重和注意力机制，进一步增强了网络模型的自适应特征提取能力，同时减少了复杂性和计算需求，以满足对小目标缺陷信息的精准需求。【结果】实验结果表明:改进的算法模型检测平均精度(mAP)达到97.32%，相较于原算法模型提高了7.69%，检测速度达到了113.67 fps，【结论】改进后的模型相较于原模型各指标都有所提升，能够完成对小目标缺陷的实时监测，具有很好的性能。

关键词： 低纹波直流稳压电源   Buck-Boost逆变电路   控制策略   对比分析  

摘要： 为克服传统低纹波直流稳压电源的主电路拓扑结构存在电路结构复杂、体积大等不足，提出一种基于Buck-Boost逆变电路的新型可调直流稳压电源拓扑结构，用Buck-Boost逆变环节取代传统结构中高频逆变和变压器升压两个环节，此结构相较于传统结构，在电路结构上可以得到明显的简化。为实现该新型可调直流稳压电源输出低纹波、高稳定度直流电压的要求，针对其Buck-Boost逆变电路提出采用基于比例积分-矢量比例积分的复合控制方法，即以Buck-Boost逆变电路中电容电压和电感电流作为状态变量，并以电感电流为控制内环，电容电压为控制外环，通过对两个闭环采用比例积分-矢量比例积分复合控制方法，实现对两个状态变量的解耦控制，最后通过仿真与实验对其效果进行了验证，同时与传统低纹波直流稳压电源进行了对比分析。结果表明：文中提出的基于Buck-Boost逆变电路的新型可调直流稳压电源拓扑结构及针对该拓扑结构所提出的控制方法不仅输出直流电压纹波小、稳态精度高、动态性能好同时还具有电路结构简单且输出直流电压任意可调等特点，因而具有较好的应用价值。