כדי לענות על הביקוש הגואה למובייל מהיר בזק טֶכנוֹלוֹגִיָה, בכל שנה ענקיות הטכנולוגיה יוצרות מכשירים מהירים וחזקים יותר עם כוח סוללה ארוך יותר מאשר דגמים קודמים.
הסיבה העיקרית לכך שחברות כמו אפל וסמסונג יכולות לשלוף זאת פלאים משנה לשנה היא מכיוון שמהנדסים וחוקרים ברחבי העולם מתכננים שבבי מיקרו חסכוניים יותר ויותר שעדיין מספקים מהירויות גבוהות.
לשם כך, חוקרים בראשות צוות באוניברסיטת בריגהאם יאנג בנו זה עתה את האנלוגי לדיגיטלי המהיר ביותר בעולם. מֵמִיר שבב (ADC). ADC היא פיסת טכנולוגיה זעירה הקיימת כמעט בכל ציוד אלקטרוני הממיר אותות אנלוגיים (כמו גל רדיו) לאות דיגיטלי.
ה- ADC שנוצר על ידי פרופסור BYU ווד צ'יאנג, Ph.D. הסטודנט אריק סווינדלרסט ועמיתיהם צורכים רק 21 מילי-וואט חשמל ב- 10 GHz עבור תקשורת אלחוטית עם פס רחב רחב; מכשירי ה- ADC הנוכחיים צורכים מאות מילי-וואט או אפילו וואט-כוח במהירויות דומות. ה- ADC מתוצרת BYU הוא בעל היעילות החשמלית הגבוהה ביותר הקיימת כיום בעולם, שיא שהוא מחזיק בהפרש משמעותי.
“קבוצות מחקר רבות ברחבי העולם מתמקדות ב- ADC; זה כמו תחרות מי יכול לבנות את המכונית המהירה והחסכונית ביותר בעולם, "אמר צ'יאנג. "קשה מאוד לנצח את כולם ברחבי העולם, אבל הצלחנו לעשות בדיוק את זה."
האתגר המרכזי העומד בפני חוקרים כמו צ'יאנג הוא שרוחבי הפס הגבוהים יותר ויותר במכשירי מערכת התקשורת פירושם מעגלים שצורכים יותר כוח. צ'יאנג, סווינדלהרסט וצוותם יצאו לפתור את הבעיה על ידי התמקדות בחלק מרכזי ב- ADC מעגל נקרא DAC, שהוא קטע מרכזי שעומד על ההפך המדויק של ADC: ממיר דיגיטלי לאנלוגי.
עבור בעלי יכולת טכנולוגית, הנה הסבר רחב על מה שעשה צוות המחקר:
הם הפכו את הממיר למהיר ויעיל יותר על ידי הפחתת הטעינה מה-DAC על ידי שינוי קנה המידה של שני קבל שטח צלחת מקבילה ומרווח. הם גם קיבצו קבלי יחידות בצורה שונה מהדרך המקובלת, תוך שהם מקבצים יחדיו קבלי יחידות שהם חלק מאותו סיביות ב-DAC במקום שישזבו אותם לאורך כל הדרך. פעולה זו הורידה את הקיבול הטפילי של הצלחת התחתונה פי שלושה, והורדה משמעותית את צריכת החשמל תוך הגברת המהירות.
לבסוף, הם השתמשו במתג bootstrapped אך שיפרו אותו בכך שהפכו אותו לנתיב כפול בו ניתן לבצע אופטימיזציה עצמאית של כל נתיב. שיטה זו מגבירה את המהירות אך אינה דורשת חומרה נוספת מכיוון שהיא כוללת פיצול של מכשירים קיימים וביצוע שינויים במסלול במעגל.
"הוכחנו את הטכנולוגיה של השבב כאן ב-BYU ואין ספק לגבי היעילות של הטכניקה המסוימת הזו", אמר צ'יאנג. "העבודה הזו באמת דוחפת את המעטפת של מה שאפשר ותגרום להרבה נוחות עבור הצרכנים. שֶׁלְךָ Wi-Fi ימשיך להשתפר בגלל הטכנולוגיה הזו, יהיו לך מהירויות העלאה והורדה מהירות יותר ותוכל לצפות ב-4K או אפילו 8K עם מעט פיגור, תוך שמירה על חיי סוללה."
צ'יאנג אמר כי יישומים סבירים אחרים עבור ה- ADC כוללים כלי רכב אוטונומיים (המשתמשים בהמון רוחב פס אלחוטי), לבישים חכמים כמו משקפיים או עדשות מגע חכמות, ואפילו דברים כמו מכשירים מושתלים.
המכשיר דרש תכנון ואימות מתוחכמים על מנת להבטיח שכל אלפי החיבורים במערכת מֵמִיר יעבוד נכון. טעות אחת בתכנון הייתה נדרשת לפחות שנה נוספת לתיקונה, ולכן הצוות היה נרגש שלא עשה טעויות.