RU2000124758A

RU2000124758A - Способ преобразования электрических сигналов и преобразователь для осуществления способа

Info

Publication number: RU2000124758A
Application number: RU2000124758/09A
Authority: RU
Inventors: Георгий Михайлович Зайцев
Original assignee: Жастеро Трейдинг Лимитед
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-10-10

Claims

1. Способ преобразования электрических сигналов, включающий в себя этапы, при которых обеспечивают преобразующий элемент в виде двухполюсника, выполненного из электропроводящего материала, подают на преобразующий элемент по меньшей мере два входных сигнала, преобразуют входные сигналы путем обеспечения взаимодействия полей этих сигналов в материале преобразующего элемента, сопровождаемого энергетическим взаимообменом, приводящим к возникновению эффективной ЭДС преобразования, и выделяют преобразованный сигнал, удовлетворяющий соотношению

где U'(t) - эффективная ЭДС на преобразующем элементе, обусловленная действием напряжений входных сигналов, R_Х - коэффициент Холла проводящего материала преобразующего элемента, (м³/Кл); l - длина преобразующего элемента вдоль направления тока, (м); х₀ - наименьший из линейных размеров поперечного сечения преобразующего элемента, перпендикулярного направлению тока в нем, (м); γ≈τ•10¹²•ε_o Кл/В•м, ε_o - электрическая постоянная, ε_o≈10^-11 Кл/В•м, τ - безразмерный коэффициент, характеризующий степень взаимосвязи полей в проводящей среде; ΣU_i(t), где i= 1. . . n - суммарное напряжение входных преобразуемых сигналов; U₀(t) - напряжение входного преобразующего сигнала, при этом соотношение физических параметров и геометрических параметров преобразующего элемента и суммы напряжений входных сигналов выбирают из условия
2γ|R_x|U/x_ol≥1,
где U - напряжение на преобразующем элементе, равное сумме напряжений входных сигналов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что коэффициент τ выбирают в пределах 10^-3 -10^-2.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что напряжение U₀(t) входного преобразующего сигнала выбирают существенно большим, чем напряжение каждого из входных преобразуемых сигналов, при этом мощность преобразованного сигнала обеспечивается за счет отбора мощности от входного преобразующего сигнала.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что преобразованный сигнал выделяют фильтром промежуточной частоты.

5. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что преобразованный сигнал выделяют с помощью двухполупериодной схемы за счет компенсации суммарного напряжения ΣU_i(t) входных преобразуемых сигналов в точке электрической нейтрали этой схемы.

6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что для получения преобразованного сигнала с малым значением промежуточной частоты в качестве входного преобразующего сигнала выбирают гармонический сигнал U₀(t) с частотой, близкой к половине частоты преобразуемого входного сигнала.

7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве входного преобразующего сигнала U₀(t) выбирают напряжение источника постоянного тока, при этом преобразование входных сигналов осуществляют в виде линейного детектирования.

8. Преобразователь электрических сигналов, содержащий преобразующий элемент, выполненный из электропроводящего материала, предназначенный для подачи на него по меньшей мере двух входных сигналов и выделения преобразованного сигнала, при этом соотношение физических параметров и геометрических параметров преобразующего элемента и суммы напряжений входных сигналов удовлетворяет условию:
2γ|R_x|U/x_ol≥1,
где U - сумма напряжений входных сигналов, R_Х - коэффициент Холла проводящего материала преобразующего элемента, (м³/Кл); l - длина преобразующего элемента вдоль направления тока, (м); х₀ - наименьший из линейных размеров поперечного сечения преобразующего элемента, перпендикулярного направлению тока в нем, (м); γ≈τ•10¹²•ε_o, (Кл/В•м); ε_o - электрическая постоянная, ε_o≈10^-11 Кл/B•м, τ - безразмерный коэффициент, характеризующий степень взаимосвязи полей, возникающих в электропроводном материале под действием входных сигналов.

9. Преобразователь по п. 8, отличающийся тем, что коэффициент τ, находится в пределах 10^-3 -10^-2.

10. Преобразователь по п. 8 или 9, отличающийся тем, что напряжение по меньшей мере одного из входных сигналов существенно больше, чем напряжение каждого из остальных входных сигналов.

11. Преобразователь по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что преобразующий элемент выполнен в виде тонкой пленки толщиной х₀ на диэлектрической подложке и снабжен выводами, расположенными в плоскости упомянутой пленки на расстоянии l.

12. Преобразователь по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что преобразующий элемент выполнен в виде цилиндра с радиусом х₀ и длиной l, снабженного выводами, соединенными с концами цилиндра.

13. Преобразователь по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что преобразующий элемент выполнен в виде мелкозернистой структуры с линейными размерами зерна порядка х₀, l, снабженной выводами, обеспечивающими контакт по меньшей мере с одним зерном.

14. Преобразователь по п. 13, отличающийся тем, что мелкозернистая структура размещена на подложке.

15. Преобразователь по п. 14, отличающийся тем, что подложка представляет собой один из выводов, а другой вывод непосредственно контактирует с упомянутым по меньшей мере одним зерном материала мелкозернистой структуры и имеет площадь контакта с линейными размерами порядка размера зерна.

16. Преобразователь по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что преобразующий элемент представляет собой по меньшей мере один микровыступ на поверхности упомянутого материала с высотой l микровыступа и размером его поперечного сечения х₀ и имеет вывод, соединенный с вершиной микровыступа.

17. Преобразователь по любому из пп. 8-16, отличающийся тем, что в качестве проводящего материала преобразующего элемента выбран материал с высоким значением коэффициента Холла.

18. Преобразователь электрических сигналов, представляющий собой двухполюсник, содержащий преобразующий элемент, выполненный из электропроводящего материала, предназначенный для подачи на него по меньшей мере двух входных сигналов и выделения преобразованного сигнала, при этом соотношение физических параметров и геометрических параметров преобразующего элемента и суммы напряжений входных сигналов удовлетворяет условию
2γ|R_x|U/x_ol≥1,
где U - сумма напряжений входных сигналов, R_Х - коэффициент Холла проводящего материала преобразующего элемента, (м³/Кл); l - длина преобразующего элемента вдоль направления тока, (м); х₀ - наименьший из линейных размеров поперечного сечения преобразующего элемента, перпендикулярного направлению тока в нем, (м); γ≈τ•10¹²•ε_o, (Кл/В•м); ε_o - электрическая постоянная, ε_o≈10^-11 Кл/B•м, τ - безразмерный коэффициент, характеризующий степень взаимосвязи полей, возникающих в электропроводном материале под действием входных сигналов.

19. Преобразователь по п. 18, отличающийся тем, что коэффициент τ находится в пределах 10^-3 -10^-2.

20. Преобразователь по п. 18 или 19, отличающийся тем, что напряжение по меньшей мере одного из входных сигналов существенно больше, чем напряжение каждого из остальных входных сигналов.

21. Преобразователь по любому из пп. 18-20, отличающийся тем, что преобразующий элемент выполнен в виде тонкой пленки толщиной х₀ на диэлектрической подложке и снабжен выводами, расположенными в плоскости упомянутой пленки на расстоянии l.

22. Преобразователь по любому из пп. 18-20, отличающийся тем, что преобразующий элемент выполнен в виде цилиндра с радиусом х₀ и длиной l, снабженного выводами, соединенными с концами цилиндра.

23. Преобразователь по любому из пп. 18-20, отличающийся тем, что преобразующий элемент выполнен в виде мелкозернистой структуры с линейными размерами зерна порядка х₀, l, снабженной выводами, обеспечивающими контакт по меньшей мере с одним зерном.

24. Преобразователь по п. 23, отличающийся тем, что мелкозернистая структура размещена на подложке.

25. Преобразователь по п. 24, отличающийся тем, что подложка представляет собой один из выводов, а другой вывод непосредственно контактирует с упомянутым по меньшей мере одним зерном материала мелкозернистой структуры и имеет площадь контакта с линейными размерами порядка размера зерна.

26. Преобразователь по любому из пп. 18-20, отличающийся тем, что преобразующий элемент представляет собой по меньшей мере один микровыступ на поверхности упомянутого материала с высотой l микровыступа и размером его поперечного сечения х₀ и имеет вывод, соединенный с вершиной микровыступа.

27. Преобразователь по любому из пп. 18-26, отличающийся тем, что в качестве проводящего материала преобразующего элемента выбран материал с высоким значением коэффициента Холла.