Elektroninių komponentų bazės plėtra

1898 m. Iliustruotame savaitiniame žurnale „The Journal of Newest Discoveries and Inventions“ buvo išspausdintas straipsnis pavadinimu „Home-Based Wireless Wiring Experiments“. Siųstuvas buvo pagamintas ant „Rumkorf“ ritės, o imtuvas, tiesą sakant, buvo labai panašus į A.S. Popova. Naudojant aprašytą imtuvą ir siųstuvą, buvo galima perduoti signalą 25 m atstumu, kuris tuo metu buvo didžiulis laimėjimas.

Jau 1924 m. Buvo išleistas pirmasis radijo mėgėjų žurnalo numeris. 1930 m. Viduryje žurnalas buvo pervadintas į „Radijo frontą“ ir tokiu pavadinimu buvo leidžiamas iki 1941 m. Liepos mėn. Antrojo pasaulinio karo metais žurnalas, žinoma, nebuvo leidžiamas. Pirmasis pokario žurnalo numeris buvo išleistas 1946 m. ​​Sausio mėn. Būtent nuo šio sausio mėnesio žurnalas tapo žinomas kaip Radijas. Jos dangtelis parodytas paveikslėlyje.

Ryškiausias dalykas šiuo klausimu yra tas, kad po detektorių imtuvų grandinėmis suteikiamas rezistorių spalvotas žymėjimas, kaip kad yra šiandien! Tiesa, taip pat sakoma, kad tai yra naujas amerikiečių ženklas. Rusijoje „dryžuotieji“ rezistoriai pasirodė tik dvidešimtojo amžiaus pabaigoje ir net tada buvo importuotų radijo magnetofonų ir televizorių viduje. Tačiau „mūsiškiams“ pasisekė spalvotais puslaidininkiais: bandydami gynybos pramonės reikmėms, jie suklasifikavo viską taip, kad pasidarė tiesiog neįmanoma suprasti, koks tai tranzistorius ar diodas. Šis spalvų žymėjimas buvo pradėtas visiškai skelbti tik šiuo metu, tik buitiniai tranzistoriai praktiškai nustojo būti naudojami.

Fig. 1. Pirmojo žurnalo „Radio“ numerio viršelis

Pirmą kartą žurnalas aprašė vamzdžių imtuvų, siųstuvų ir garso stiprintuvai. Nuo pat pirmųjų leidinių žurnalas „Radio“ skelbė elektroninių vamzdžių ir kitų radijo komponentų informacinius duomenis. Taip pat buvo sprendžiami klausimai, kur pradėti mėgėjų radijo eksperimentus: studijuoti teoriją ar iškart pasiimti lituoklį?

Mėgėjų radijo elementų bazė

Įdomus istorinis faktas: kai to dar nebuvo elektrinis lituoklis, tada į pagalbą atėjo įprasta penkių kapeikų moneta. Ji buvo tam tikru būdu pagaląsta ir pritvirtinta prie geležinės vielos su medine rankena. Įkaitinta alkoholio lempos liepsnoje moneta visiškai atitiko lituoklio funkciją. Dabar, žinoma, toks patarimas atrodo tiesiog juokingas, bet taip buvo!

Su modernia elementų baze, kuri nuolat atnaujinama naujomis mikroschemomis ir tranzistoriais, tokiam „lituokliui“ tiesiog nėra nieko bendro, nes kai kuriais atvejais elektroninei įrangai taisyti reikia naudoti mikroskopą. Taigi, elementinė bazė lemia ne tik elektroninių prietaisų dizainą, bet ir tai, kokias priemones šie įrenginiai surinks ar suremontuos.

Paprasčiausiai ir aiškiai, remiantis šiuolaikine kompiuterių terminija, elementų bazės raidą galima atsekti įvairių kartų kompiuteriuose. Beveik keturiasdešimt metų auganti asmeninių kompiuterių, kaip lokomotyvų, rinka kartu traukia silicio technologijas, todėl atsiranda vis daugiau elektroninių komponentų.

Elektromechaniniai kompiuteriai

Dar prieš kuriant kompiuterius buvo naudojami elektromechaniniai skaičiavimo įrenginiai - skirtukus. Pirmąjį lentelių lentelę 1890 m. Išrado Hermannas Hopperitas JAV, kad galėtų apskaičiuoti surašymo rezultatus. Informacija buvo įvesta naudojant perfokavimo korteles, o apdorojimo rezultatai buvo išduoti atspausdintų popieriaus forma.

Tabuliatoriai buvo pagrindinė mašinų skaičiavimo stočių - MSS - įranga. SSRS TSS išgyveno iki XX amžiaus aštuntojo dešimtmečio, bent jau kaip didelių valstybinių įmonių dalis. Pagrindinis MKC tikslas buvo darbo užmokestis.Iš ten atsirado atsiskaitymo lapai, kurie vis dar vadinami „šaknimis“.

„Modernaus“ tabuliatoriaus išvaizda parodyta paveikslėlyje (kvadratas iš dešinės pusės yra darbo programa, įvesta laidais ant pleistro skydelio). Tokios kompiuterinės technologijos svoris siekė 600 kg.

Fig. 2. Skirtukas

„Programa“ parodyta šiame paveikslėlyje. Spalvotieji laidai sujungė lizdus, ​​kurie kitoje teksolito skydelio pusėje baigėsi kontaktais, skirtais prijungti prie tabuliatoriaus.

Fig. 3. Patch skirtuko skydelis

1939 m. JAV kariuomenės nurodymu IBM sukūrė kompiuterį „Mark 1.“, kurio pagrindinė bazė buvo elektromechaninės relės. Ji baigė sudėti du skaičius per 0,3 sekundės, o padauginti iš 3. Pažymėti 1 buvo skirta balistinėms lentelėms apskaičiuoti. Kompiuterį „Mark 1“ sudarė apie 750 tūkstančių dalių, kurių prijungimui reikėjo 800 km laidų. Jos matmenys: aukštis 2,5 m, ilgis 17 m.

Kompiuterių kartos ir elementų bazė

Pirmosios kartos kompiuteriai buvo pastatyti ant elektroninių vamzdžių. Taigi JK 1943 m. Buvo sukurtas kompiuteris „Colossus“. Tiesa, jis buvo labai specializuotas, jo tikslas buvo iššifruoti vokiškus kodus, išvardijant įvairius variantus. Įrenginyje buvo 2000 lempų, o greitis buvo 500 simbolių per sekundę.

Pirmasis universalus vamzdinis kompiuteris yra ENIAC, sukurtas 1946 m. ​​JAV kariuomenės nurodymu. Šio kompiuterio matmenys yra labai įspūdingi: 25 m ilgio ir beveik 6 m aukščio. Mašinoje buvo 17 000 elektronų vamzdelių ir buvo atlikta apie 300 daugybos operacijų per sekundę, o tai yra daug daugiau nei relės aparate „Mark 1.“ Elektros energijos suvartojimas buvo apie 150 kW. Naudodamas kompiuterinius skaičiavimus, ENIAC įrodė teorinę galimybę sukurti vandenilio bombą.

Sovietų Sąjungoje nuo 1948 m. Iki 1952 m. Taip pat buvo kuriami vamzdiniai kompiuteriai, kaip ir JAV, kuriuos daugiausia naudojo kariuomenė. Vienas geriausių sovietinių vamzdžių kompiuterių turėtų būti pripažintas BESM serijos aparatais (dideliais elektroniniais skaičiavimo aparatais). Iš viso šeši BESM-1 ... BESM-2 (vamzdelis) BESM-3 ... BESM-6 modeliai jau buvo gaminami su tranzistoriais. Kūrimo metu kiekvienas šios serijos modelis buvo geriausias pasaulyje universaliųjų kompiuterių klasėje.

Antros kartos kompiuteriai 1955 - 1970 m

Elementarus antros kartos pagrindas buvo tranzistoriai ir puslaidininkiniai diodai. Palyginti su vamzdžių kompiuteriais, tranzistoriniai kompiuteriai buvo mažesni, energijos suvartojimas taip pat buvo daug mažesnis. Antrosios kartos kompiuterių našumas siekė iki pusės milijono operacijų per sekundę, pasirodė išoriniai magnetinių laikmenų įrenginiai - buvo sukurtos magnetinės juostos ir magnetiniai būgnai, algoritminės kalbos ir operacinės sistemos.

Trečioji kompiuterių karta 1965 - 1980 m

Trečiajai kartai kaip elemento bazė buvo naudojamos mažos ir vidutinės integracijos mikroschemos - viename korpuse buvo iki kelių dešimčių puslaidininkių elementų. Visų pirma, jie buvo K155, K133 serijos mikroschemos. Tokių kompiuterių greitis siekė 1 milijoną operacijų per sekundę, atsirado nespalvoti raidiniai ir skaitmeniniai vaizdo terminalai (antrosios kartos mašinose buvo naudojami teletipai ir specialios rašomosios mašinėlės).

Tolesnis elementų bazės vystymas paskatino didelių (LSI) ir ypač didelių (VLSI) integracijų mikroschemų sukūrimą. Vienu atveju tokiose mikroschemose yra keli šimtai elementų. Šiuos SSRS mikroschemus reprezentavo serija K580.

Ketvirtosios kartos kompiuteris 1980 m. - dabartis

Ši karta gimė dėka „Intel“ 1971 m. Sukūrus mikroprocesorių, kuris buvo tiesiog revoliucinis. „Intel 4004“ mikroschema, kurios kristalų dydis buvo 3,2 * 4,2 mm, joje buvo 2300 tranzistorių ir jos laikrodžio dažnis buvo 108 KHz. Jo skaičiavimo galia buvo lygiavertė ENIAC kompiuteriui. Šio prietaiso pagrindu buvo sukurtas naujo tipo kompiuterinis mikrokompiuteris.Pirmuosius asmeninius kompiuterius (PC) 1976 m. Išleido „Apple“, tačiau 1980 m. IBM ėmėsi iniciatyvos sukūrusi savo IBM asmeninį kompiuterį, kurio architektūra tapo tarptautiniu profesionalių kompiuterių standartu. Dabartiniuose „Intel“ antros kartos „Core i7“ procesoriuose yra daugiau nei milijardas tranzistorių struktūrų.

Fig. 4. Mirkroprocessor intel

Mikrovaldikliai

Pasakojimas apie radijo elektronikos elektroninių komponentų bazės plėtrą būtų neišsamus, net neminint mikrovaldikliai toks populiarus dabar radijo mėgėjų modeliuose. Pagal senąją terminiją jie buvo vadinami vieno lusto mikrokompiuteriais.

Mikroprocesorius, programos atmintis ir laisvosios kreipties atmintis, informacijos įvesties / išvesties prievadai yra sujungti į vieną daugia išvesties dėklą. Norėdami apskaičiuoti laiko intervalus, mikrovaldikliai turi laikmačius, daugelis modelių turi analoginius įėjimus, kurie leidžia išsiversti be išorinių ADC įrenginių. Valdikliai su PWM moduliu (PWM) naudojami keitiklių suvirinimo mašinų ir asinchroninių elektros variklių reguliuojamų pavarų grandinėse. Yra net valdikliai su įmontuotu radijo kanalu, kuris leidžia belaidį ryšį.

Pirmasis „Intel 8048“ šeimos MCS-48 mikrovaldiklis buvo išleistas 1976 m. Jis turėjo 27 I / O linijas, aštuonių bitų laikmatį, duomenų atmintį ir programos atmintį ir, žinoma, mikroprocesorių. Šiuo metu šie mikrovaldikliai tapo istorija.

Žiūrėti šią temą: Mikrovaldiklio programavimas pradedantiesiems

8051 valdikliai

1980 m. Gimė „Intel 8051“ šeima (MCS-51). Šios šeimos architektūra pasirodė tokia sėkminga, kad šios šeimos mikrovaldikliai naudojami iki šiol. Žinoma, per tą laiką įvairios firmos (apie keliolika) sukūrė daugybę šios šeimos modelių. Įdomus faktas: mikroprocesoriaus instrukcijų sistema nuo pat įkūrimo niekada nepasikeitė, o tai nesutrukdė kurti naujų mikrovaldiklių modelių. Laikui bėgant, MCS-51 užleido vietą naujesnėms šeimoms.

Viena iš tokių tapo Mikroscheminiai PIC mikrovaldikliai. Jų populiarumą pirmiausia lėmė maža kaina, didelis greitis, patogūs uostai. Todėl MK PIC tapo geriausiomis, kai norima sukurti nebrangią ir gana paprastą valdymo sistemą.

Didžiulį mikrovaldiklių populiarumą tarp žiurkėnų lemia ne tik žema šių mikroschemų kaina, bet ir tai, kad norint sukurti naują įrenginį, pakanka tiesiog parašyti kitą programą MK. Tada, net nieko nekeisdami grandinėje, galite, pavyzdžiui, iš dažnio matuoklio pasigaminti laikrodį ar daugiakanalį laikmatį.

Penktosios kartos kompiuteris

Faktiškai kova dėl jos įsteigimo tarp firmų prasidėjo 1981 m. Manoma, kad penktosios kartos kompiuteriai turėtų atrodyti kaip žmogaus smegenys, kontroliuojamos balso. Norint sukurti tokį dirbtinį intelektą, reikės sukurti visiškai skirtingas technologijas, visiškai skirtingus techninius sprendimus ir sukurti visiškai naują elementarią bazę. Japonija labai stengėsi šiuo klausimu, tačiau rezultato dar nepasiekta. JAV taip pat nenori atsilikti nuo Japonijos - šioje srityje tyrimus vykdo ir IBM. Tačiau ypatingų laimėjimų taip pat dar nematyti.

Fig. 5. Šiuolaikinis mikroprocesorius

Buitinė elektronika

Kaip minėta aukščiau, sparčiai auganti, besivystanti kompiuterių rinka tapo elektronikos plėtros lokomotyvu. Dėl to šiuolaikiniai buitiniai prietaisai primena specializuotą kompiuterį. Televizoriai, namų kino teatrai, DVD grotuvai turi tokius veikimo parametrus, kokių prieš dvidešimt metų buvo tiesiog neįmanoma įsivaizduoti.

Net skalbimo mašinos, šaldytuvai, paprasti naujųjų metų girlianda kontroliuojamas mikrovaldiklių. Šiuolaikiniai Kinijoje gaminami dainuojantys ir kalbantys vaikų žaislai, taip pat turintys mikrovaldiklį.Beje, ryškus faktas: XX amžiaus šeštajame dešimtmetyje kinai negalėjo net pradėti gaminti detektorių imtuvų, o dabar beveik visa elektronika gaminama Kinijoje.

Pramonėje bet kuris šiuolaikinis technologinių procesų valdymo įtaisas, net ne labai sudėtingas, yra pagrįstas mikrovaldikliais ir, kaip taisyklė, turi sąsają, skirtą prisijungti prie kompiuterio. Tokia sąsaja yra, pavyzdžiui, elektroniniai elektros skaitikliaitai leidžia juos naudoti automatinėse matavimo sistemose.

Šiuolaikinių elektroninių komponentų patikimumas yra gana didelis. Nepaisant to, nėra neįprasta, kad bet kokia elektroninė įranga tampa netinkama naudoti ar ją reikia taisyti. Į buitinės elektroninės įrangos gedimo atvejis ne visada įmanoma sugedusį įrenginį nuvežti į specializuotą dirbtuvę, jis ne tik visur yra. Tuomet radijo mėgėjai ateina į gelbėjimą, taisydami įrangą savo namų dirbtuvėse.

Tokių namų meistrų kvalifikacija, kaip taisyklė, yra labai aukšta, nes remontuojamas labai platus elektroninės įrangos asortimentas: nuo paprastų durų skambėjimo iki palydovinės televizijos sistemų. Tokių seminarų organizavimas ir organizavimas namuose bus aptariamas kitame straipsnyje.

Borisas Aladyshkinas 

Taip pat žiūrėkite mūsų svetainėje:

Mikrovaldiklių kūrimo ir tobulinimo istorija, pagrindiniai jų tipai, ypatybės ir skirtumai

Radijo mėgėjų dirbtuvės - darbo įrankiai, medžiagos ir matavimo prietaisai