Ученые Новгородского государственного университета (НовГУ) представили усовершенствованную версию фундаментального элемента электронных схем – гиратора. Об этом сообщает информационное агентство ТАСС.

Эта разработка особой тороидальной, то есть «бубликообразной», формы открывает путь к созданию принципиально более компактной, точной и энергоэффективной электроники для аэрокосмической отрасли, систем связи и робототехники.

«В НовГУ успешно усовершенствовали гиратор – устройство, отвечающее за преобразование электрического тока в напряжение и обратно в электрических цепях. Это прорыв для техники, где важна компактность и точность: от спутников до роботов. Основное преимущество разработки ученых НовГУ – это уменьшение габаритов и стоимости устройства за счет устранения необходимости в громоздких, тяжелых и дорогих индукторах. Такое устройство будет полезно в радиолокации, авиации и космической технике, где требуется наиболее точная передача информации, минимизация помех», – сообщили в пресс-службе университета.

Гиратор считается пятым базовым элементом электрических цепей после резистора, конденсатора, катушки и трансформатора. Его основная функция – преобразовывать ток в напряжение и обратно. Проблема традиционных схем в том, что катушку индуктивности практически невозможно миниатюризировать. Новгородские исследователи решили эту задачу, создав гиратор, который имитирует свойства катушки с помощью компактной композитной структуры.

Инновационный гиратор представляет собой трехслойную симметричную структуру. Внешние слои выполнены из магнитострикционного материала, а внутри расположен пьезоэлектрический элемент. Вся конструкция заключена в магнитопровод, который полностью «запирает» магнитное поле внутри устройства, не позволяя ему рассеиваться. Принцип работы основан на двойном преобразовании: электрический ток создает магнитное поле, вызывающее деформацию внешних слоев, эта деформация передается на пьезоэлектрик, генерируя напряжение. Процесс также обратим – подача напряжения приводит к появлению тока на выходе.

Благодаря отказу от объемной катушки в пользу плоских электродов удалось достичь радикальной миниатюризации компонента. Использование уникального наноструктурированного аморфного сплава «Амаг» и особая тороидальная, то есть «бубликообразная», форма конструкции сводят к минимуму потери энергии, повышая КПД устройства. Это не только делает электронику компактнее, но и значительно дешевле в производстве. Кроме того, замкнутое магнитное поле исключает электромагнитные помехи, влияющие на соседние компоненты схемы, что критически важно для высокоточной аппаратуры.

Разработка уже востребована в высокотехнологичных отраслях, где на первый план выходят требования к миниатюрности, надежности и точности. Это прежде всего космические спутники, авиационная электроника, радары, системы дуплексной связи и прецизионная робототехника.
На данный момент создан и проходит испытания опытный образец.

                                Подготовил Роман БОНДАРЧУК, УзА