Razvoj baze elektroničkih komponenata

1898. godine u ilustriranom tjedniku Journal of Newest Discoveries and Inventions objavljen je članak pod naslovom Kućni uređaj eksperimenata za bežično ožičenje. Odašiljač je napravljen na Rumkorfovoj zavojnici, a prijemnik je, zapravo, bio vrlo sličan A.S. Popova. Pomoću opisanih prijemnika i odašiljača bilo je moguće prenijeti signal na udaljenosti do 25 m, što je za to vrijeme bilo veliko postignuće.

Već 1924. godine objavljen je prvi broj časopisa radioamatera. Sredinom 1930. godine časopis je preimenovan u "Radio Front", a pod tim je imenom izlazio do srpnja 1941. godine. Tijekom godina Drugog svjetskog rata časopis, naravno, nije izlazio. Prvi poslijeratni broj časopisa izašao je u siječnju 1946. Od tog siječanjskog broja časopis se počeo nazivati ​​Radio. Njegov pokrov je prikazan na slici.

Upečatljivije u vezi s tim problemom je da se nakon krugova detektorskih prijemnika osigurava kolor označavanje otpornika, kao što je to danas slučaj! Istina, također govori da je to novo američko obilježavanje. U Rusiji su se prugasti otpornici pojavili tek krajem dvadesetog stoljeća, pa čak i tada uvezenim radiokasetofonima i televizorima. Ali "naši" su uspjeli u poluvodičima obojenim bojama: pokušavajući za potrebe obrambene industrije, klasificirali su sve do te mjere da je postalo jednostavno nemoguće razumjeti kakav je to tranzistor ili dioda. Ova oznaka u boji počela se objavljivati ​​u cijelosti tek u današnje vrijeme, praktički su se prestali koristiti samo domaći tranzistori.

Sl. 1. Naslovnica prvog broja časopisa Radio

U početku je časopis opisao dizajn cijevnih prijemnika, odašiljača i audio pojačala, Od prvih izdanja časopis Radio objavio je referentne podatke za elektroničke cijevi i druge radio komponente. Odlučivala su se i pitanja o tome gdje započeti amaterske radio-eksperimente: iz proučavanja teorije ili neposrednog odabira lemilice?

Baza amaterskih radio elemenata

Zanimljiva povijesna činjenica: kad to još nije bilo električno lemljenje, tada je uobičajeni novčić od pet kovanica došao u pomoć. Na određeni način bila je naoštrena i zakopčana na željeznu žicu drvenom drškom. Zagrijavajući se u plamenu alkoholne svjetiljke, novčić se u potpunosti nosio s funkcijom lemilice. Sad se, naravno, takav savjet čini jednostavno smiješnim, ali bio je!

S modernom bazom elemenata, koja se stalno nadograđuje novim mikrovezama i tranzistorima, jednostavno nema nikakve veze s takvim „lemiljem”, jer je u nekim slučajevima za popravak elektroničke opreme potrebno koristiti mikroskop. Dakle, elementarna osnova određuje ne samo dizajn elektroničkih uređaja, već i alat koji će ti uređaji biti sastavljeni ili popravljeni.

Sasvim jednostavno i jasno, razvoj baze elemenata može se pratiti na različitim generacijama računala, u skladu sa suvremenom računalnom terminologijom. Već skoro četrdeset godina rastuće tržište osobnih računala kao lokomotive povlači silicijsku tehnologiju iza sebe, što uzrokuje pojavu sve više i više elektroničkih komponenti.

Elektromehanička računala

Još prije stvaranja računala korišteni su elektromehanički računski uređaji - tabulators, Prvi tabulator izumio je 1890. godine Hermann Hopperit u SAD-u, da bi izračunao rezultate popisa. Podaci su uneseni pomoću udarača, a rezultati obrade izdani su u obliku ispisa na papiru.

Tabulatori su bili glavna oprema stanica za brojanje strojeva - MSS. U SSSR-u je MSS preživio do sedamdesetih godina dvadesetog stoljeća, barem kao dio velikih državnih poduzeća. Glavni cilj MCC-a bio je obračun plaća.Odatle su se pojavili naseljeni listovi, koji se još uvijek nazivaju „korijenima“.

Izgled "modernog" tabulatora prikazan je na slici (kvadrat s desne strane je radni program upisan žicama na patch ploči). Težina takve računalne tehnologije dosegla je 600 kg.

Sl. 2. Kartica

"Program" je prikazan na sljedećoj slici. Obojene žice spojile su utičnice, koje su se s druge strane tektolitne ploče završavale kontaktima za spajanje na tabulator.

Sl. 3. Patch tab ploče

1939. godine u SAD-u je, po nalogu vojske, IBM razvio računalo Mark 1. Njegova osnovna baza bili su elektromehanički releji. Dovršila je zbrajanje dva broja u 0,3 sekunde, a množenje u 3. Mark 1 je stvoren za izračun balističkih tablica. Computer Mark 1 sadržavao je oko 750 tisuća dijelova, za čije je spajanje bilo potrebno 800 km žica. Dimenzije: visina 2,5 m, duljina 17 m.

Generacije računala i baze elemenata

Prva generacija računala izgrađena je na elektroničkim cijevima. Tako je u Velikoj Britaniji 1943. stvoreno računalo Colossus. Istina, bio je visoko specijaliziran, njegova svrha bila je dešifriranje njemačkih kodova nabrajanjem različitih opcija. Uređaj je sadržavao 2000 svjetiljki, dok je brzina iznosila 500 znakova u sekundi.

Prvo univerzalno računalo s cijevima je ENIAC, nastalo 1946. godine u Sjedinjenim Državama po nalogu vojske. Dimenzije ovog računala vrlo su impresivne: dužine 25 m i visine gotovo 6 m. Stroj je sadržavao 17.000 elektronskih cijevi i obavljao je oko 300 operacija množenja u sekundi, što je puno više od relejnog stroja Mark 1. Potrošnja energije bila je oko 150 kW. Pomoću računalnih izračuna ENIAC je dokazao teorijsku mogućnost stvaranja vodikove bombe.

U Sovjetskom Savezu u razdoblju od 1948. do 1952. provodi se i razvoj cijevnih računala, kao i u Sjedinjenim Državama, koje uglavnom koristi vojska. Jedno od najboljih sovjetskih cijevnih računala trebalo bi prepoznati kao strojeve serije BESM (veliki elektronički računski stroj). Ukupno je proizvedeno šest modela BESM-1 ... BESM-2 (cijev) BESM-3 ... BESM-6 s tranzistorima. U vrijeme stvaranja, svaki je model iz ove serije bio najbolji na svijetu u klasi univerzalnih računala.

Druga generacija računala 1955 - 1970

Elementarna baza druge generacije bili su tranzistori i poluvodičke diode. U usporedbi s cijevnim računalima, tranzistorska računala bila su manja, potrošnja energije također je bila znatno niža. Performanse računala druge generacije dosezale su i do pola milijuna operacija u sekundi, pojavili su se vanjski uređaji za pohranu na magnetskim medijima - stvoreni su magnetska vrpca i magnetski bubnjevi, algoritamski jezici i operativni sustavi.

Treća generacija računala 1965. - 1980

Za treću generaciju mikrokontrole malog i srednjeg stupnja integracije korištene su kao baza elemenata - do nekoliko desetaka poluvodičkih elemenata bilo je sadržano u jednom kućištu. Prije svega, bili su mikro krugovi serije K155, K133, Brzina takvih računala dosegla je milijun operacija u sekundi, pojavili su se jednobojni alfanumerički video terminali (teleteti i posebni pisaći strojevi korišteni su u strojevima druge generacije).

Daljnji razvoj baze elemenata doveo je do stvaranja mikrostrujnih krugova velike (LSI) i super velike (VLSI) integracije. U jednom slučaju takav mikro krug sadrži nekoliko stotina elemenata. Ta mikrovezja u SSSR-u bila je predstavljena serijom K580.

Računalo četvrte generacije 1980. - danas

Ova generacija rođena je zahvaljujući stvaranju Microprocesora mikroprocesora 1971. godine, koji je bio jednostavno revolucionarni. Intel 4004 čip s veličinom kristala 3,2 * 4,2 mm sadržavao je 2300 tranzistora i imao je taktnu frekvenciju od 108 KHz. Njegova računalna snaga bila je ekvivalentna ENIAC računalu. Na temelju ovog uređaja stvorena je nova vrsta mikroračunala.Prva osobna računala (PC) izdala je 1976. Apple, ali 1980. IBM je preuzeo vodeću ulogu stvorivši vlastiti IBM PC čija je arhitektura postala međunarodni standard za profesionalna računala. Intelovi trenutni Core i7 procesori druge generacije sadrže preko milijardu tranzistorskih struktura.

Sl. 4. Mikroprouessor intel

mikrokontrolera

Priča o razvoju elektroničkih komponenti radio-elektronike bila bi nepotpuna ako ne spominjemo mikrokontrolera tako popularna sada u amaterskim radio dizajnima. Prema staroj terminologiji nazivali su se mikroračunalima s jednim čipom.

Mikroprocesor, programska memorija i RAM, ulazno / izlazni priključci kombinirani su u jednom multi-pinskom kućištu. Za brojanje vremenskih intervala, mikrokontroleri imaju timere, mnogi modeli imaju analogne ulaze, što vam omogućuje da bez vanjskih ADC uređaja. Regulatori s PWM modulom (PWM) koriste se u krugovima inverterskih zavarivačkih strojeva i podesivim pogonima asinkronih elektromotora. Postoje čak i kontroleri s ugrađenim radio kanalom, koji omogućava bežičnu vezu.

Prvi mikrokontroler MCS-48 obitelji Intel 8048 objavljen je 1976. godine. Imao je 27 I / O linija, osam bitni timer, podatkovnu memoriju i programsku memoriju te, naravno, mikroprocesor. Trenutno su ti mikrokontroleri postali povijest.

Pogledajte ovu temu: Programiranje mikrokontrolera za početnike

8051 kontroleri

1980. godine rođena je obitelj Intel 8051 (MCS-51). Arhitektura ove obitelji pokazala se tako uspješnom da se mikrokontroleri ove obitelji i danas koriste. Naravno, u tom su vremenu razne firme (njih desetak) razvile mnoge modele ove obitelji. Zanimljiva činjenica: sustav poučavanja mikroprocesora nikad se nije promijenio od svog početka, što nije spriječilo razvoj novih modela mikrokontrolera. S vremenom MCS-51 ustupa mjesto novijim obiteljima.

Jedna od njih postala je Microchip PIC mikrokontroleri, Njihova popularnost uzrokovana je prije svega niskom cijenom, velikom brzinom, prikladnim lukama. Stoga su MK PIC-ovi postali najbolji kada želite stvoriti jeftin i prilično jednostavan upravljački sustav.

Ogromna popularnost mikrokontrolera među šunkama uzrokovana je ne samo niskom cijenom tih mikrokontrola, već i činjenicom da je za stvaranje novog uređaja dovoljno jednostavno napisati drugi program u MK. Zatim čak i bez promjene bilo kojeg kruga, na primjer, možete napraviti sat ili višekanalni tajmer s mjerača frekvencije.

Računalo pete generacije

Zapravo, borba za njegovo stvaranje između tvrtki počela je 1981. godine. Računala pete generacije trebala bi izgledati poput ljudskog mozga kontroliranog glasom. Stvaranje takve umjetne inteligencije zahtijevat će razvoj potpuno različitih tehnologija, potpuno različitih tehničkih rješenja i stvaranje potpuno nove elementarne baze. Ogromne napore u tom pogledu uložio je Japan, ali rezultat još nije postignut. SAD ne žele zaostajati ni za Japanom - IBM također provodi istraživanja na ovom području. Ali posebna dostignuća također se još ne vide.

Sl. 5. Moderni mikroprocesor

Potrošačka elektronika

Kao što je već spomenuto, brzo rastuće tržište računala u razvoju postalo je lokomotiva za razvoj elektronike. Zahvaljujući tome, moderni kućanski aparati nalikuju specijaliziranom računalu. Televizori, kućni kino, DVD playeri imaju takve operativne parametre da je bilo prije dvadeset godina jednostavno nemoguće zamisliti.

Čak i perilice rublja, hladnjaci, jednostavno novogodišnji vijenac kontrolira mikrokontrolere. Moderne dječje igračke za pjevanje i govorenje proizvedene u Kini, također s kontrolom mikrokontrolera.Usput, upečatljiva činjenica: Kinezi još u šezdesetim godinama dvadesetog stoljeća nisu mogli pokrenuti proizvodnju detekcijskih prijemnika, a sada je gotovo sva elektronika proizvedena u Kini.

U industriji se također svaki moderni uređaj za upravljanje tehnološkim procesima, čak i ne vrlo složen, temelji na mikrokontrolerima i u pravilu ima sučelje za povezivanje s računalom. Takvo sučelje je npr. elektronski brojila električne energijekoji vam omogućuje upotrebu u automatskim mjernim sustavima.

Pouzdanost suvremenih elektroničkih komponenti prilično je visoka. Pa ipak, nije neuobičajeno da bilo koja elektronička oprema postane neupotrebljiva i treba joj popraviti. slučaj kvara kućanske elektroničke opreme neispravni uređaj nije uvijek moguće odnijeti u specijaliziranu radionicu, to nije uvijek svugdje gdje su. Tada radioamateri dolaze u pomoć i popravljaju opremu u kućnim radionicama.

Kvalifikacije takvih majstora domova u pravilu su vrlo visoke, jer se popravlja vrlo širok spektar elektroničke opreme: od jednostavnih zvona do satelitskih televizijskih sustava. O organizaciji i organizaciji takvih radionica kod kuće bit će govora u sljedećem članku.

Boris Aladyskin 

Pogledajte i na našoj web stranici:

Povijest stvaranja i razvoja mikrokontrolera, njihove glavne vrste, značajke i razlike

Radioamaterska radionica - alati, materijali i mjerni instrumenti za rad