빛처럼 빠른 모바일에 대한 급증하는 수요를 충족하기 위해 technology, 매년 거대 기술 기업들은 이전 모델보다 더 오래 지속되는 배터리 전원을 갖춘 더 빠르고 강력한 장치를 만듭니다.
Apple과 Samsung과 같은 회사가 해마다이를 기적적으로 실현할 수있는 주된 이유는 전 세계의 엔지니어와 연구원이 여전히 고속을 제공하는 전력 효율이 증가하는 마이크로 칩을 설계하고 있기 때문입니다.
이를 위해 Brigham Young University의 팀이 이끄는 연구자들은 방금 세계에서 가장 전력 효율적인 고속 아날로그-디지털을 구축했습니다. 변환기 (ADC) 마이크로 칩. ADC는 아날로그 신호 (예 : 전파)를 디지털 신호로 변환하는 거의 모든 전자 장비에 존재하는 작은 기술입니다.
BYU 교수 Wood Chiang, Ph.D. 학생 Eric Swindlehurst와 동료들은 초 광대역 무선 통신을 위해 21GHz에서 10 밀리 와트의 전력 만 소비합니다. 현재 ADC는 비슷한 속도로 수백 밀리 와트 또는 심지어 와트의 전력을 소비합니다. BYU가 만든 ADC는 현재 전 세계적으로 가장 높은 전력 효율을 제공하며 상당한 마진을 가지고 있습니다.
“전 세계적으로 많은 연구 그룹이 ADC에 중점을두고 있습니다. 이는 세계에서 가장 빠르고 연비가 가장 효율적인 자동차를 누가 만들 수 있는지 경쟁하는 것과 같습니다.”라고 Chiang은 말했습니다. "전 세계의 모든 사람을이기는 것은 매우 어렵지만 우리는 그렇게 할 수있었습니다."
Chiang과 같은 연구자들이 직면 한 주요 과제는 통신 시스템 장치 내에서 대역폭이 증가할수록 더 많은 전력을 소비하는 회로를 의미한다는 것입니다. Chiang, Swindlehurst 및 그들의 팀은 ADC의 핵심 부분에 집중하여 문제를 해결하기 시작했습니다. 회로 DAC라고 불리는데, 이것은 ADC의 정반대 인 디지털-아날로그 변환기를 나타내는 중심 부분입니다.
기술에 정통한 사람들을 위해 연구팀이 한 일에 대한 광범위한 설명은 다음과 같습니다.
그들은 두 가지 모두를 확장하여 DAC의 로딩을 줄임으로써 변환기를 더 빠르고 효율적으로 만들었습니다. 콘덴서 평행판 면적과 간격. 또한 기존 방식과 다르게 단위 커패시터를 그룹화했는데, DAC에서 동일한 비트의 일부인 단위 커패시터를 전체적으로 인터리브하는 대신 함께 그룹화했습니다. 이를 통해 바닥판 기생 용량을 XNUMX배로 낮추어 속도를 높이는 동시에 전력 소비를 크게 낮췄습니다.
마지막으로 부트 스트랩 스위치를 사용했지만 각 경로를 독립적으로 최적화 할 수있는 이중 경로로 만들어 개선했습니다. 이 방법은 속도를 높이지만 기존 장치를 분할하고 회로에서 경로를 변경하는 작업을 포함하므로 추가 하드웨어가 필요하지 않습니다.
Chiang은 "우리는 여기 BYU에서 칩 기술을 입증했으며 이 특정 기술의 효율성에 대해서는 의문의 여지가 없습니다."라고 말했습니다. “이 작업은 실제로 가능한 것의 한계를 뛰어넘어 소비자에게 많은 편의를 제공할 것입니다. 당신의 Wi-Fi 인터넷 이 기술 덕분에 계속해서 향상될 것이며, 업로드 및 다운로드 속도가 더 빨라지고 배터리 수명을 유지하면서 지연이 거의 또는 전혀 없이 4K 또는 8K를 시청할 수 있습니다.”
Chiang은 ADC의 다른 가능성있는 애플리케이션으로는 자율 주행 차량 (무선 대역폭을 많이 사용), 안경이나 스마트 콘택트 렌즈와 같은 스마트 웨어러블, 이식 형 장치와 같은 것 등이 있다고 말했다.
이 장치는 정교한 설계와 검증을 거쳐 수천 개의 연결이 변환기 제대로 작동합니다. 디자인에서 단 한 번의 실수도 수정하는 데 최소 XNUMX 년이 더 걸렸을 것이므로 팀은 실수를하지 않은 것에 기뻐했습니다.