Учёные Новгородского государственного университета (НовГУ) работают над сверхкомпактным делителем мощности нового поколения. Устройство должно сделать электронику миниатюрнее и надёжнее, а также полностью избавить её от импортных компонентов. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе вуза.
В основе разработки — не классический электромагнетизм, а акустические волны внутри небольшого композита из особых материалов. По словам представителей университета, такой подход позволяет уменьшить прибор в разы, убрать лишний нагрев и повысить точность разделения сигнала.
Разработку можно сравнить с «электронным тройником» для радиосигналов. В быту у неё есть аналог — телевизионный «краб», когда один кабель из подъезда разводит сигнал на два телевизора. Новый прибор заменит громоздкие и энергозатратные устройства и поможет уйти от импортных деталей.
Как работает делитель
Классические разветвители радиосигналов собирают из катушек индуктивности и конденсаторов. Они крупные, и в них теряется много энергии. Новгородская разработка решает обе проблемы — миниатюризации и энергоэффективности. Она работает с низкочастотными радиосигналами внутри сложных электронных систем.
В основе — два материала. Цирконат-титанат свинца (ЦТС) — пьезоэлектрическая керамика, превращающая механическое сжатие в электрический ток. Аморфный магнетик (АМАГ) — металлический сплав, который меняет размеры под действием магнитного поля; в физике это называют магнитострикцией.
Конструктивно делитель представляет собой плоскую пластину из склеенных слоёв АМАГ и ЦТС. Сверху и между ними нанесены два металлических контакта разной длины и один общий.
Аспирант Политехнического института НовГУ Глеб Койфман вместе с научным руководителем Дмитрием Филипповым и коллегой Станиславом Сапельниковым объяснил, что внутри происходит двухступенчатая цепочка превращений. На вход подаётся сигнал, создающий магнитное поле. Слой АМАГ улавливает поле и начинает циклически сжиматься и растягиваться с частотой в десятки килогерц. Поскольку он намертво склеен со слоем ЦТС, тот начинает деформироваться, запуская внутри композита мощную упругую стоячую волну. Пьезоэлектрический слой от этого движения генерирует электрическое напряжение. Выходные контакты имеют разную длину, поэтому охватывают разные участки волны — за счёт такой геометрической асимметрии мощность сигнала делится между портами в строго заданной пропорции.
Где пригодится
Делители мощности нужны везде, где есть приём и передача радиосигналов. В гражданской сфере их будут применять в телекоммуникационном оборудовании, геологоразведке и нефтегазовом секторе.