Sari la conținut

Amplificator electronic capabil să funcţioneze la temperaturi extrem de scăzute

Trimis donpetru , sep 15 2010 11:41 | 2602 Vizualizari
- - - - -


Misiunile spaţiale solicită spaţii de funcţionare a dispozitivelor electronice “calde” pentru a proteja circuitele electronice la temperaturii extreme şi expunere la radiaţii. Cercetătorii în inginerie electrică de la Universitatea din Arkansas au proiectat şi testat cu succes un microamplificator electronic care poate funcţiona direct în spaţiu fără a fi protejat într-o carcasă.

Capabil să functioneze cu consecvenţă şi stabilitate la temperaturi extreme - de la +125 grade Celsius la -180 de grade Celsius - noul amplificator economiseşte spaţiu şi puterea necesară pentru circuitele electronice şi va contribui, de asemenea, la dezvoltarea şi producţia comercială de sisteme computerizate care nu necesită protecţie la funcţionarea în medii cu temperaturii extreme.

"Acesta şi o serie întreagă de alte proiecte, se concentrează acum pentru a largi domeniul termic de funcţionare a senzorului de temperatură şi a circuitelor de procesare a informaţiei”, a spus Alan Mantooth, profesor de inginerie electrică şi titular în “Twenty-First Century Endowed Chair in Mixed-Signal IC Design and CAD”. "Dar dispozitivul nostru este primul amplificator complet diferenţial proiectat special să funcţioneze la temperaturii extreme, inclusiv funcţionarea la temperaturii criogenice”.

”Unele dintre desenele sau modelele noastre au fost operaţionale până la 2 grade Kelvin, sau negativ, minus 271 grade Celsius."

Aparatul, conceput într-un proces comercial de producţie a semiconductoarelor, are o sursă de alimentare de 3,3 volţi şi foloseşte două circuite de reacţie pentru a controla mai bine tensiunea din circuitul de intrare şi cel de ieşire în mod independent.

Folosind aceste tehnici, cercetătorii au fost capabili să construiască un amplificator, care oferă o mare diferenţă de câştig atât în întreaga gamă de frecvenţă cât şi temperatură. În electronică şi sistemele computerizate, circuitele de amplificare sunt mici dispozitive care cresc amplitudinea semnalelor, de regulă, tensiune sau curent.

Amplificatoare diferentiale sunt nişte tipuri speciale de amplificatoare care amplifică sau multiplică cu un factor constant diferenţele de tensiune sau de curent între două intrării. Acest factor se numeşte câştig diferenţial, care este pur şi simplu o măsură care caracterizează capabilitatea unui circuit de a creşte puterea sau amplitudinea semnalului de intrare.

Amplificatoarele complet diferenţiale sunt folosite în diverse sisteme electronice, inclusiv în aplicaţii pentru conversii analog-digital. Ele sunt considerate o piatră de temelie în elaborarea şi dezvoltarea circuitelor electronice integrate şi chip-uri.

Sub îndrumarea Mantooth, cercetătorii – studenţi absolvenţi în inginerie electrică Kimberly Cornett şi Ivonne Escorcia şi colegul doctorand Guoyuan Fu - au dezvoltat un dispozitiv cu trei secţiuni distincte.

Proiectul constă dintr-un circuit de intrare, un circuit de ieşire şi respectiv circuitele obişnuite de reacţie. Circuitul de intrare se conectează direct la două semnale de tensiune de interes. Diferenţa dintre semnalele de intrare este amplificată de circuitul de intrare şi apoi trimisă mai departe amplificat în etajul de ieşire.

Pentru că numai diferenţa între cele două semnale de intrare ne interesează, ceva care este similar, sau "comun", între cele două semnale, ar trebui să fie anulat.

Circuitele de reacţie comune asigură faptul că ambele circuitele de intrare si de iesire amplifică diferenţa dintre semnalele de intrare şi anulează orice semnal care este comun între ele (sau altfel spus au aceeaşi valoare).

Utilizând mai multe circuite de reacţie pe traseul de semnal între intrare şi ieşire se poate ajusta mai bine calitatea semnalului amplificat, deci se reduc distorsiunile de ieşire coroborat per ansamblu cu folosirea unui factor total de amplificare ridicat. Dacă s-ar fi utilizat un singur circuit de reacţie iar factorul de amplificare ar fi fost mare atunci se obţine un semnal amplificat mult mai distorsionat decât în cazul precedent.

Studiul a fost prezentat şi publicat, pe 9 martie anul curent, la conferinţa aerospaţială IEEE în Big Sky, Montreal

Sursa: Universitatea din Arkansas, Fayetteville


0 Comentarii

SUPPORT WEBSITE

    Susțineți dezvoltarea acestui site web
Today's Birthday's

Last FAQ

  • ian 11 2013 08:57
    Izolatia externa reprezinta izolația părților exterioare ale unui echipament, constând din distanțe de separare în aer si din suprafețele în contact cu aerul ale izolației solide ale unui echipament, care sunt supuse la solicitări d...
  • mar 03 2013 04:16
    Este o retea electrică al cărei punct neutru nu are nici o legătură voită cu pământul, cu excepia celei realizate prin aparate de măsurare, de protecie sau de semnalizare, având o impedană foarte mare.
  • iul 01 2014 08:27
    Acest nivel de izolatie se defineste astfel:a) pentru echipamentele cu tensiunea cea mai ridicată < 245 kV:- tensiunea nominală de tinere la impuls de trăsnet si- tensiunea nominală de tinere de scurtă durată la frecvenă indu...
  • ian 11 2013 08:34
    Supratensiunile electrice tranzitorii sunt de trei tipuri:- supratensiune cu front lent: Supratensiune tranzitorie, în general unidirecțională, având durata până la vârf 20 μs < Tp < 5000 μs si durata spatelui T2 < 20 ms...
  • aug 07 2012 08:30
    Sitemele de achizitie de date se clasifica avand in vedere doua criterii:dupa conditiile de mediu in care lucreaza:▪ sisteme destinate unor medii favorabile(laborator);▪ sisteme destinate utilizarii in condii grele de lucru( echipam...

Latest News

Board Statistics

Total Posts:
71381
Total Topics:
6296
Total Members:
30168
Newest Member:
sumer
Online At Once:
185 --- 22-ianuarie 18

89 utilizator(i) activ(i)(în ultimele 15 minute)

86 vizitatori, 0 utilizatori anonimi
Google, Bing, Marius53, alinuts, Rudi82

emil.matei.ro Cel mai cuprinzator director romanesc