<p class="ql-block">《再论万能传感器从电磁波频谱展开的智能化应用前景》</p><p class="ql-block">㈠. 万能传感器及微电脑数显双传感控制系统从电磁波频谱展开的应用</p><p class="ql-block">电磁波以及光波是电磁辐射相互关联的概念。电磁波向空中发射的现象被称为电磁辐射，而电磁波本身是电磁辐射的一种表现形式， 电磁辐射的载体为光子，不需要依靠介质传播，在真空中的传播速度为光速。电磁波可以根据频率分类，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。 见电磁波，光波阶梯频谱图</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"> 人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在380至780nm之间，称为可见光。只要是自身温度大于绝对零度的物体，都可以发射电磁辐射，而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。因此，人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射。尽管如此，只有处于可见光频域以内的电磁波，才可以被人们肉眼看到。</p><p class="ql-block">电磁波是一种在宇宙中传播的辐射形式，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。电磁波的波长和能量密切相关，波长越短，能量越高。宇宙射线中的高能粒子在穿越地球大气层时，会与大气中的分子发生碰撞，产生次级粒子，如π介子和μ子，这些次级粒子在电磁波谱中对应于高能辐射。</p><p class="ql-block"> 电磁波与宇宙射线在科学研究和应用中有重要的交叉点。宇宙射线的研究对于理解高能物理和宇宙演化具有重要意义。宇宙射线中的高能粒子可以通过大气层与大气分子相互作用，产生次级粒子，这些次级粒子包括μ子和其他高能辐射，这些过程对于研究宇宙线和地球辐射环境的应用有重要作用。此外，宇宙射线的研究也推动了高能物理实验技术的发展。在不同波长电磁波的电磁辐射过程中，不同波长的无线电波，微波，红外线，可见光、紫外线或是各种射线等。在发射或是接收过程中电子-光子-电子的能量会与大气中的分子发生碰撞就会产生“多普勒”效应;“能量”会随着分子发生碰撞而增加或是减少......。</p><p class="ql-block"> 万能传感器及微电脑数显双传感控制系统中前置低噪声运算放大器在红外发射和传感接收中，获取某个能量传感的信息，完成传感转换，数字显示及精准控制为一体化的分布式智能控制系统。对于系列电磁波及光波对应的频谱段应用中，红外发射与红外接收过程中某个物质或是气体所对应的波长产生的特定“能量”增加或是减少的趋势信号值就是万能传感器所要捕获的传感转换信号。</p><p class="ql-block"> 当前，各种硅锗、氮化镓等新型半导体材料的应用，以及石墨烯为基板材料，它以“准超导”和“优异热传导”制备特性；为低噪声运算放大器带来了更高的频率响应（带宽），更高的工作电压，更宽的工作温度范围和更低的功耗及噪声系数等优异的性能指标。这些新材料的使用，不仅提升了放大器的性能，还为未来的创新奠定了基础。 低噪声运算放大器在半导体集成电路领域的发展，是一个不断追求卓越性能、集成度和应用适应性的过程。随着技术的不断进步和新材料的应用，我们可以期待这些关键组件在未来将会有更加出色的表现。 </p><p class="ql-block">㈡．关于低噪声运算放大器工作的耐压极限值标准</p><p class="ql-block">运放的耐压值是指运放能够承受的最大电压值，通常包括正向电压和反向电压的极限值。</p><p class="ql-block">运放的耐压值对于其在实际电路中的应用非常重要，超过这个值可能会导致运放损坏。</p><p class="ql-block">2-1 低噪声运算放大器的耐压值定义：运放的耐压值通常指的是其能够承受的最大电压值。</p><p class="ql-block">具体来说，运放的耐压值包括以下几个方面：</p><p class="ql-block">正向电压：运放能够承受的最大正向电压值。反向电压：运放能够承受的最大反向电压值。</p><p class="ql-block">2-2 低噪声运算放大器的耐压值范围：</p><p class="ql-block">运放的耐压值范围因型号不同而有所差异。例如，一些运放的耐压值可能达到±24V。</p><p class="ql-block">一些运放供电的...耐压值可能更高，如±36V或更高。</p><p class="ql-block"> 据说运放最高耐压是2000V/μs。根据相关公开信息查询，运放正负24伏供电可能是运放的极限供电了，一般很少用到这么高的供电，容易损坏。</p><p class="ql-block">在实际应用中，选择合适的运放时需要考虑其耐压值是否满足电路的需求。如果电路中的电压超过运放的耐压值，可能会导致运放损坏。因此，设计电路时需要仔细计算和选择合适运放型号，确保其耐压值能够满足电路的工作电压要求。</p><p class="ql-block"> 综上所述，运放的耐压值是选择和使用运放时需要考虑的重要参数之一，确保其耐压值能够满足电路的工作需求是保证电路稳定运行的关键。</p><p class="ql-block">2-3 在特殊情况下提升低噪声运算放大器的工作耐压极限值的需求</p><p class="ql-block"> 低噪声运算放大器必须要具备一定的运放的正负高耐压值 ，在不同的频谱特性的红外发射与红外接收的过程中，通过红外光电高速高效率首次就能够传感转换出某种物质或是气体特性的有效传感信号值，确保运放能够首次传感转换输出必须要大于0.9V阀值；或是大于1伏的有效传感信号值，否则即使用多级运放也无法高效率和有效的放大和传递各种光电传感输出信息。</p><p class="ql-block">㈢. 运放必须要具备工作温度的特性 （-60℃ -- +150℃）工作温度的范围。</p><p class="ql-block">㈣. 运放必须要具备一定的射频放大特性 （高频谱特性）以便满足不同频段运放的应用。见电磁波，光波的阶梯图谱。</p><p class="ql-block">备注：低噪声运算放大器除了（0-100KHz），(400 KHz）满足常规应用外，必须要具备系列射频放大特性。</p> <p class="ql-block">运算放大器参数的应用评估资料</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block">例如，在10 KHz千赫兹，10X 4∧Hz频谱段 → 在10 MHz兆赫兹，10X 7∧Hz频谱段 → </p><p class="ql-block">在10 GHz吉赫兹, 10X 10∧Hz频谱段 → 在10 THz太赫兹, 10X 13∧Hz频谱段 → </p><p class="ql-block">在10 PHz柏赫兹, 10X 16∧Hz频谱段，----→ 以此类推。</p><p class="ql-block">每个频谱段相当运动场的赛道。</p><p class="ql-block">适配的不同频谱段的低噪声运算放大器，相当参加比赛的特定赛道的“特级运动员”重要性不可或缺，是科技创新的“领跑者”。 </p><p class="ql-block">低噪声运算放大器必须要具备不同频段的高频谱放大特性，以便满足不同频段运放的应用。</p><p class="ql-block">例如：在《电磁波-光波》图表中 无线电通讯频谱段， 太赫兹波频谱段，红外线，可见光，紫外线和X射线和伽马射线等。</p><p class="ql-block">系列具有射频特性的红外发射与接收过程的应用中，电子-光子-电子信息大量交互拥现，对于反映不同物质或是气体特性的波长是独有和唯一性的，在不同的特性的红外发射与红外接收的过程中，通过红外光电高速高效率传感转换出某种物质或是气体特性的传感信号值，尤其在太赫兹波段或是更高的系列频段中得到十分广泛的应用。</p><p class="ql-block"> 例如，DUV 或是 EUV工作在纳米波段，必须有相对应的工作带宽频率的运放适配应用。</p><p class="ql-block">㈤.某些运放增加算法功能，必须要具备一定算法功能，以便满足不同传感探头运放的应用。</p><p class="ql-block">5-1 例如，特殊应用时需要改善某些传感探头的非线性状况。</p><p class="ql-block">5-2 例如，通过增加算法功能，人为提高运放器的输出阻抗值，降低输出功耗，有利提高 一定的工作频率，改善和增加输出增益。</p><p class="ql-block">5-3 例如，在某些传感器应用中，传感湿度值不能超过100%，最高只能是99%以内，这是自然常识。</p><p class="ql-block">5-4 例如，某些运放增加逻辑算法功能，逻辑或还是与可以决定运放输出逻辑控制特性，使运放控制多功能化应用。</p><p class="ql-block">5-5 在实现以上运放多功能特性外，实现运放智能化，可以更有效提高知识产权的保护度。</p><p class="ql-block">㈥. 低噪声运算放大器标准项目任务和目的意义或必要性：</p><p class="ql-block">6-1、背景 在半导体集成电路领域，低噪声运算放大器标准发展一直是工程师和设计师们关注的焦点。随着技术的不断进步，这些放大器的噪声水平已经显著降低，以满足日益增长的高精度信号处理需求。为了达到这一目标，制造商们不断优化器件设计，力求在保持低噪声的同时，还能提供足够的带宽和增益。 先进的工艺技术，如深亚微米和纳米级 CMOS 工艺，已经成为推动低噪声运算放大器性能提升的关键因素。这些工艺不仅提高了器件的集成度，还使得放大器的功耗降低，响应速度加快。此外，为了进一步简化电路设计，制造商们开始集成更多功能到单个芯片上， 例如内置参考电压、偏置电路和反馈网络，这些都大大减少了外部组件的需求，降低了整体系统的复杂性。 针对特定应用领域，如音频放大、医疗成像设备，无线通信及万能传感器；精密仪器，仪表等。</p><p class="ql-block">制造商们开发了一系列专用的低噪声运算放大器。这些定制化的解决方案不仅满足了特定应用的性能要求，还提高了系统的整体可靠性。例如，在音频领域，低噪声运算放大器能够提供清晰、无杂音的信号放大，为用户带来更优质的听觉体验。</p><p class="ql-block">6-2、当前，各种硅锗、氮化镓等新型半导体材料的应用，以及石墨烯为基板材料，它以 </p><p class="ql-block">“准超导”和“优异热传导”制备特性；为低噪声运算放大器带来了更高的频率响应（带宽），更高的工作电压，更宽的工作温度范围和更低的功耗及噪声系数等优异的性能指标。这些新材料的使用，不仅提升了放大器的性能，还为未来的创新奠定了基础。 低噪声运算放大器在半导体集成电路领域的发展，是一个不断追求卓越性能、集成度和应用适应性的过程。随着技术的不断进步和新材料的应用，我们可以期待这些关键组件在未来将会有更加出色的应用表现。 </p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"> 上海绿页科技发展有限公司 2024年 12月</p> <p class="ql-block">《万能传感器及微电脑数显传感控制器系统》发明专利</p> <p class="ql-block">《一种万能传感器SOC系统集成模块，传感控制器及传感控制系统》专利</p> <p class="ql-block">《多功能捡测桥路与探头和传感器》专利</p> <p class="ql-block">《一种智能压电传感控制系统》专利</p> <p class="ql-block">《一种控制系统运放芯片》专利</p> <p class="ql-block">《一种可见光数显传感控制器》专利</p> <p class="ql-block">《纳米晶电流数显传感控制器》专利</p> <p class="ql-block">万能传感器及微电脑数显双传感控制器系统</p> <p class="ql-block">电磁波，光波阶梯频谱图…</p> <p class="ql-block">CGT-1 前置万能传感器输出技术性能参数表 图2</p> <p class="ql-block">CGT-2 万能传感器输出技术性能参数表 图3</p> <p class="ql-block">中国科学家论坛-周光召</p><p class="ql-block">创立于2002年</p> <p class="ql-block">参加第二十四届中国科学家论坛会议</p> <p class="ql-block">中国科学家论坛-周光召</p> <p class="ql-block">证书 编号: 24TLS-22</p><p class="ql-block">上海绿页科技发展有限公司:</p><p class="ql-block">《科技创新质企业》</p> <p class="ql-block">中国科学家论坛-周光召</p> <p class="ql-block">证书 编号: 24TLS3-21</p><p class="ql-block">徐胜国 优秀科技创新成果（案例）</p><p class="ql-block">《万能传感器及微电脑数显传感控制系统》科技创新优秀发明成果</p> <p class="ql-block">中国科学家论坛-周光召</p><p class="ql-block"> </p> <p class="ql-block">证书 编号: 24TLS3-20徐胜国 优秀科技创新成果（案例）《科技创新个人》</p> <p class="ql-block">中国科学家论坛聘书</p> <p class="ql-block">中国科学家论坛聘书</p> <p class="ql-block">与科学家论坛主席团主席陈贵合影</p>