Ученые создали микросхему, которая имитирует работу человеческого уха

Источник: maxi-tuning.ru

Инженеры из Массачусетского технологического института (США) разработали модель широкополосного аналогового спектроанализатора, структура которого соответствует строению улитки внутреннего уха человека.

По заявлению ученых, созданная ими микросхема очень экономична и при этом работает быстрее любого конкурирующего анализатора спектра радиодиапазона.

Звуковые колебания, воспринимаемые улиткой, вызывают колебания мембраны и возмущение жидкой среды внутреннего уха, которое передается волосковым клеткам; те в свою очередь выдают сигналы, поступающие в головной мозг. Как утверждают авторы, тщательно исследовавшие структуру биологического анализатора спектра, такая система очень эффективна: продолжительность анализа и «потребляемая мощность» демонстрируют линейную зависимость от N (числа элементов разрешения по частоте), в то время как в случае широко известного алгоритма быстрого преобразования Фурье они связаны уже с величиной Nlog(N).

В разработанной учеными микросхеме свойства жидкости, в которой распространяется радиоволна, моделируются на основе катушек индуктивности, жесткость мембраны представляется с помощью конденсаторов, а активные элементы — транзисторы — выполняют роль волосковых клеток. Микросхема выполнена по КМОП-технологии в соответствии с нормами 130-нанометрового техпроцесса; ее размеры — 3х1,5 мм. Характеристики спектроанализатора таковы: динамический диапазон — 70 дБ, рабочий диапазон частот — от 600 МГц до 8 ГГц, потребляемая мощность — 300 мВт. Рабочий диапазон частот анализатора, таким образом, охватывает телевизионные сигналы, Wi-Fi, сотовую связь и радиовещание.