Az elektronikus alkatrészek bázisának fejlesztése

1898-ban, a The Journal of Newest Discoveries and Inventions illusztrált heti folyóiratában egy cikket tettek közzé a vezeték nélküli kábelezési kísérletek otthoni készüléke címmel. Az adó egy Rumkorf tekercsen készült, és a vevő valójában nagyon hasonló volt az A.S. Popova. A leírt vevő és adó segítségével a jelet akár 25 m távolságban is továbbítani lehetett, ami akkoriban óriási eredmény volt.

Már 1924-ben megjelent a rádióamatőr magazin első kiadása. 1930 közepén a magazin átnevezése "Rádió Front" volt, és ezen a néven 1941 júliusáig jelent meg. A második világháború idején a magazint természetesen nem tették közzé. A magazin első háború utáni számát 1946 januárjában tették közzé. Ez a januári kiadás ettől a januári kiadástól kezdte a Radio nevét. Fedélét az ábra mutatja.

A legmegdöbbentőbb dolog ebben a kérdésben az, hogy az érzékelő vevőinek áramkörei után az ellenállások színes jelölése megtörténik, ahogy ma van! Igaz, azt is mondja, hogy ez egy új amerikai jelölés. Oroszországban a „csíkos” ellenállások csak a huszadik század végén jelentkeztek, és még akkor is behozták az importált rádió magnókat és televíziókat. De a "miénknek" sikerült a színkódolt félvezetők: a védelmi ipar igényeinek megfelelően mindent olyan mértékben besoroltak, hogy egyszerűen lehetetlenné vált, hogy megértsék, milyen tranzisztor vagy dióda volt. Ezt a színes jelölést csak most kezdték meg teljes mértékben közzétenni, csak a háztartási tranzisztorok használatát szüntették meg.

Ábra. 1. A Radio magazin első számának borítója

A magazin először a cső vevőkészülékek, adóegységek és audio erősítők. A Radio magazin az első kiadásaktól kezdve közzétette az elektronikus csövek és egyéb rádió alkatrészek referenciaadatait. Arra is döntöttek, hogy hol kezdjék el az amatőr rádiós kísérleteket: az elmélet tanulmányozásától vagy a forrasztópáka azonnal felvételétől?

Az amatőr rádió elem bázis

Érdekes történelmi tény: amikor még nem volt elektromos forrasztópáka, majd a szokásos ötkackos érme ment megmentésre. Bizonyos módon élesítették és szegecselték őket egy fából készült fogantyúval ellátott vashuzalhoz. Az érme alkoholos lámpájának lángjában melegítve teljesen megbirkózott a forrasztópáka funkciójával. Most természetesen az ilyen tanácsok egyszerűen nevetségesnek tűnnek, de volt!

A modern elembázissal, amelyet folyamatosan frissítünk új mikroáramkörökkel és tranzisztorokkal, egyszerűen nincs semmi köze az ilyen „forrasztópákahoz”, mert egyes esetekben mikroszkópot kell használni az elektronikus berendezések javításához. Így az alapegység nemcsak az elektronikus eszközök tervezését határozza meg, hanem azt is, hogy az eszközöket milyen eszközökre állítják össze vagy javítják.

Egyszerűen és érthetően az elembázis fejlődése nyomon követhető a számítógépek különféle generációin, a modern számítógépes terminológia szerint. Már közel negyven éve a személyi számítógépek, mint mozdonyok növekvő piaca magában húzza a szilícium technológiát, ami egyre több elektronikai alkatrész megjelenését okozza.

Elektromechanikus számítógépek

Még a számítógépek létrehozása előtt is használtak elektromechanikus számítástechnikai eszközöket - tabulátorok. Az első táblát 1890-ben fedezte fel Hermann Hopperit az Egyesült Államokban a népszámlálás eredményeinek kiszámításához. Az információkat lyukasztókártyákkal vitték be, és a feldolgozási eredményeket papíron kinyomtatott formában adták ki.

A tabulátorok voltak a gépszámláló állomások - az MSS - fő felszerelése. A Szovjetunióban az MSS fennmaradt a huszadik század hetvenes éveire, legalábbis a nagy állami vállalkozások részeként. Az MCC fő célja a bérszámfejtés volt.Innentől kezdődően megjelentek a települési lapok, amelyeket még mindig „gyökereknek” hívnak.

Az ábrán látható a „modern” tabulátor megjelenése (a jobb oldali négyzet a javítópanelen lévő vezetékek által gépelt munkaprogram). Az ilyen számítógépes technológia súlya elérte a 600 kg-ot.

Ábra. 2. Tab

A „program” az alábbi ábrán látható. Színes vezetékek csatlakoztak az aljzatokhoz, amelyek a textolit panel másik oldalán érintkezőkkel záródtak a tabulátorhoz való csatlakoztatáshoz.

Ábra. 3. Patch fül panel

Az USA-ban 1939-ben a katonaság parancsára az IBM kifejlesztette a Mark 1 számítógépet, amelynek alapja elektromechanikus relék volt. Két szám összeadását 0,3 másodperc alatt fejezte be, és a szorzást 3-ban fejezte be. Az 1. jelölést arra tervezték, hogy kiszámítsa a ballisztikus táblázatokat. Az 1. számú számítógép körülbelül 750 ezer alkatrészt tartalmazott, amelyek csatlakoztatásához 800 km vezetékekre volt szükség. Méretei: magasság 2,5 m, hossza 17 m.

Generációk és számítógépek és elembázis

Az első generációs számítógépek elektronikus csövekre épültek. Tehát az Egyesült Királyságban 1943-ban létrehozták a Colossus számítógépet. Igaz, nagyon specializálódott, célja a német kódok megfejteni a különféle lehetőségek felsorolása révén. A készülék 2000 lámpát tartalmazott, míg a sebesség másodpercenként 500 karakter volt.

Az első univerzális csőszámítógép az ENIAC, amelyet 1946-ban hoztak létre az Egyesült Államokban a katonaság megbízása alapján. A számítógép mérete nagyon lenyűgöző: 25 m hosszú és majdnem 6 m magas. A gép 17 000 elektroncsövet tartalmazott és körülbelül 300 szorzó műveletet hajtott végre másodpercenként, ami jóval több, mint a Mark 1 relé gépnél, az energiafogyasztás körülbelül 150 kW volt. Számítógépes számítások segítségével az ENIAC bizonyította hidrogénbomba létrehozásának elméleti lehetőségét.

A Szovjetunióban az 1948 ... 1952 közötti időszakban a csövek számítógépeinek fejlesztését is végezték, mint az Egyesült Államokban, főleg a katonaság által. Az egyik legjobb szovjet gyártású csőszámítógépet a BESM sorozatú gépeknek (nagy elektronikus számológép) kell elismerni. Összesen hat BESM-1 ... BESM-2 (cső) BESM-3 ... BESM-6 modellt gyártottak már tranzisztorokkal. A teremtés idején a sorozat minden modellje a világ legjobbja volt az univerzális számítógépek osztályában.

A számítógépek második generációja, 1955 - 1970

A második generáció elemi alapját tranzisztorok és félvezető diódák képezték. A csőszámítógépekkel összehasonlítva a tranzisztoros számítógépek kisebbek voltak, az energiafogyasztás szintén sokkal alacsonyabb volt. A második generációs számítógépek teljesítménye másodpercenként akár fél millió műveletet is elérhetett, mágneses adathordozón megjelentek külső tárolóeszközök - mágnesszalagok és mágneses dobok, algoritmikus nyelvek és operációs rendszerek készültek.

A számítógépek harmadik generációja, 1965 - 1980

A harmadik generáció során a kicsi és közepes integrációjú mikroáramköreket használták elem alapként - akár több tíz félvezető elemet is tartalmaztak egy házban. Először is voltak a K155, K133 sorozat mikroáramkörei. Az ilyen számítógépek sebessége másodpercenként egymillió műveletet ért el, monokróm alfanumerikus videoterminálok jelentek meg (a televíziós típusokat és a speciális írógépeket a második generációs gépekben használták).

Az elembázis továbbfejlesztése nagy (LSI) és szuper nagy (VLSI) integráció mikroáramköreihez vezetett. Az ilyen mikroáramkörök egy esetben több száz elemet tartalmaznak. A Szovjetunióban ezeket a mikroáramköreket a K580 sorozat képviselte.

Negyedik generációs számítógép 1980 - jelen

Ez a generáció az Intel által 1971-ben létrehozott mikroprocesszornak köszönhetően született, amely egyszerűen forradalmi volt. Az Intel 4004 chip 3,2 * 4,2 mm kristálymérettel, 2300 tranzisztort tartalmazott és 108 KHz-es órajel-frekvenciával rendelkezik. Számítási teljesítménye megegyezett az ENIAC számítógéppel. Ennek az eszköznek az alapján új típusú számítógépes mikro - számítógépet hoztak létre.Az első személyi számítógépeket (PC-ket) 1976-ban adta ki az Apple, de 1980-ban az IBM átvette a vezetést saját IBM PC létrehozásával, amelynek architektúrája a professzionális PC-k nemzetközi szabványává vált. Az Intel jelenlegi második generációs Core i7 processzora több mint egymilliárd tranzisztoros struktúrát tartalmaz.

Ábra. 4. Méskroprouessor intel

mikrokontroller

Hiányos lenne egy a rádióelektronika elektronikus alkatrészeinek fejlesztéséről szóló történet mikrokontroller annyira népszerű az amatőr rádiótervezésben. A régi terminológia szerint őket egycsippes mikrokomputereknek nevezték.

A mikroprocesszor, a programmemória és a RAM, a bemeneti / kimeneti portok egy többpólusú tokban vannak kombinálva. Az időintervallumok számításához a mikrokontrollerek időzítőkkel rendelkeznek, sok modell analóg bemenettel rendelkezik, ami lehetővé teszi külső ADC-eszközök nélkül is. A PWM modullal (PWM) rendelkező vezérlőket az inverteres hegesztőgépek áramkörei és az aszinkron villamos motorok állítható hajtásai használják. Még vezérlők is vannak beépített rádiócsatornával, amely lehetővé teszi a vezeték nélküli kapcsolatot.

Az Intel 8048 MCS-48 családjának első mikrovezérlőjét 1976-ban adták ki. 27 I / O vonallal, nyolc bites időzítővel, adatmemóriával és programmemóriával, és természetesen mikroprocesszorral rendelkezik. Jelenleg ezek a mikrokontrollerek történelemgé váltak.

Lásd ezt a témát: Mikrovezérlő programozás kezdőknek

8051 vezérlő

1980-ban született az Intel 8051 család (MCS-51). A család architektúrája olyan sikeresnek bizonyult, hogy a család mikrovezérlőit ma is használják. Természetesen ebben az időben különböző cégek (körülbelül tucat) kidolgozták a család számos modelljét. Érdekes tény: a mikroprocesszoros oktatási rendszer a kezdetektől fogva soha nem változott, ami nem akadályozta meg a mikrovezérlők új modelljeinek kifejlesztését. Az idő múlásával az MCS-51 újabb családoknak ad utat.

Ezek közül az egyik lett Mikrochip PIC mikrovezérlők. Népszerűségüket elsősorban az alacsony ár, a nagy sebesség, a kényelmes kikötők okozták. Ezért az MK PIC-k akkor váltak a legjobbak, ha olcsó és meglehetősen egyszerű vezérlőrendszert akar létrehozni.

A mikrokontrollerek hatalmas népszerűségét a sonkák között nemcsak ezeknek a mikroáramköröknek az alacsony ára okozza, hanem az is, hogy egy új eszköz létrehozásához elegendő, ha egyszerűen csak egy másik programot írunk az MK-hoz. Akkor még az áramkörben semmi megváltoztatása nélkül előállíthat például órát vagy többcsatornás időzítőt egy frekvenciamérőből.

Ötödik generációs számítógép

Valójában a létrehozásért folytatott küzdelem a cégek között 1981-ben kezdődött. Az ötödik generációs számítógépek állítólag úgy néznek ki, mint egy emberi agy, amelyet a hang vezérli. Az ilyen mesterséges intelligencia létrehozásához teljesen más technológiák, teljesen más technikai megoldások és egy teljesen új elemi bázis létrehozása szükséges. Japán erõteljes erõfeszítéseket tett e tekintetben, ám az eredményt még nem sikerült elérni. Az Egyesült Államok sem Japánt nem akarja lemaradni - az IBM ezen a területen is végez kutatásokat. A különleges eredmények azonban még nem láthatók.

Ábra. 5. Modern mikroprocesszor

Fogyasztói elektronika

Mint fentebb említettük, a gyorsan növekvő, fejlődő PC-piac vált az elektronika fejlesztésének mozdonyává. Ennek köszönhetően a modern háztartási gépek egy speciális számítógéphez hasonlítanak. A TV-k, házimozik, DVD-lejátszók olyan működési paraméterekkel rendelkeznek, amelyeket húsz évvel ezelőtt egyszerűen elképzelni lehetetlen.

Még mosógépek, hűtőszekrények, egyszerű újévi koszorú mikrovezérlők által vezérelt. Kínában készült modern éneklő és beszélő gyermekjátékok, mikrovezérlővel is.Mellesleg, megdöbbentő tény: a huszadik század hatvanas éveiben a kínaiak még a detektor vevőkészülékek gyártását sem tudták elindítani, és manapság szinte minden elektronikát Kínában gyártanak.

Az iparban a modern technológiai folyamatirányító eszközök is - még ha nem is nagyon bonyolultak - mikrokontrollereken alapulnak, és rendszerint rendelkeznek interfésszel a PC-hez való csatlakozáshoz. Ilyen interfész például elektronikus villamosenergia-fogyasztásmérőkamely lehetővé teszi az automatikus mérőrendszerekben való használatát.

A modern elektronikus alkatrészek megbízhatósága meglehetősen magas. Ennek ellenére nem ritka, hogy az elektronikus berendezések használhatatlanná válnak és javításra szorulnak. az háztartási elektronikai berendezések meghibásodása nem mindig lehetséges a hibás eszközt speciális műhelybe vinni, csak nem mindenhol van. Ezután a rádióamatőrök megmentnek, és javítanak berendezéseket otthoni műhelyükön.

Az ilyen otthoni mesterek képesítése általában nagyon magas, mivel az elektronikus berendezések nagyon széles skáláját javítják: az egyszerű ajtócsengőktől a műholdas televíziós rendszerekig. Az ilyen workshopok otthoni megszervezését és megszervezését a következő cikk tárgyalja.

Boris Aladyshkin 

Lásd még a weboldalunkon:

A mikrokontrollerek létrehozásának és fejlesztésének története, főbb típusai, jellemzői és különbségei

Rádiós amatőr műhely - szerszámok, anyagok és mérőműszerek a munkához