9

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

1. 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.

2. 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.