2013年3月31日星期日

如何充分利用SCI数据库

随着SCI数据库在国内的逐步普及,越来越多的研究生和科研工作者可以使用这一世界著名的检索系统来为自己的科研工作服务。但据笔者了解,有一些科研工作者,特别是刚刚接触科研的研究生,对SCI的理解并不全面,更多的时候,仅停留在使用SCI进行查收查引的层面,或者仅仅将它作为检索某一篇或者某一类文献的入口,对SCI的使用终止于找到的某一篇文献,可这样的使用方式,并没有真正获得SCI提供的最有价值的信息。

不能正确地使用SCI数据库,哪怕使用者再多,查询量再大,却也造成了对数据库资源另一种形式的浪费。

SCI的独特性表现在引文索引所体现的科学参考价值,这种价值不同于一般文献数据库,提供的是某一篇或一类文献,更多地还在于它对科研工作各个环节所提供的引导以及帮助。笔者将在以后的博文中逐步介绍SCI数据库的使用经验,希望能够对大家在课题查新、选题、开题以及进行课题跟踪、论文撰写与发表等各方面提供帮助。

谈及对SCI数据库的应用,特别是对它的独特价值的理解和应用,我发现一个有趣的现象,和大家分享一下,也许能说明一些问题。

笔者得到了一些国际知名高校与国内部分高校在10月份对Web of Science即SCIE的使用情况图表,从这里我们可以发现,我们在使用SCI的时候,与国际知名高校还是存在一些不同:

下图是MIT在2008年10月Web of Science的使用情况图表。



图1 —MIT用量统计

在这里,我们先要明确这几个数值的概念:

n Subsessions:子会话数,这里记录的是在某一天成功登陆使用Web of Science的次数,我们可以假定它是每天有多少人登陆使用了Web of Science。

n Queries:查询次数,只要是从Web of Science数据库里查询数据,都会留下记录,

n Citation Events:引用事件,它的含义是用户使用某些特定功能的次数,这些特定的功能包括:

使用被引参考文献检索方式进行检索,并完成检索的次数(以一篇文献作为关键词,通过引文关系查询相关文献)

在文献的全记录界面点击施引文献列表(Times Cited)的次数(查询文献被引用情况,以发现课题新的发展状态)

在文献的全纪录界面点击参考文献(References)的次数(查询文献引用的状况,以了解课题的产生来源与理论基础)

在文献的全记录界面点击查看Related Records的次数(查询与本文献所提及课题的相关记录,有助于我们发现课题相关的交叉学科及领域)

在检索结果界面点击创建引文报告(Citation Report)的次数(通过创建引文报告,全方位的了解某一个课题的发展趋势,及现状)

从这里我们可以看出,SCI中提供的引文索引功能,它包含的独特价值大都体现在Citation Events的功能中。而通过MIT用户使用情况的统计,我们可以得出这样的结论,即绝大多数的使用者都能够使用Citation Events的功能,从而说明MIT的用户对SCI提供的独特价值理解比较清晰,能够充分的应用到这些信息。

下面的图示是国内某知名高校同时间SCI的用量分析表



图2—国内某知名高校用量统计

在图2中,我们可以清晰地发现,Citation Events的使用频率明显要低于图1中所表现出来的情况,我们可以发现并不是每一个对Web of Science的用户都能够目标明确或清晰的明确SCI所提供的引文索引的价值,因此会出现Citation Events的使用数量低于Subsessions的情况。笔者也比较了一下其他国际知名高校与国内高校的使用图表,包括多个月份的统计图表,结果与上述的情况基本一致。

也许仅通过着一种方式来判断过于武断,但我们仍然还是可以得出这样的一个初步的结论,即国内高校中

本文引用地址:http://blog.sciencenet.cn/blog-57081-50221.html

2013年3月20日星期三

零点极点



自觉浪费了很多时间在学校里,在我那一直延续到三十多岁的求学生涯中,仅有两门课可说修正了我的思维习惯。这两门课都发生在加州理工学院。一门是Carver Mead教授的模拟IC设计,课程的内容已不再重要,只记得Mead教授的课本开首的一句话:“我每多写一个公式,就知道这本书的读者会减少一半。”整个课本讲述一个实习生去水坝工作的所见所闻。半导体的势垒当然就是那水坝,载流子的移动是他感受到的从水坝上“飘过来”的水气。整个课本几乎没有一个公式!

对知识真正的理解往往可以化作一种感觉。如果您能感觉到零点和极点的移动,普通的控制理论就不再是什么深奥的学说。另一门课是Middlebrook教授的控制理论。Middlebrook和Cuk教授是开关电源控制理论的奠基者,他们的贡献后来被我的大师兄Ericsson(虽然理论上我可以这样叫他,但与他的水平实在相差太远)写在了《Fundamentals of Power Electronics》,至今我仍然认为那是一本该行业最好的教科书。上Middlebrook的课是一种享受。记得第一堂课他让大家计算一个并不复杂的电路的传递函数,大家几乎都“做对了”。但当他指着我们延绵了三四行的算式问我们应当调整哪些参数时,大家终于明白:一个工程师所面对的未知量几乎从来都比已知量多。我们从小做的作业和试题让我们相信多数问题都可以列出和未知数一样多的方程。那门课就是教人如何抛弃不重要的量,或假设某些量可以抛弃,再验证其合理性。最后剩下极少数可以清晰控制的未知量。计算机可以代人验证,却大多不能代替人思考。

开关电源的控制理论是个十分抽象的、有时令人望而生畏的东西。系统不稳定却是个常常会遇到的问题,如何调整?为何调好的系统大批量生产时又出问题?讲理论的材料很多,大多数人还是觉得Unitrode的那几篇最早的应用手册最有用。这里只想讲讲俺一些不完全需要通过上半身就能感受到的东西。哈!开个玩笑。有了感觉再看Ericsson那几百页应当不那么困难。因是讲感觉,不周密之处难免,还望谅解。

先说极点,简单的例子是一个RC滤波。对直流C是开路,对无限高频C是短路,所以波特图的幅值在极点前是平的,极点后开始以-20dB/dec下降。俺对极点的感觉就是一个男人。男人通常开始热情高涨,但多半经不起时间的考验。无论是对爱情,还是日渐稀松的头发,男人大抵都是如此。

这样零点当然就是女人。简单的例子是一个电容的ESR零点。在直流时,电容的阻值是无穷大,随着频率的增高,阻值不断下降,到极点以后,剩下ESR电阻的阻值就再也不减小了。男人是火,则女人是水,女人虽不见得轰轰烈烈,却多半比男人更有耐力。女人对爱情多半也是刻骨铭心的,看看安娜·卡列尼娜和他的情人就不难了解男人和女人的区别。


讲完男人女人,轮到两个男人。俺不幸在旧金山附近呆了很久,但这里不想谈论同志(多好的词啊,糟蹋了)的问题。一个LC滤波组成了双极点。两个男人难免起冲突,这就像那高高的Q值。一个没有寄生电阻的LC有无穷高的Q值,会把那个谐振频率的信号放大很多,这是我们当年调一个小电容就能在收音机里收到不同电台的原因。两个男人冲突的很厉害对电源可不是什么好事。而冲突的程度是取决于寄生的电阻值,或者说是取决于劝架的强度(学名叫阻尼)。一个Q值很高的系统,相位很快就从0°到了-180°,非常容易不稳定,也难以补偿。所以一般效率高的系统(电阻成分小)不易稳定。
 

对不稳定的系统要做补偿。补偿通常是加一个零点,但同时多半会产生一个高频的极点。比如说在反馈端加一个电容,就会产生一个零点和极点对。俺对零点极点对的理解就是谈了一次恋爱。零点首先介入,正如女人在谈恋爱的开始多半较强势,对于大多数男人,那是他唯一有兴趣陪女人逛商店的时候。接下来真情的、非真情的或至少当时是真情的山盟海誓之后,男人和女人走到一起。男人的爱情极点多半是要发生的,如果发生在其生命极点之前那将是一场悲剧,反之则被称为不朽的爱情。


对于反馈系统来说,一个极点减小了幅值(有利于稳定),也减少了相位裕度(不利于稳定);一个零点则增大了幅值(不利于稳定),但增大了相位裕度(利于稳定);所以他们都是做了一件好事,一件坏事。唯有右半平面的零点,她既增大了幅值,又减少了相位裕度,也就是做了两件坏事。这样的女人只能用巫婆来形容。简单的例子是升压电路:主动管开通时,电感储存能量;二极管导通时,电感将储存的能量交给负载。负载得到的电流大约是IL(1-D)。对两个变量求导,低频时电感阻碍电流上升,高频时只有-ILd一项。前面已经知道,幅值从下降到不变的正好像电容的ESR一样是个零点,不同的是有个负号。当负载增加,D会变大以提供更多的电流。但由于输出电流瞬间和 (1-D)成正比,D的增大瞬时反而造成输出电流的减少。正是这个负号将女人变成了巫婆。

大家知道,我们用的都是负反馈系统。输出多了,就在控制的地方减一点,变化就不会太大。但环路本身大多是有相位滞后的,如果对于某一频率的信号,环路本身相位滞后180°时增益大于1 ,那么加上负反馈的180°就是360°。负反馈变成正反馈了。而且每在回路转一圈幅值都变大,自然就不稳定了。所以系统稳定的条件是转一圈增益为1时( 0dB),相位滞后要小于180°(考虑裕度,一般要小于135°)。用《尘埃落定》里那个傻子也能理解的话说,就是要像个男人(相位滞后90°,相当一个极点)或一个半男人(相位滞后135°,相当一个半极点)一样死去(到达0dB)。

让我们来看个例子,对于电流型的buck,电感上的电流被限制住了,于是可怜的电感失去了发言权(严格地说是最前排的发言权)。主电路只剩下一个Rload和Cout组成的极点(男人2)和输出电容的ESR零点(女人1)。当然控制部分肯定有个很低频的极点(男人1)。也就是说我们有两个男人,有了不稳定的危险,关键看ESR的零点(女人1)在哪儿。电解电容的零点频率很低,所以很可能部分中和了一个男人,于是可能不需要任何补偿。而陶瓷电容的零点频率很高,所以我们很可能要通过加女人的办法进行补偿(一般是一个零点极点对,也就是谈一次恋爱才能稳定)。

对于电压型的buck,L和Cout组成了双极点(男人2和男人3),加上控制部分的极点(男人1)。我们面临的可能是三个男人。毫无疑问,为了要像一个男人一样死去,我们要加一个或两个零极点对。显然电压型的buck不易稳定。像躁动的少年,免不了多谈几次恋爱才能成熟。

最后讲讲开关电路的零点极点都是如何推导出来的。真要俺在这一步步推还不定卡在哪儿,还是讲讲历史比较有趣。话说开关电源出现时,一般的控制理论已很成熟,可都是对一个固定的电路。开关电源这厮不光呆在一个状态,有时甚至会有三个以上的状态。这些状态对应了不同的状态方程,究竟怎么描述整体电路哪?Middlebrook当时引入了用占空比加权平均的办法,成功解决了这一问题。其实很好理解。比如你每往