Bluetooth on hieno tapa liittää esimerkiksi nappikuulokkeet älypuhelimeen, mutta niiden ongelma on radion suhteellisen suuri tehonkulutus. Kun nappeihin ei saa isoa akkua, niiden toiminta-aika jää aina käyttäjän mielestä liian lyhyeksi. Michiganin yliopiston tutkijoilla voi olla apu tähän. He ovat kehittäneet Bluetooth-piirin, joka on erittäin pienikokoinen. Signaali lähettäessään se kuluttaa tehoa vain 0,6 milliwattia.
Käytännössä tämä tarkoittaa, että vaikkapa mittausdatan säännöllinen lähettäminen onnistuu pienellä 5,8-millisellä nappiparistolla jopa 11 vuoden ajan. Bluetooth-nappikuulokkeissa sama tarkoittaa merkittävästi nykyistä harvempaa latausväliä.
Michiganin tutkijat kuvaavat innovaation perustaa IEEE Spectrum -lehdessä. Normaalisti lähetinpiirillä on viritettävä RF-oskillaattori, jolla haluttu taajuus saadaan generoitua, amplitudia vahvistava tehovahvistin sekä antenni, joka säteilee radioenergiaa. Michiganilaistutkijat onnistuivat yhdistämään oskillaattorin ja antennin niin, että vahvistimesta tuli tarpeeton. Tutkijat kutsuvat keksintöään teho-oskillaattoriksi.
Keskeistä oskillaattorissa on induktorin ja kondensaattorin muodostama piiri, joka resonoi induktorin magneettikentän ja kondensaattorin sähkökentän välillä taajuudella, jonka kapasitanssi ja induktanssi määrittelevät. Uudessa teho-oskillaattorissa antennia käytetään induktorina. Tämän ansiota antenni pystyy säteilemään vaihtelemalla magneettikenttää sähkökentän sijaan. Näin rakenne voi olla paljon kompaktimpi.
Apulaisprofessori David Wentzloffin mukaan antenni on vielä paljon sirulle integroitavaa induktoria laadukkaampi. Piirille olisi sopinut paljon pienempi erillisinduktori, joten antennin Q-kerroin oli noin viisi kertaa parempi.
Wentzloffin tiimin piti lisäksi kehittää menetelmä, jolla teho-oskillaattorille syötetään virtaa. Ratkaisuksi löytyi muunninpiiri, joka on liitetty oskillaattori syöttöjännitepäähän.
Michiganin yliopistossa kehitetään millimetriluokan antureita M3-projektissa. Seuraavaksi nyt kehitetty Bluetooth-nanoradio liitetään näihin minikokoisiin antureihin.
