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:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Искусственный интеллект - угроза современной науке 06.05.2026 Искусственный интеллект глубоко проник в научную деятельность и стал практически повседневным инструментом для миллионов исследователей. Он анализирует данные, пишет код, помогает готовить грантовые заявки, рецензирует статьи и даже участвует в планировании экспериментов. По оценкам авторов нового исследования, более половины ученых по всему миру уже активно используют ИИ в своей работе. Правительства поддерживают эту тенденцию: в США запущена программа Genesis Mission, а в Южной Корее - AI Co-Scientist Challenge. Авторы исследования - нейробиологи из южнокорейского государственного Института фундаментальных наук - не отрицают очевидных преимуществ технологии. Благодаря системе AlphaFold, удостоенной Нобелевской премии по химии в 2024 году, анализ структуры белков сократился с нескольких лет до нескольких часов. В медицине ИИ успешно расшифровывает МРТ и рентгеновские снимки, помогает ставить диагнозы и подбирать индивидуальное лечение. Однако стремительное внедрение искусственного интеллекта несет в себе серьезные скрытые риски. Главная опасность, по мнению ученых, заключается в постепенной эрозии фундаментальных навыков научного мышления. Когда ИИ берет на себя написание кода, проверку гипотез и поиск решений, молодые исследователи могут утратить способность самостоятельно глубоко анализировать проблемы и критически оценивать результаты. Наиболее уязвимыми оказываются начинающие ученые. В отличие от реальных коллег и руководителей, искусственный интеллект всегда доступен, никогда не осуждает и мгновенно выдает ответы. В условиях жесткой академической конкуренции, хронического стресса и дефицита наставничества цифровой помощник часто становится более комфортным "собеседником", чем живые люди. Авторы исследования приводят показательный пример: после отключения предыдущей версии ChatGPT-4 многие пользователи публично описывали свои эмоции как "ощущение потери". Постепенно формируется новая форма зависимости. ИИ перестает восприниматься лишь как инструмент и начинает играть роль интеллектуального партнера и даже эмоциональной опоры. Для молодых исследователей, работающих в изоляции под постоянным давлением публикаций, такая зависимость может оказаться особенно разрушительной. Дополнительная угроза связана с тем, что модели ИИ склонны воспроизводить преобладающие идеи из своих обучающих данных. Чрезмерное доверие к уверенным ответам систем может постепенно вытеснять научную дискуссию, здоровый скептицизм и нестандартное мышление - именно те качества, которые на протяжении веков двигали науку вперед. В результате наука рискует стать более консервативной и шаблонной. Авторы подчеркивают, что большинство обсуждений рисков ИИ сосредоточено на "галлюцинациях" и технических ошибках моделей. Гораздо более серьезной, хотя и менее заметной, проблемой является изменение человеческого поведения и научной культуры в целом.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026