В России уменьшили основной компонент электроники
Новая разработка позволит уменьшить размеры электронных компонентов, повысив при этом точность работы электроники и снизив энергопотери
В Новгородском государственном университете разработали усовершенствованную версию гиратора — базового элемента электронных схем, который позволяет имитировать работу катушки индуктивности без использования самой катушки. Это важно для современной техники, поскольку обычные катушки сложно уменьшить: они остаются крупными, тяжёлыми и дорогими, особенно в точной электронике для авиации, космоса и связи.
Гиратор вместо катушки
Если объяснять простыми словами, катушка в электронных устройствах нужна для того, чтобы «реагировать» на изменения тока и напряжения во времени — например, сглаживать сигналы или отделять полезные колебания от помех. Гиратор выполняет ту же функцию, но по-другому. Он заставляет цепь вести себя так, как будто внутри есть катушка, даже если физически её там нет. Это позволяет инженерам получать нужный электрический эффект в гораздо более компактном формате и сделать компоненты и приборы меньше.
Тороидальная конструкция
Разработка новгородских учёных представляет собой тороидальную, «бубликообразную» конструкцию из трёх слоёв. Внешние слои изготовлены из магнитострикционного материала, который слегка деформируется под действием магнитного поля. Между ними расположен пьезоэлектрический слой, способный преобразовывать механическое воздействие в электрическое напряжение. Когда через устройство проходит ток, он создаёт магнитное поле, внешние слои деформируются и передают это воздействие на пьезоэлемент, который формирует выходное напряжение. В обратном режиме процесс происходит наоборот: поданное напряжение приводит к появлению тока.
Вся конструкция заключена в магнитопровод, который удерживает магнитное поле внутри и исключает его влияние на соседние элементы схемы. Это важно при работе точных приборов, в которых взаимное влияние компонентов и наличие электрических помех критически важно. Использование плоских электродов и аморфного наноструктурированного сплава снижает потери энергии и повышает точность работы.
Опытный образец уже создан и проходит испытания. Разработка станет основой для более компактных и надёжных электронных модулей в спутниках, радарах, системах связи и робототехнике.
