211service.com
Daudz signālu, viena mikroshēma
Cilvēka auss ir efektīvas inženierijas brīnums — izmantojot ļoti maz enerģijas, tā var noteikt satriecoši plašu frekvenču diapazonu. Iedvesmojoties no šīs veiklības, MIT inženieri ir izveidojuši ātru, īpaši platjoslas, mazjaudas radio mikroshēmu, ko varētu izmantot bezvadu ierīcēs, kas spēj uztvert dažādu veidu signālus.
Stāv blakus The RF cochlea, mazjaudas, ultraplatjoslas radio mikroshēma, pievienojas antenai, lai uztvertu plašu signālu klāstu.
Rahul Sarpeshkar ‘90, elektrotehnikas un datorzinātņu asociētais profesors, un viņa absolvents Soumyajit Mandal, SM ‘04, izstrādāja mikroshēmu, lai atdarinātu iekšējo ausi jeb gliemežnīcu. Mikroshēma atdala radio signālus to individuālajās frekvencēs ātrāk nekā jebkurš cits cilvēka izstrādāts spektra analizators un darbojas ar daudz mazāku jaudu. Tradicionālās radio mikroshēmas, kas varētu to darīt, patērē pārāk daudz enerģijas, lai tās būtu praktiskas.
Šis stāsts bija daļa no mūsu 2009. gada jūlija numura
- Skatiet pārējo izdevuma daļu
- Abonēt
Sarpeškars saka, ka gliemežnīca ātri iegūst kopējo priekšstatu par to, kas notiek skaņas spektrā. Jo vairāk es sāku skatīties uz ausi, jo vairāk sapratu, ka tas ir kā super radio ar 3500 paralēliem kanāliem.
Pētnieki apraksta savu jauno mikroshēmu, ko viņi ir nodēvējuši par radiofrekvences (RF) gliemežnīcu, rakstā, kas publicēts IEEE Journal of Solid-State Circuits jūnija numurā. Viņi ir arī iesnieguši patentu par universālu radio arhitektūru, kas izmanto RF gliemežnīcu, lai apstrādātu plašu signālu spektru, tostarp tos, kas tiek pārraidīti lielākajā daļā komerciālo bezvadu lietojumu.
Bioloģiskajā gliemežnīcā skaņas viļņi tiek pārvērsti mehāniskos viļņos, kas virzās gar kohleāro membrānu un iekšējās auss šķidrumu, aktivizējot matu šūnas, kas sūta elektriskos signālus uz smadzenēm. RF gliemežnīcā, kas ir iestrādāta uz silīcija mikroshēmas, kuras izmēri ir 1,5 x 3 milimetri, elektromagnētiskie viļņi pārvietojas pa elektroniskām induktoriem un kondensatoriem, kas imitē bioloģisko šķidrumu un membrānu, un elektroniskie tranzistori spēlē matu šūnu lomu. Bet, lai gan cilvēka auss spēj uztvert frekvences no 100 līdz 10 000 herciem, RF gliemežnīcas diapazons ir no 600 megaherciem līdz 8 gigaherciem, ietverot mobilo tālruņu, interneta, radio un televīzijas signālus.
Izglītots kā inženieris, bet arī bioloģijas students, Sarpeškars kopā ar savu grupu MIT Elektronikas pētniecības laboratorijā bieži smeļas iedvesmu no dabas pasaules, izstrādājot elektroniskās ierīces. Viņš saka, ka inženieri var daudz mācīties, pētot bioloģiskās sistēmas, kas ir attīstījušās simtiem miljonu gadu laikā, lai ļoti efektīvi veiktu sensoros un motoriskos uzdevumus vidē, kurā ir trokšņaini konkurējoši signāli.
Lai gan mums ir ejams garš ceļš, līdz mūsu izgudrojumi veiksmīgi konkurēs ar izgudrojumiem dabā, Sarpeškars saka, ka mēs varam iegūt dabas intelektuālos resursus, lai radītu cilvēkiem noderīgas ierīces.