Миниатюрный эффективный акустический усилитель

25.07.2021

Ученые из Национальной лаборатории Сандиа (Sandia National Laboratories) создали то, что можно назвать самым маленьким и самым эффективным акустическим усилителем в мире. В основе этого усилителя лежат принципы, разработанные около пяти десятилетий назад, но самые современные достижения в области электроники и нанопроизводства позволили кардинально уменьшить размеры и более чем в 10 раз повысить эффективность работы устройства.

Усилители радиосигналов используются сегодня практически в каждом устройстве, будь это мобильный телефон или электрочайник с возможностью выхода в Интернет. Сейчас для усиления радиосигналов используются традиционные усилители, но, уже достаточно давно существует идея, что вместо потока электронов можно использовать высокочастотные акустические волны.

Первые акустические усилители радиосигналов появились в 70-годах прошлого столетия. Это были относительно большие устройства, площадь чипов которых достигала одного квадратного сантиметра, для их работы требовался высокий электрический потенциал порядка 2 тысяч вольт и при работе они выделяли большое количество тепла, что отрицательно сказывалось на количестве потребляемой энергии, которое составляло 500 мВт.

Новый акустический усилитель является усилителем, работающем в диапазоне 276 МГц. При его изготовлении был использован слой полупроводникового материала, арсенида галлия-индия, толщиной всего в 83 атома, и сопоставимый по толщине слой пьезоэлектрического материала - ниобата лития. В результате, вся структура усилителя умещается на площади 0.5 квадратного миллиметра, он работает при напряжении в 36 Вольт и потребляет всего 20 мВт энергии. При этом, новый усилитель обеспечивает в 100 раз больший коэффициент усиления радиосигналов, чем аналогичные устройства предыдущих поколений.

Аналогичный усилитель, работающий в диапазоне 2-ГГц, который используется сейчас в сотовой связи, будет иметь еще меньший размер, он сможет уместиться на площади в 0.02 квадратного миллиметра, что приблизительно в 10 раз меньше, чем существующие современные решения.

<< Назад: Экологичный ториевый ядерный реактор 25.07.2021

>> Вперед: Робот поможет одеться 24.07.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Белые крыши снижают температуру в городе 09.10.2024

С нарастающим климатическим кризисом и экстремальными волнами жары, города по всему миру сталкиваются с перегревом. Для людей и животных это становится серьезным испытанием. В поиске решений для борьбы с растущей температурой британские ученые обнаружили удивительно простое и эффективное средство - окрашивание крыш в белый цвет. Это может помочь городам снизить температуру воздуха на 2 градуса Цельсия, что станет спасением от жары без необходимости ждать годы, пока вырастут деревья и создадут тень. Недавние исследования показали, что изменения климата ведут к увеличению засух и повышению температур. В Лондоне, как и во многих других крупных городах мира, к середине этого столетия ожидается повышение средней температуры на 3 градуса Цельсия. Этот рост температуры уже ощущается сегодня: прошедшее лето стало самым жарким за всю историю наблюдений, что подчеркивает необходимость принятия срочных мер. Исследовательская группа под руководством Оскара Брусса, преподавателя Лондонского у ...>>

Часы CASIO G-SHOCK GMD-S5610IT 09.10.2024

Компания CASIO представила новую лимитированную модель часов G-SHOCK GMD-S5610IT, разработанную в сотрудничестве с популярной K-pop группой ITZY. Эта модель, сочетающая в себе прочность, функциональность и яркий дизайн, адресована как фанатам группы, так и любителям стильных и надежных аксессуаров. Часы GMD-S5610IT доступны в пяти цветах - лавандовом, розовом, желтом, зеленом и синем. Каждый цвет был выбран не случайно и символизирует индивидуальные черты каждой участницы ITZY. Особенной деталью этой модели стал рисунок сердца, который появляется при включении светодиодной подсветки. Этот элемент вдохновлен популярной позой, которую ITZY часто демонстрируют в финале своих выступлений, что делает часы еще более близкими поклонникам группы. На циферблате сверху расположены пять звезд, выполненных с помощью зеркальных чернил, что символизирует яркость и популярность всех участниц ITZY на мировой сцене. Еще одной уникальной деталью является выгравировка автографов участниц группы на ...>>

Выхлопные газы особенно опасны для женщин 08.10.2024

С каждым годом проблема загрязнения воздуха становится все более актуальной, и выхлопные газы автомобилей играют в этом процессе далеко не последнюю роль. Новое исследование, проведенное канадскими учеными, выявило, что выхлопные газы представляют собой повышенный риск для здоровья женщин, особенно в контексте сердечно-сосудистых заболеваний. Это открытие подчеркивает необходимость пересмотра подходов к охране окружающей среды и здоровья населения. Исследования показывают, что выхлопные газы не только наносят вред экологии, но и существенно влияют на здоровье человека. В последние годы в странах Европы и других регионах наблюдается ужесточение экологических норм, связанных с автомобильными выхлопами. Однако новое исследование ставит акцент на том, что выхлопные газы оказывают более негативное воздействие на женщин, чем на мужчин. В ходе эксперимента, проведенного исследователями из Университета Манитобы, группа из пяти мужчин и пяти женщин подвергалась воздействию выхлопных газов ...>>

Термоядерный реактор SMART 08.10.2024

В условиях стремительного роста мирового спроса на энергию и необходимости перехода на экологически чистые источники, ведущие ученые активно работают над созданием термоядерных реакторов - перспективных установок, способных обеспечить человечество практически бесконечным источником энергии. Одним из таких новаторских проектов стал реактор SMART (SMall Aspect Ratio Tokamak), который разрабатывается в сотрудничестве США и Испании. Проект SMART реализуется Университетом Севильи в тесном взаимодействии с Лабораторией физики плазмы Принстона (PPPL). Основная цель этой инициативы - создание компактного термоядерного реактора, который станет важным этапом на пути к решению мирового энергетического кризиса. Особенность реактора SMART заключается в его уникальной форме плазмы, которая получила название "отрицательная треугольность". Именно эта форма позволяет значительно улучшить удержание плазмы и снизить вероятность возникновения нестабильностей в процессе термоядерного синтеза. SMART с ...>>

Кошачья ненависть к закрытым дверям 07.10.2024

Многие владельцы кошек замечали, что их питомцы проявляют сильное недовольство при виде закрытых дверей: они могут громко мяукать, царапать дверь или пытаться просунуть лапу в щель. Это поведение часто вызывает недоумение у хозяев: почему кошки так раздражаются из-за невозможности попасть в другую комнату? Ответ кроется в природных инстинктах и особенностях их поведения, которые формировались на протяжении эволюции. Одной из причин такого поведения является так называемый страх упустить что-то важное (FOMO - fear of missing out), объясняет доктор Карен Суэда, ветеринарный бихевиорист. Кошки по своей природе чрезвычайно любопытны и стремятся контролировать все, что происходит на их территории. В дикой природе это важно для выживания, ведь знание того, что происходит вокруг, помогает им защищаться от возможных угроз и искать добычу. Поэтому закрытая дверь воспринимается ими как преграда для контроля над территорией и вызывает у них тревогу. Консультант по поведению кошек Ингрид Джо ...>>

Случайная новость из Архива Кошкины игрушки 12.09.2024 Интересное исследование, проведенное американскими учеными, показало, что не только собаки, но и кошки могут приносить своим владельцам игрушки. Однако при этом их поведение имеет важные различия в частоте проявления и мотивации. Эти различия позволяют глубже понять природу взаимодействия домашних животных с людьми и их игровое поведение. Для собак бегать за предметами и возвращать их владельцу - это естественное поведение, которое сформировалось в процессе одомашнивания. На ранних этапах этого процесса людям требовались собаки с охотничьими навыками, и именно апортировка стала важным аспектом их дрессировки. Особенно ярко это поведение выражено у пород, таких как ретриверы и пудели, для которых способность приносить предметы изначально закреплялась как часть выполнения охотничьих задач. У этих пород апортировка развивалась легко, и ее можно было усилить с помощью тренировок и команд. Кошки, в отличие от собак, не были селекционно адаптированы для апортировки. Однако исследование, в котором участвовало более 80 тысяч владельцев кошек и собак, показало удивительные результаты. Примерно 41% кошек также проявляют склонность приносить своим хозяевам игрушки. Это оказалось значительно выше, чем предполагалось ранее, когда считалось, что подобное поведение для кошек крайне редкое и атипичное. Исследование выявило, что мотивы кошек приносить игрушки отличаются от собачьих. У кошек это поведение связано, скорее, с игривостью, нежели с охотничьим инстинктом. Игры для кошек часто являются способом проявления активности и социализации, а не результатом целенаправленной селекции. При этом некоторые породы, такие как сиамские, бирманские и тонкинские, проявляют это поведение чаще других, что может указывать на их повышенную восприимчивость к взаимодействию с людьми через игру. Собачьи породы, напротив, чаще склонны к апортировке, если их предки были использованы в охотничьих или пастушьих целях. Эти породы инстинктивно воспринимают апортировку как продолжение своих природных способностей. Для таких собак приносить предметы - это не просто игра, а закрепленное в течение веков поведение, развивавшееся для помощи человеку. Ученые выдвинули несколько гипотез, чтобы объяснить, почему некоторые кошки все же проявляют поведение, схожее с апортировкой. Одной из возможных причин называется социальная игра, когда кошки используют апортировку как способ взаимодействия с человеком. Также существует версия, что кошки могут самостоятельно тренировать себя через подобные игры, развивая свои навыки. Однако, несмотря на предложенные объяснения, точная природа этого поведения у кошек остается до конца не выясненной. В отличие от собак, кошки не прошли через те же селекционные процессы, которые могли бы усилить подобные навыки. Исследование показывает, что поведение домашних питомцев, таких как кошки и собаки, может быть куда более сложным и разнообразным, чем считалось ранее. Несмотря на то, что апортировка считается традиционно собачьим занятием, многие кошки также могут приносить игрушки своим хозяевам, демонстрируя уникальные для своего вида черты. Это исследование не только расширяет наше понимание поведения животных, но и открывает новые горизонты для изучения их взаимодействия с людьми.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024