摘要 — 脑机接口正被广泛用于各种治疗应用。通常,这涉及通过皮层脑电图 (ECoG) 或脑电图 (EEG) 等技术测量和分析连续时间脑电活动以驱动外部设备。然而,由于测量中固有的噪声和可变性,这些信号的分析具有挑战性,需要离线处理和大量计算资源。在本文中,我们提出了一种简单而有效的基于机器学习的方法,用于基于脑信号的手势分类示例问题。我们使用一种混合机器学习方法,该方法使用卷积脉冲神经网络,采用生物启发的事件驱动突触可塑性规则对脉冲域中编码的测量模拟信号进行无监督特征学习。我们证明这种方法可以推广到具有 EEG 和 ECoG 数据的不同受试者,并且在识别不同手势类别和运动想象任务方面实现了 92.74-97.07% 范围内的卓越准确率。索引词——脉冲神经网络、脑机接口、事件驱动可塑性、K 均值聚类
由于技术进步,当前世界对ADC有各种应用,从RF和无线通信到生物应用。要将实际世界的模拟信号与数字系统联系起来,需要对数字转换器的模拟。(ADCS)。由于技术创新,在现代世界中,ADC有许多用途,从RF和无线通信到生物应用。其他ADC类型包括连续的近似,Flash和Sigma-Delta。LAN接口,数字采样和雷达接收器是使用Flash ADC的应用程序的一些示例。一种被称为数字转换的类似物的电气过程将电压值的范围限制为预定水平。Flash ADC适用于由于其快速速度而需要非常大带宽的应用。为了实现并行处理,使用了一系列比较器,从而增加了功耗。它用于雷达,数字示波器,高密度盘驱动器,物联网应用,通信系统和其他设备。必须减少对数字转换器的闪存类似物的功耗才能具有功能性通信系统。速度,功耗,潜伏期和面积是ADC的四个主要设计参数。Flash ADC的最关键组成部分是其比较器。对于n位闪存ADC,2N-1电压比较器同时比较一个模拟输入信号与参考值0
在本模块中,学生将学习 NASA 深空网络 (DSN) 背景下的以下四个概念:通信、延迟、性能和网络。这些概念是现代电信的基础,随着我们想要通信的距离越来越远,这些概念变得越来越重要。本指南将挑战学生在他们之前对通信的理解(例如有关波、光速、太阳系和网络的知识)的基础上,了解 NASA 深空网络的创建、运行和规模。学生将有机会像计算机一样进行通信,方法是将数据编码为二进制或十六进制或解码数据;计算地球和太阳系中不同物体之间的延迟时间;模拟信号如何传递、延迟或降级;并将所有这些概念交织到更广泛的网络概念中。每个活动中的各种额外资源不仅可以增强体验,还可以让学生直观地看到这些概念如何影响他们的日常生活。鼓励教育工作者和辅导员探索每个活动中提供的额外内容,因为深空通信会根据研究不断变化。虽然 NASA 通信技术几乎可以在学生的生活中随处找到,但以下两个例子重点介绍了 NASA 最近开发的与深空通信研究相关的衍生技术。
在本模块中,学生将学习 NASA 深空网络 (DSN) 背景下的以下四个概念:通信、延迟、性能和网络。这些概念是现代电信的基础,随着我们想要通信的距离越来越远,这些概念变得越来越重要。本指南将挑战学生在他们之前对通信的理解(例如有关波、光速、太阳系和网络的知识)的基础上,了解 NASA 深空网络的创建、运行和规模。学生将有机会像计算机一样进行通信,方法是将数据编码为二进制或十六进制或解码数据;计算地球和太阳系中不同物体之间的延迟时间;模拟信号如何传递、延迟或降级;并将所有这些概念交织到更广泛的网络概念中。每个活动中的各种额外资源不仅可以增强体验,还可以让学生直观地看到这些概念如何影响他们的日常生活。鼓励教育工作者和辅导员探索每个活动中提供的额外内容,因为深空通信会根据研究不断变化。虽然 NASA 通信技术几乎可以在学生的生活中随处找到,但以下两个例子重点介绍了 NASA 最近开发的与深空通信研究相关的衍生技术。
摘要 - 基于低功率事件的模拟前端(AFE)是建立用于边缘计算的有效端到端神经形态处理系统所需的关键组件。尽管已经开发了几种神经形态芯片来实现尖峰神经网络(SNN)并解决了广泛的感官处理任务,但只有少数通用的模拟前端设备可用于将模拟感官信号转换为尖峰并与神经型处理器相连。在这项工作中,我们提出了一种新颖的,高度可配置的模拟前端芯片,称为“ spaic”(用于模拟AI计算的信号到尖峰转换器),可提供通用双模式模式模拟信号对尖峰编码,并具有Delta调制和脉冲频率调制,并具有可调节频带。ASIC以180 nm的过程设计。它支持并编码各种信号,这些信号涵盖了4个数量级的频率,并提供了与现有神经形态处理器兼容的基于事件的输出。我们验证了ASIC的功能,并提出了表征芯片基本构件的初始硅测量结果。索引术语 - 神经形态,模拟前端(AFE),编码器,尖峰神经网络(SNN)
EPR 100 是一种闭环电子压力调节器,能够将可变的模拟或数字输入信号(电流、电压、键盘、RS-232)转换为成比例的气动输出,并精确地保持所需的下游压力。配备 8 位微控制器,它可以处理信号和命令,执行复杂的功能,并通过串行 RS-232 轻松与其他控制/监控系统连接,完美地集成到迄今为止需要更复杂和更昂贵系统的应用之中。紧凑而实用的设计、整体性能和可靠性使其能够轻松集成到任何先进的气动系统中,该系统需要能够快速适应任何特定要求的主动组件。输入信号可以是模拟信号(0-5 V、0-10 V、4 - 2 0 mA)或数字信号(串行 RS-232、键盘/显示器),由微控制器处理,并使用 PWM(脉冲宽度调制)控制的高速电磁阀转换为比例压力输出,用于进料和排气功能。集成压力传感器持续监测 EPR 100 的输出压力,向控制器提供反馈,控制器将该值与输入信号设定的所需设定点进行比较。因此,可以快速准确地补偿输出压力的任何变化,以保持所需的下游压力。该闭环系统的反应时间小于 5 毫秒。此外,EPR 100 可以提供与下游压力(0-7 bar)成比例的模拟输出(0-7 V)。
摘要 — 量子计算机能够比传统的经典计算机在更短的时间内完成大规模计算。由于量子计算机是在微观物理系统中实现的,因此由于环境之间的相互作用,量子态不可避免地会发生意外变化,从而导致计算错误。因此,需要量子误差校正来检测和纠正已发生的错误。在本文中,我们提出了用于量子误差校正的量子计算机架构,考虑到硅量子点量子计算机的组件在稀释制冷机内外分为多个温度层。控制量子位的模拟信号在稀释制冷机内的 4 K 台上精确生成,而实时数字处理在稀释制冷机外进行。然后,我们通过实验演示了用于量子误差校正的数字控制序列,并结合了在量子计算过程中模拟量子态的模拟器。包括确定前馈操作和传输前馈操作命令在内的实时处理由稀释制冷机外的 FPGA 在 0.01 毫秒内进行,以进行位翻转误差校正。与假设的弛豫时间相比,这是一个足够短的时间,而假设的弛豫时间是量子态可以保留的近似时间,这意味着我们提出的架构适用于量子误差校正。索引术语——量子计算机、量子计算、架构、量子误差校正、前馈
便携式声学声纳浮标模拟器 II (PASS II) 是专为实验室声学系统集成和机载/海上声学系统操作验证而设计的测试装置。它是一种可现场使用的电子发射器、接收器和数据处理器。它模拟标准 NATO 声纳浮标信号,包括可选的环境条件。它提供命令信号生成 (CSG) 和命令功能选择 (CFS) 功能。它支持可变强度的基带刺激以及数据流。PASS II 发射器还可用于测试飞机上使用的顶部位置指示器 (OTPI) 系统。PASS II 使用数字信号处理器 (DSP) 为各种受支持的声纳浮标类型提供信号合成。所有测试信号均使用全数字架构开发,然后以数字形式用于调制输出 RF。测试信号不会转换为模拟信号来调制 RF,这确保了 PASS II 提供高保真度、准确、无伪影的测试信号。测试信号以模拟形式提供,用于直接声学处理器输入和听觉监控。直接数字合成 (DDS) RF 发生器产生 RF 输出。DSP 产生包含所需频率和所需信号输出的数字数据,并直接输入 RF 合成设备以产生信号。基带和 RF 频率的产生精度在 0.003% 以内
DAC(数模转换器)在生物医学仪器、通信系统、机器人等各个领域发挥着重要作用。通常,当现实世界信号时,DAC 会并入大多数数字系统中。现实世界信号(如压力信号、声波、温度读数或图像)通过模数转换器 (ADC) 转换为数字形式。经过处理后,这些信号使用 DAC 转换回模拟信号。DAC 是驱动音频 - 视频应用、直流、交流或伺服电机控制、射频收发器或各种工业温度控制器等设备的电路的必备条件。刺激神经组织的共同目标位于中枢神经系统和周围神经系统 (PNS) 内。中枢神经系统 CNS 主要关注神经元群的正常运作。对神经元群的刺激是为了探测所述神经元群。刺激还利用神经假体装置为其用户提供感官反馈。临床上,为了缓解帕金森病和癫痫的症状,人们使用中枢神经系统刺激。同样,对于假肢的感觉反馈,周围神经系统 (PNS) 刺激也很有用 [1,20]。在最近的进展中,这种模拟被应用于高血压和炎症性疾病的治疗 [2,20]。现代 VLSI 技术可以实现小型化和完全植入式神经刺激器电路,同时允许设计人员集成大量通道,并允许增加功能。增加的功能使设计人员能够在不影响设备尺寸的情况下实现更高的刺激效果。修订稿于 2020 年 1 月 15 日收到。
经典系列的全新顶级型号 C 565BEE 是一款全新开发的车型。这意味着它不是现有型号的后继者,而是 NAD Classic Line CD 播放器的新款顶级型号。最先进的数字技术和高品质的模拟输出级使 C 565BEE 成为典型的 NAD Classic Line 设计的真正高端播放器。最先进的、可单独调节的数字技术 C 565BEE 采用了一种新的信号处理方法。 CD 播放的技术限制是相对较低的采样率(44.1 kHz)。因此,在 NAD C 565BEE 中,读取的 CD 信号被转换为更高的频率,即 96 或 192 kHz。更高的采样频率可以充分发挥 D/A 转换器的潜力。 NAD 在 C 565BEE 中使用了专业 Wolfson Microelectronics 公司的转换器。这些 24 位转换器已经具有 128 dB 的出色信噪比。在实施的双差分电路中,它们实现了更好的音质。为了进一步优化个性化声音,C 565BEE 配备了高品质数字滤波器,有五种不同特性可供选择。这五种设置中的每一种都会影响高频范围内的脉冲响应和频率响应,从而允许根据声音偏好改变模拟信号。一流的模拟输出级仅靠优质的组件并不能保证良好的声音再现:经过深思熟虑的电路板布局、短信号路径以及对电气和机械结构的每个细节的优化是基本要求,并使 C 565BEE 具有出色的音质。模拟信号通过精选的高质量 FET 和运算放大器,以实现最大带宽和低噪音水平。音频输出采用低阻抗设计,以排除由电缆电容引起的任何可能的干扰。数字和模拟元件的严格分离,特别是电源,也是声音细节优化的一部分。电源采用特别干净的稳压器,以避免电源影响声音。电源方面做了进一步优化,待机功耗不足1瓦。因此,C 565BEE 对节能做出了重要贡献。更多格式和连接种类除了毫不妥协的 CD 播放功能外,C 565BEE 还具有令人印象深刻的通用播放器功能。它可以播放自行刻录的 CD-R 和 CD-RW 以及广泛使用的 WMA、MP3 和 WAV 格式。此外,还可以通过正面的USB插座连接记忆棒、移动硬盘或MP3播放器。额外的数字音频设备可以通过光学数字输入访问播放器。 USB 或光纤输入的音频信号的处理与 CD 播放一样准确 - 具有采样率转换器和高品质 D/A 转换器的所有声音优势。操作简便 前面的大旋钮可以通过转动(曲目选择和跳过)和按下(播放和停止)实现非常方便、直观的操作。新型、可调光、可切换的点阵显示屏确保最佳的可读性。在这里,C 565BEE 除了显示常见的曲目编号和播放时间外,还显示 CD 文本和 MP3 元数据。 CD 播放器 C 565BEE 可让您进入真正的高端性能领域。 NAD 凭借其出色的播放性能,让音乐爱好者以全新的方式体验每张熟悉的 CD。此外,凭借其 USB 端口,它代表了高保真系统和各种现代数字媒体之间的特别高质量的接口。