amplificadores e moduladores utilizando micromecanismos dalton l.r. vidor, 1 e 2 paulo c. godoy e 1...
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AMPLIFICADORES E AMPLIFICADORES E MODULADORES UTILIZANDO MODULADORES UTILIZANDO
MICROMECANISMOSMICROMECANISMOS
Dalton L.R. Vidor, 1 e 2
Paulo C. Godoy e 1
Ignacio Iturrioz. 2
Universidade Luterana do Brasil 1
Universidade Federal do Rio Grande do Sul – Brasil 2
MICROMECANISMOSMICROMECANISMOS
MEMS – Micro-Electro-Mechanical Systems
São dispositivos eletromecânicos construídos no interior de chips.
Utilizam as mesmas tecnologias de fabricação de semicondutores.
Vigas, cascas e outros dispositivos com dimensões da ordem de unidades de micrometros.
Mercado de MEMSMercado de MEMS Formas e funções variadas:
• Sensores Acelerômetros, chaves, giroscópios, etc.
• Dispositivos móveis e atuadores Máquinas, contatos, espelhos, etc.
• Osciladores Ressonadores, filtros, moduladores, etc.
• Dispositivos diversos Emissores ou receptores de luz, sensores químicos, etc.
US$ 5 bilhões em 2005. US$ 12,5 bilhões em 2010.
COMB DRIVECOMB DRIVE
Dispositivo versátil (sensor e atuador). Movimentos impostos pelos campos elétricos. Filtros e osciladores que chegaram a 1,5Ghz. Possibilidade de utilização em telecomunicações.
Movimento e Modelo EquivalenteMovimento e Modelo Equivalente
Exemplos de MEMSExemplos de MEMS
ModelagemModelagem
Força devido a voltagem aplicada:
F={[0.A.V2]/[2.(d0-u)2]}-
-{[0.A.V2]/[2.(d0)2]}Onde: 0 – Permissividade do meio
A – Área efetiva da porta V - Voltagem d0 – Distância entre placas
u – deslocamento da placa móvel
TestesTestes
Conservação de energia. Simulação com Elementos Finitos em
ANSYS. Campo elétrico e forças calculadas a
cada iteração. Sistema eletrônico de realimentação
calculado a cada iteração. Avaliação dos dados com FFT (Fast-
Fourier Transform).
OSCILADORES com MEMSOSCILADORES com MEMS(implementaç(implementaçãão)o)
Sistema de Rádio - TelecomunicaçSistema de Rádio - Telecomunicaçõesões
Filtros com MEMSFiltros com MEMS
Modulador AM e AmplificadorModulador AM e Amplificador
0,00E+00
2,00E-09
4,00E-09
6,00E-09
8,00E-09
1,00E-08
1,20E-08
1,40E-08
1,60E-08
1,80E-08
0,00E+00 9,77E+04 1,95E+05 2,93E+05 3,91E+05 4,88E+05 5,86E+05 6,84E+05 7,81E+05 8,79E+05 9,77E+05 1,07E+06
Freqüência
Modulador FMModulador FM
0,00E+00
2,00E-09
4,00E-09
6,00E-09
8,00E-09
1,00E-08
1,20E-08
1,40E-08
1,60E-08
1,80E-08
0,00E+00 9,77E+04 1,95E+05 2,93E+05 3,91E+05 4,88E+05 5,86E+05 6,84E+05 7,81E+05 8,79E+05 9,77E+05 1,07E+06
Freqüência
ConclusõesConclusões Moduladores AM e FM são implementáveis
com MEMS. Um modulador AM pode operar como
amplificador de um determinado sinal. Filtros com MEMS são muito seletivos e
apropriados a telecomunicações. A carência de moduladores é minimizada com este trabalho.
Não são utilizados transformadores, indutores ou capacitores, elementos de difícil implementação.
Mecânica x EletrônicaMecânica x Eletrônica
