`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

FM-радиопередатчик устанавливает новый рекорд миниатюрности

+22
голоса

Исследователи из Колумбийского университета в США создали самый маленький в истории радиопередатчик с частотной модуляцией (FM) на базе графеновой наноэлектромеханической системы (NEMS). Устройство, которое генерирует на частоте 100 МГц, может найти применение в различных приложениях, в том числе обнаружения массивных объектов и обработки сигналов на чипе. Оно также представляет собой важный первый шаг на пути к прогрессу в области беспроводной сигнализации и проектирования ультратонких мобильных телефонов, сказал руководитель группы Джеймс Хон (James Hone).

Он объяснил, что созданное устройство гораздо меньше любого другого когда-либо сделанного источника радиосигнала и, что важно, его можно установить на том же чипе, который используется для обработки данных.

Кроме претендента на замену кремния, графен также идеально подходит для изготовления NEMS - уменьшенных версий микроэлектромеханических систем (MEMS). Новое устройство, сделанное д-ром Хоном и его коллегами, является наномеханической версией электронного компонента, известного как генератор, управляемый напряжением (VCO), и генерирует FM-сигнал на частоте около 100 МГц. Эта частота лежит точно в середине FM-радиодиапазона (87,7 до 108 МГц), и исследователи говорят, что им уже удалось использовать низкочастотные музыкальные сигналы для модуляции несущей на 100 МГц от их графеновой NEMS и восстановить их снова, используя обычный FM-приемник.

В то время как графеновые NEMS не могут пока заменить обычные радиопередатчики, они, конечно, будут использоваться во многих других беспроводных приложениях для обработки сигналов. Хотя на протяжении последних десятилетий электрические цепи постоянно становятся миниатюрнее (закон Мура), есть еще некоторые типы устройств - особенно тех, что генерируют и обрабатывают радиочастотные (РЧ) сигналы, - которые, как известно, трудно поддаются миниатюризации, объясняет один из руководителей группы Кеннет Шепард (Kenneth Shepard). Эти так называемые компоненты вне кристалла требуют много места и электрической энергии, и их частота не может легко изменяться.

У графеновых NEMS здесь хорошие перспективы, поскольку что они очень малы (активные области составляет всего несколько микрон в поперечнике), и они потенциально могут быть интегрированы непосредственно с обычными КМОП-чипами. Самое главное, что они позволяют легко настраивать частоты в широком диапазоне.

Исследователи из Колумбии сделали свои устройства, подсоединив графеновые полоски к электродам истока и стока и свободно подвесив полоски над металлическими затвором. В этой конфигурации постоянное напряжение на затворе тянет графен вниз к затвору и изменяет механическое напряжение и, следовательно, механическую резонансную частоту. Радиочастотный сигнал на затворе вызывает колебания полоски. «Наконец, мы прикладываем постоянное напряжение смещения к графену, и когда графен колеблется, он действует как транзистор, у которого емкость затвора постоянно меняется – и именно это создает радиочастотный ток исток-сток», - пояснил Кеннет Шепард.

Команда изучила колебательные свойства своего устройства при комнатной температуре в вакуумной камере в схеме с разомкнутой цепью с помощью сетевого анализатора. «Чтобы вызвать колебания, сначала устанавливается усиление сигнала чуть выше единицы (с помощью усилителя с регулируемым коэффициентом) и нулевая фаза (с помощью фазовращателя) на резонансной частоте, - сказал д-р Хон. - Затем мы подключаем выход к затвору. Это создает замкнутый контур, который усиливает случайные тепловые колебания и заставляет устройство осциллировать».

Исследователи говорят, что в настоящее время они заняты рассмотрением того, как установить свои устройства непосредственно на интегральные схемы, которые уже содержат все необходимые компоненты. Они также надеются улучшить производительность своих генераторов и снизить уровень шума устройства.

   FM-радиопередатчик устанавливает новый рекорд миниатюрности
Включение полоски графена в цепь с обратной связью вызывает спонтанные колебания, которые могут быть настроены для получения FM-сигналов

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT