李瑞阳团队进口先进设备的消息,像一记重锤,狠狠地砸在了“地下室”团队那脆弱的神经上。
然而,在最初的震惊和愤怒过后,林浩和陈默,都没有再表现出任何的沮丧和气馁。
巨大的压力,像一把锻锤,将他们心中所有的杂念,都锤炼得一干二净,只剩下最纯粹、也最坚硬的斗志。
“老师,李瑞阳他们那台从德国进口的Flash dSc,什么时候能到货?”回到地下室后,林浩问出了那个最关键的问题。这是决定他们这场“时间竞赛”胜负的“倒计时”。
陈默正在白板前,规划着“武器升级”的技术路线。他头也不回,用一种异常平静的语气说:“不用太担心那个。”
“嗯?”林浩有些不解。
“我当年,在德国马普所待过两年。”陈默缓缓地说道,“我对他们的那套体系,很了解。德国人,做事严谨,但也死板。从下订单,到生产,再到出口审批、海关、运输、安装、调试……这一整套流程走下来,最快,也得三个月,甚至半年。”
他转过身,看着林浩,眼中闪烁着一种运筹帷幄的、属于战略家的光芒。
“也就是说,”他说,“命运,给了我们一个宝贵的、最多不超过半年的‘时间窗口’。”
“在这半年里,李瑞阳他们,只能用现有的、相对‘笨拙’的纳米压痕仪,去一点点地摸索。而我们,”他的目光,落在了那台老旧的甩带机上,“必须,要赶在他们的‘卫星’升空之前,将我们的‘洲际导弹’,给造出来!”
陈默的这番话,让林浩的心,瞬间安定了下来。
半年。
这个时间,虽然依旧紧迫,但至少,不再是那种令人绝望的、触手可及的“死线”。
他知道,自己和陈默,还有一战之力!
在陈默解决了“军费”问题后的第二天,林浩,这个被临危授命的“一线总工程师”,正式开启了他那充满了荆棘和挑战的“魔改”之路。
他像一个最精打细算的管家,将陈默给他的那笔“巨款”,掰成了八瓣花。他没有去追求那些华而不实的、昂贵的进口元器件,而是将每一分钱,都用在了最核心的、无法替代的部件上。
当各种各样的快递包裹,如同雪片一般,飞进这间小小的地下室时,林浩的工位,也彻底,从一个“极客空间”,升级成了一个真正的“小型研发中心”。
桌上,堆满了各种型号的传感器、花花绿绿的杜邦线、密密麻麻的面包板、和几块用来测试复杂算法的FpGA开发板。一台他从二手市场淘来的、但性能依然坚挺的旧示波器,正闪烁着幽绿色的光芒。
然而,当他将所有买来的“零件”,都摆在面前,准备开始进行这伟大的“高达”组装工程时,他立刻,就遇到了第一个,也是最棘手的一个难题。
“眼睛”与“大脑”的磨合。
他需要将那颗新买的、国产的高速红外测温仪(眼睛),与他准备用来做总控制的Arduino单片机(大脑),连接起来,并让“大脑”,能够准确地、高速地,读取“眼睛”看到的信息。
这听起来,似乎很简单。
但当林浩第一次,将它们连接起来,并进行“点火”测试时,他彻底傻眼了。
甩带机那强大的、高频的感应加热线圈,像一个巨大的“电磁脉冲炸弹”,瞬间,就让那颗精密的“眼睛”,彻底“失明”了。
电脑屏幕上,代表着温度的读数,像一匹脱缰的野马,疯狂地、毫无规律地,在一千度和零下五十度之间,来回跳动。那条本应平滑的温度曲线,变成了一幅充满了噪音和毛刺的、后现代风格的抽象画。
“信号干扰……”林浩的眉头,紧紧地锁了起来。
他知道,这是所有精密电子测量中,最常见,也最头疼的问题。
他尝试了所有他能想到的办法。
他先是用多层坡莫合金(permalloy)薄膜,将传感器的信号线,里三层外三层地包裹起来。这种高磁导率的合金,是专业设备中用于磁屏蔽的“标准配置”。
结果,依旧不尽如人意。
曲线的跳动幅度,只是从剧烈的“癫痫发作”,变成了恼人的“高频震颤”。强大的感应加热线圈,如同一个无孔不入的恶魔,它的电磁波,依旧能轻易穿透这层看似专业的“盔甲”。
他又尝试在软件层面进行“反击”。他把自己关在702,废寝忘食地啃了两天关于“小波变换”和“自适应滤波”的前沿论文。然后,在他自己编写的LabVIEw程序里,构建了一套比之前“卡尔曼滤波”复杂十倍的“小波包分解与重构”算法。
他试图,用更高级的软件智慧,像做外科手术一样,精准地,从混杂的信号中,剥离出那些特定频段的“噪声”。
然而,当他再次进行测试时,他几乎要绝望了。
甩带机产生的电磁干扰,其频谱之宽、强度之大,远超他的想象。它几乎覆盖了从低频的工频干扰,到高频的射频辐射的所有频段。他的算法,虽然能滤掉大部分噪声,但总有一些顽固的、与真实信号频率高度重叠的“谐波分量”,如同附骨之疽,无法剔除。
屏幕上显示的温度曲线,虽然平滑了不少,但与真实的温度值之间,始终存在着一个无法消除的、随机跳动的系统误差。
连续一个星期的鏖战,让林浩一筹莫展,身心俱疲。
他感觉自己,就像一个拿着最顶级的“降噪耳机”,却身处在一个从次声波到超声波全频段轰鸣的、混乱的战场上。无论他如何努力,都无法清晰地,听到那个唯一重要的、来自指挥部的命令。
如果连最基本的温度都测不准,那后续所有关于“精确雕刻冷却曲线”的宏伟计划,都将是空中楼阁。
这天晚上,他疲惫地,在国家标准信息服务平台上,用“感应加热”、“电磁兼容”、“高精度测温”等关键词,漫无目的地,检索着相关的技术标准和文献,希望能从这些最权威、但也最枯燥的文件中,找到一丝灵感。
突然,一份由某航空航天精密仪器研究所起草的、关于“强电磁环境下高灵敏度传感器信号完整性测试规范”的国家标准(Gb\/t),吸引了他的注意。
这份标准,不是给普通工业设备用的,而是针对导弹、雷达等军工设备中,那些需要在发动机启动、电磁弹射等极端恶劣环境下,依旧保持绝对精准的传感器,所制定的测试和改进规范。
林浩像抓住了救命稻草一样,逐字逐句地,研读着这份充满了各种专业术语和复杂电路图的“天书”。
当他看到,标准附录中,关于“多级复合滤波电路设计”的一个典型案例时,他的眼睛,猛地,亮了起来!
“……面对宽频谱、高强度的电磁干扰源,单一的屏蔽或滤波手段,往往收效甚微。”标准的技术说明中写道,“必须采用‘疏堵结合、分级抑制’的综合性设计思路……”
“……在信号输入端,加装Rc吸收电路,用于吸收和抑制浪涌电压和瞬时过冲……”
“……在信号传输线路中,串接高频磁珠(Ferrite bead),利用其涡流损耗特性,将高频干扰能量转化为热能耗散掉……”
“……在核心处理芯片的供电引脚处,并联多个不同容值的去耦电容阵地(decoupling capacitor Array),为芯片提供一个纯净、稳定的‘微型电源’,隔绝来自电源线的噪声污染……”
Rc吸收!高频磁珠!去耦电容!
这一个个专业而又充满力量的词汇,像一道道闪电,瞬间,劈开了林浩脑中的所有迷雾!
他猛地,从椅子上跳了起来!
他想通了!他之前的思路,都太“单一”了!他总是试图用一种方法,去解决一个复合型的问题,这就像企图用一把锤子,去修理一块精密的腕表,注定要失败。
而这份来自“国家队”的顶级技术标准,则为他,提供了一套完整的、立体的、“海陆空协同作战”的系统性解决方案!
他像一个得到了绝世武功秘籍的武痴,连夜冲回了地下室。
他没有立刻动手,而是先拿出纸笔,将传感器、信号放大器、数据采集卡的电路图,仔仔细细地,重新绘制了一遍。然后,他像一个最顶级的电路设计师,参照着那份国家标准,将Rc吸收电路、高频磁珠、去耦电容阵地,一个个地,精准地,“设计”进了他那套简陋的测温系统的关键节点上。
接下来的两天,他跑遍了市内所有电子市场,买来了各种型号的精密电阻、电容和高频磁珠。
然后,按照电路图开始焊接带滤波降噪功能的电路板
他屏住呼吸,小心翼翼地,在那比指甲盖还小的电路板上,进行着微米级的、精密的焊接。他的手,稳得像一台手术机器人。每一个焊点,都光亮而圆润。
他要为这个被“噪声”严重污染了的、精密的“眼睛”,亲手打造一套来自军工级别的、顶级的“复合装甲”和“净化系统”!
当他完成了所有的电路改造,将所有裸露的触点都用绝缘胶仔细封好,再次,开启甩带机,进行最终测试时。
电脑屏幕上,那条之前始终存在着“高频震颤”和“随机跳动”的温度曲线,瞬间,变得如同被绝对零度冻结的湖面般,平滑!稳定!精准!
读数,稳定地,显示着熔体真实的温度。
林浩将数据导出,进行了最严格的噪声分析。结果,让他自己,都感到了难以置信。
温度的测量误差,被控制在了惊人的0.2摄氏度以内!
他,成功了!
林浩看着那条平稳的曲线,激动得,差点当场,给那份打印出来的国家标准,磕一个头。
他知道,已经打赢了这场“武器升级”战役中,最关键、也最艰难的一仗。
他为他们的“超级武器”,成功地,安装上了一双明亮的、不受任何干扰的“眼睛”!
而这,仅仅是个开始。
接下来,他还要为这双“眼睛”,配上一个足够聪明、足够快速的“大脑”。