В Японии создали камеру, которая может снимать на видео передачу радиоволн. Разработка была представлена японским национальным институтом информационных и коммуникационных технологий (NICT) на выставке CEATEC JAPAN 2009.
Ожидается, что изобретение будет применяться для разработки антенн и измерений электромагнитного шума. Об этом пишет издание TechON.
Например, сейчас очень трудно, в случае обнаружения дефекта в RF-электросхемах, определить его локализацию. Для этого, в частности, проводится электромагнитное зондирование ближнего поля, но эти методы не позволяют быстро определить источник проблем.
А вот с камерой, созданной NICT, можно зафиксировать передачу радиоволн и просмотреть ее в режиме видеозаписи. Таким образом, даже самые неопытные специалисты смогут проверять качество соединения проводов и обнаруживать вибрации, которые укажут на источник проблем в электросхеме.
Камера проверяет электросхему на наличие дефектов
Принцип действия устройства заключается в том, что коэффициент преломления у кристалла теллурида цинка (ZnTe), которым оснащается камера, изменяется вместе с электрическим полем. Электросхема, которую требуется проверить, размещается на кристалле ZnTe. Затем, вследствие электрического поля, которое генерирует электросхема, коэффициент преломления у кристалла частично изменяется. При проецировании лазерного света с длиной волны до 780 нм КМОП-сенсор фиксирует изображения отраженного света, при этом изменение коэффициента преломления у кристалла ZnTe записывается как изменение контраста.
Затем после обработки отснятые кадры выводятся на экран.
Во время демонстрации работы, камера показала электрическое поле (+, −), его интенсивность и фазу — и все это в черном-белых изображениях.
Скорость изменения коэффициента преломления у кристалла ZnTe — около 10-12 секунд. Скорость съемки КМОП-сенсором — 20 тыс. кадров в секунду. Однако, для того чтобы устранить помехи и сделать слабые сигналы видимыми, изображения интегрируются таким образом, что, в итоге, кадры выводятся на экран с частотой от 10 до 1000 кадров в секунду.
Конечно, при частоте в 1000 кадров в секунду человеческий глаз вряд ли уловит что-либо вразумительное. Поэтому отснятое видео воспроизводится в замедленном режиме.
Видимое поле у показанной камеры — 25 x 25 мм, количество пикселей — 100 x 100. Разрешение на пиксель — 0,25 мм.
Разрешение изображения, которое показывает интенсивность электрического поля (от 30 до 40 дБ), поддерживает 256 оттенков серого. Отснятые изображения можно обработать в более высоком разрешении для численного анализа, но тогда будет сложнее устранять «шум» - помехи. Хотя, в NICT считают, что можно было бы увеличить размер и количество пикселей — например, за счет комбинирования кристаллов.
На сегодня с помощью камеры, созданной NICT, можно легко исследовать состояние электросхем — само «исследование» представляет собой видеозапись. В дальнейшем NICT планирует добавить функции анализа изображений и даже идентификации проблем у исследуемых электросхем.
NICT разработала концепт камеры, снимающей электрическое поле, еще в 2007, и теперь ищет компанию, которая могла бы довести разработку до состояния коммерческого продукта. По оценкам ученых, стоимость производства такой камеры будет эквивалентна стоимости производства самых продвинутых на сегодня осциллографов с большим диапазоном частот. Габариты камеры, созданной NICT, составляют 30 x 18 x 18,5 см.
