
Введение Электроника – отрасль науки и техники, изучающая:
-
физические явления в электровакуумных и полупроводниковых приборах (ионные процессы в газах, электроника в твёрдых телах и на границах сред);
-
устройство, электрические характеристики и параметры электронных и полупроводниковых приборов;
-
свойства устройств и систем с электронными и полупроводниковыми приборами (т.е. применение).
Соответственно различают физическую и техническую электронику. Промышленная электроника – часть технической электроники, рассматривающая применение приборов и устройств в различных отраслях промышленности.
Отдельно, иногда, выделяют радиотехнику, способствующую интенсивному развитию электроники.
Объединяя обе области, можно выделить три основных направления :
-
Информационную электронику;
-
Энергетическую электронику;
-
Электронную технологию (методы и устройства, используемые в технологических процессах, в.ч. нагрев и плавка, ультразвуковая резка и сварка и т.п.)
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ
1889 – 1895 - изобретение и внедрение радиосвязи (Попов А.С., Маркони).
1904 – электровакуумный диод ( англ. Я. Флеминг ).
1907 – электровакуумный триод (США Ли Форест ).
1914 – мощные генераторные лампы (Россия Бонч - Бруевич).
1918 – Нижегородская лаборатория.
1922 – самая мощная радиостанция ( 400 кВт) им. Коминтерна.
1948 – первый транзистор (США У. Шокли).
1958 - первые ИС (США Д. Килби и Р. Койс).
1972 – первый МП (США).
Сложность электронных устройств за 5 лет увеличивается примерно в 10 раз. В настоящее время уровень электроники определяется плотностью упаковки элементов на подложках ИС с типовым технологическим размером 0,25 - 0,3 мкм. Однако уже видны физические пределы дальнейшему повышению степени интеграции и, в перспективе, необходимо переходить к молекулярной или функциональной электронике, где свойства материала определяют функцию элемента (пример – пьезокристалл).
Перспективна также
область оптоэлектроники (оптоволоконные
линии связи, лазеры и т.п.) и криоэлектроники.
Пример
системы управления.
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ СИГНАЛОВ
-
Общие положения.
Изучая электрические цепи, мы установили связи между параметрами переменных токов и напряжений и параметрами цепей. Определяя токи и напряжения, мы определяем энергетические характеристики .
Энергетические характеристики имеют решающее значение и для целого класса электронных устройств – устройств силовой электроники (выпрямители, стабилизаторы, инверторы). Однако для подавляющего большинства электронных устройств на первый план выходит информационная сторона явлений, т.е. переменные токи и напряжения рассматриваются как сигналы – носители информации.
-
Виды сигналов.
Все используемые виды сигналов можно разделить на следующие классы:
-
Сигналы произвольные по величине и непрерывные по времени т.н. аналоговые сигналы.
-
Сигналы произвольные по величине и дискретные по времени.
-
Сигналы, квантованные по величине и непрерывные по времени.
-
Сигналы, квантованные по величине и дискретные по времени, называют цифровыми.
Эти четыре вида сигналов представлены графически. Каждому из рассматриваемых сигналов можно поставить в соответствие аналоговую, дискретную или цифровую цепь (рис.2).
Р
ис.1.
Виды сигналов: а) аналоговый, б) дискретный,
в) квантованный, г) цифровой.
Как видно из схемы (рис.2), в случае цифровой обработки необходимо применять дополнительное преобразование аналог – цифра и цифра – аналог.
В свою очередь аналоговый сигнал несёт в себе информацию, количество которой зависит от его параметров ( длительности , мощности ... ).
При этом все сигналы целесообразно разделить на детерминированные и случайные.