קטגוריות: מאמרים מוצגים » עובדות מעניינות
מספר צפיות: 34908
הערות לכתבה: 3
פיתוח בסיס הרכיבים האלקטרוניים
בשנת 1898, בכתב העת השבועי המאוייר כתב העת "התגליות וההמצאות החדשות ביותר", פורסם מאמר שכותרתו ניסויים חיווט אלחוטי ביתי. המשדר נוצר על סליל רומקורף, והמקלט, למעשה, היה דומה מאוד ל- A.S. פופובה. בעזרת המקלט והמשדר המתוארים ניתן היה להעביר איתות במרחק של עד 25 מ ', שהיה באותה תקופה הישג עצום.
כבר בשנת 1924 פורסם המהדורה הראשונה של מגזין חובב הרדיו. באמצע 1930 שמו של המגזין נקרא "חזית הרדיו" ותחת שם זה הוא פורסם עד יולי 1941. במהלך שנות מלחמת העולם השנייה המגזין, כמובן, לא פורסם. המהדורה הראשונה שלאחר המלחמה של המגזין התפרסמה בינואר 1946. זה החל מגליון ינואר זה שהמגזין החל להיקרא רדיו. הכריכה מוצגת באיור.
הדבר הבולט בעניין זה הוא שאחרי מעגלי מקלטי הגלאי ניתן סימון הצבעים של הנגדים, כפי שהוא היום! נכון, זה גם אומר שמדובר בסימון אמריקאי חדש. ברוסיה, נגדים "מפוספסים" הופיעו רק בסוף המאה העשרים, וגם אז בתוך מקליטי רדיו וטלוויזיות מיובאים. אבל "שלנו" הצליחו במוליכים למחצה מקודדים בצבע: בניסיון לצרכים של התעשייה הביטחונית, הם סיווגו את הכל במידה כזו שהפך פשוט בלתי אפשרי להבין איזה סוג של טרנזיסטור או דיודה זה היה. סימון צבע זה החל להתפרסם במלואו רק כרגע, רק טרנזיסטורים ביתיים כמעט ולא הפסיקו להשתמש.
איור. 1. שער הגיליון הראשון של מגזין הרדיו
בתחילה תיאר המגזין את תכנון מקלטי הצינורות, המשדרים ו- מגברי שמע. כבר מהגיליונות הראשונים פרסם מגזין הרדיו נתוני עיון עבור צינורות אלקטרוניים ורכיבי רדיו אחרים. הוחלטו גם על השאלה היכן להתחיל ניסויי רדיו חובבים: מלימוד התיאוריה, או מיד להרים מגהץ?
בסיס אלמנט הרדיו החובב
עובדה היסטורית מעניינת: מתי זה עוד לא היה מלחם חשמליואז הציל המטבע הרגיל של חמש-קופקים. היא הוחדדה בצורה מסוימת ומסומרת לחוט ברזל עם ידית עץ. כשהוא מחומם בלהבה של מנורת אלכוהול, המטבע התמודד לחלוטין עם הפונקציה של ברזל הלחמה. עכשיו, כמובן, עצות כאלה נראות פשוט מגוחכות, אבל זה היה!
עם בסיס אלמנטים מודרני, המתעדכן כל העת במעגלי מיקרו-טרנזיסטורים חדשים, אין שום קשר ל"ברזל הלחמה "שכזה, מכיוון שבמקרים מסוימים יש צורך להשתמש במיקרוסקופ לתיקון ציוד אלקטרוני. לפיכך, בסיס היסודות קובע לא רק את העיצוב של מכשירים אלקטרוניים, אלא גם אילו כלים מכשירים אלה ירכיבו או יתוקנו.
בפשטות ובהירה למדי, ניתן לעקוב אחר פיתוח בסיס האלמנטים על דורות שונים של מחשבים, על פי המינוח המחשוב המודרני. כבר כמעט ארבעים שנה שהשוק הצומח של מחשבים אישיים, כקטר, גורר אחריו את טכנולוגיית הסיליקון, הגורמת להופעתם של יותר ויותר רכיבים אלקטרוניים.
מחשבים אלקטרומכניים
עוד לפני יצירת מחשבים, נעשה שימוש במכשירי מחשוב אלקטרומכניים - כרטיסיות. הטבלטור הראשון הומצא עוד בשנת 1890 על ידי הרמן הופרט בארצות הברית, לחישוב תוצאות מפקד. מידע הוזן באמצעות כרטיסי אגרוף, ותוצאות העיבוד הונפקו בצורת תדפיסים על נייר.
טבלאים היו הציוד העיקרי של תחנות ספירת מכונות - MCC. בברית המועצות, MSS שרדה עד שנות השבעים של המאה העשרים, לפחות כחלק ממפעלים גדולים במדינה. המטרה העיקרית של MCC הייתה שכר.משם הופיעו גיליונות יישוב, שעדיין מכונים "שורשים".
המראה של הטאבלט "המודרני" מוצג באיור (הריבוע מצד ימין הוא תוכנית העבודה שהוקלדה על ידי חוטים בלוח התיקון). משקל טכנולוגיית מחשבים כזו הגיע ל 600 ק"ג.
איור. 2. טאב
"התוכנית" מוצגת באיור הבא. חוטים צבעוניים חיברו את השקעים, שבצד השני של לוח הטקסטוליט הסתיימו במגעים לחיבור לטאבולטור.
איור. 3. לוח הכרטיסיות תיקון
בשנת 1939 בארצות הברית, בהוראת הצבא, פיתחה יבמ את מחשב מארק 1. בסיסו היסודי היה ממסרים אלקטרומכניים. היא השלימה את התוספת של שני מספרים תוך 0.3 שניות, ואת הכפל ב -3. סימן 1 תוכנן לחישוב טבלאות בליסטיות. סימון המחשב 1 הכיל כ 750 אלף חלקים שהחיבור ביניהם דרש 800 ק"מ של חוטים. מידותיו: גובה 2.5 מ ', אורך 17 מ'.
דורות של מחשבים ובסיס אלמנטים
הדור הראשון של המחשבים נבנה על צינורות אלקטרוניים. אז בבריטניה בשנת 1943, מחשב קולוסוס נוצר. נכון, הוא היה מתמחה מאוד, מטרתו הייתה לפענח קודים גרמניים על ידי ספירת אפשרויות שונות. המכשיר הכיל 2000 מנורות, בעוד המהירות הייתה 500 תווים בשנייה.
מחשב הצינור האוניברסלי הראשון הוא ENIAC, שנוצר בשנת 1946 בארצות הברית בהוראת הצבא. הממדים של מחשב זה מרשימים מאוד: 25 מ 'אורך וכמעט 6 מ' גובה. המכונה הכילה 17,000 צינורות אלקטרונים וביצעה כ -300 פעולות כפל בשנייה, שזה הרבה יותר ממכונת הממסר של מארק 1. צריכת החשמל הייתה כ -150 קילוואט. באמצעות חישובי מחשב הוכיח ה- ENIAC את האפשרות התיאורטית ליצור פצצת מימן.
בברית המועצות בתקופה משנת 1948 ... 1952, התבצע גם פיתוח מחשבי צינור, כמו בארצות הברית, המשמש בעיקר את הצבא. יש להכיר באחד ממחשבי הצינור הטובים ביותר מתוצרת סובייטית כמכונות סדרת BESM (מכונת חישוב אלקטרונית גדולה). בסך הכל, שישה דגמי BESM-1 ... BESM-2 (צינור) BESM-3 ... כבר היו מיוצרים עם טרנזיסטורים. בזמן היצירה, כל דגם בסדרה זו היה הטוב בעולם בכיתת המחשבים האוניברסאליים.
הדור השני של המחשבים 1955 - 1970
הבסיס היסודי של הדור השני היה טרנזיסטורים ודיודות מוליכים למחצה. בהשוואה למחשבי צינורות, מחשבי טרנזיסטור היו קטנים יותר, צריכת החשמל הייתה גם נמוכה בהרבה. הביצועים של מחשבי הדור השני הגיעו לחצי מיליון פעולות בשנייה, הופיעו התקני אחסון חיצוניים במדיה מגנטית - נוצרו קלטות מגנטיות ותופים מגנטיים, שפות אלגוריתמיות ומערכות הפעלה.
הדור השלישי למחשבים 1965 - 1980
עבור הדור השלישי שימשו מעגלי מיקרו בדרגת אינטגרציה קטנה ובינונית כבסיס אלמנטים - עד כמה עשרות אלמנטים מוליכים למחצה היו בתוך מעטה אחד. קודם כל, הם היו מעגלי מיקרו מסדרת K155, K133. המהירות של מחשבים כאלה הגיעה למיליון פעולות בשנייה, הופיעו מסופי וידיאו אלפא-נומריים מונוכרום (טלטיפים ומכונות כתיבה מיוחדות שימשו במכונות מהדור השני).
פיתוח נוסף של בסיס האלמנטים הוביל ליצירת מעגלי מיקרו של אינטגרציה גדולה (LSI) וסופר-גדולה (VLSI). במקרה אחד של מעגלי מיקרו כאלה מכיל כמה מאות אלמנטים. מעגלים מיקרו אלו בברית המועצות ייצגו על ידי סדרת K580.
מחשב הדור הרביעי 1980 - הווה
דור זה נולד בזכות יצירת אינטל של מעבד מיקרו בשנת 1971, שהיה פשוט מהפכני. שבב אינטל 4004 בגודל קריסטל של 3.2 * 4.2 מ"מ, הכיל 2300 טרנזיסטורים והיה לו תדר שעון של 108 קילו הרץ. כוח המחשוב שלו היה שקול למחשב ENIAC. על בסיס מכשיר זה נוצר סוג חדש של מיקרו-מחשב ממוחשב.המחשבים האישיים הראשונים (מחשבים אישיים) שוחררו בשנת 1976 על ידי אפל, אולם בשנת 1980 עלתה יבמ על ידי יצירת מחשב IBM משלה, שהארכיטקטורה שלה הפכה לסטנדרט הבינלאומי למחשבים מקצועיים. מעבדי Core i7 מהדור השני של אינטל מכילים למעלה ממיליארד מבני טרנזיסטור.
איור. 4. מוcroproגמסע אינטל
בקרי מיקרו
סיפור על התפתחות הרכיבים האלקטרוניים באלקטרוניקה רדיו לא היה שלם אם לא לדבר בקרי מיקרו כל כך פופולרי עכשיו בעיצובים של רדיו חובבים. על פי המינוח הישן, הם נקראו מחשבי מיקרו-שבב יחיד.
מעבד המיקרו, זיכרון התוכנית וזיכרון גישה אקראית, יציאות קלט / פלט של מידע משולבים במקרה אחד רב פלט. כדי לחשב את מרווחי הזמן, לבקרי מיקרו טיימרים, לדגמים רבים יש כניסות אנלוגיות, מה שמאפשר להסתדר בלי התקני ADC חיצוניים. בקרים עם מודול PWM (PWM) משמשים במעגלים של מכונות ריתוך מהפכים וכוננים מתכווננים של מנועים חשמליים אסינכרוניים. ישנם אפילו בקרים עם ערוץ רדיו מובנה, המאפשר חיבור אלחוטי.
בקר המיקרו הראשון ממשפחת MCS-48 של אינטל 8048 שוחרר בשנת 1976. היו לו 27 קווי קלט / פלט, טיימר של שמונה סיביות, זיכרון נתונים וזיכרון תוכנה, וכמובן מעבד מיקרו. נכון לעכשיו, בקרי מיקרו אלה הפכו להיסטוריה.
ראה נושא זה: תכנות מיקרו-בקר למתחילים
בקרי 8051
בשנת 1980 נולדה משפחת אינטל 8051 (MCS-51). האדריכלות של משפחה זו התבררה כה מצליחה עד כי השימוש במיקרו-בקרים של משפחה זו משמש כיום. כמובן שבתקופה זו פיתחו חברות שונות (כתריסר) דגמים רבים של משפחה זו. עובדה מעניינת: מערכת ההדרכה למיקרו-מעבד מעולם לא השתנתה מאז הקמתה, מה שלא מנע פיתוח של דגמים חדשים של בקרי מיקרו. עם הזמן MCS-51 מפנה את מקומו למשפחות חדשות יותר.
אחד כזה הפך בקרי מיקרו PIC של מיקרו-צ'יפ. הפופולריות שלהם נגרמה, קודם כל, בגלל נמלים במחירים נמוכים, במהירות גבוהה, ונוחים. לפיכך, פיקודי פיקוח של ח"כים הפכו להיות הטובים ביותר כשרוצים ליצור מערכת בקרה זולה ופשוטה למדי.
הפופולריות העצומה של בקרי המיקרו בקרב חמאיות נגרמת לא רק מהמחיר הנמוך של מעגלי המיקרו הללו, אלא גם מהעובדה שכדי ליצור מכשיר חדש, זה פשוט לכתוב תוכנית אחרת לחבר הכנסת. ואז גם בלי לשנות שום דבר במעגל, אתה יכול, למשל, לבצע שעון או טיימר רב ערוצי ממד תדרים.
מחשב דור חמישי
למעשה, המאבק להקמתו בין החברות החל בשנת 1981. הדור החמישי של המחשבים אמור להיראות כמו מוח אנושי הנשלט על ידי הקול. יצירת בינה מלאכותית כזו תחייב פיתוח טכנולוגיות שונות לחלוטין, פתרונות טכניים שונים לחלוטין ויצירת בסיס אלמנטרי חדש לחלוטין. מאמצים גדולים בהקשר זה נעשתה על ידי יפן, אך התוצאה טרם הושגה. גם ארה"ב לא רוצה לפגר אחרי יפן. יבמ עורכת גם מחקר בתחום זה. אבל הישגים מיוחדים גם לא נראים עדיין.
איור. 5. מעבד מודרני
בסיס רכיבי אלקטרוניקה לצרכנים
כאמור לעיל, שוק המחשבים הצומח והמתפתח במהירות הפך לקטר לפיתוח האלקטרוניקה. הודות לכך, מכשירי חשמל ביתיים מודרניים דומים למחשב מיוחד. לטלוויזיות, לבתי קולנוע ביתיים, לנגני DVD יש פרמטרים מבצעיים כאלה שלפני עשרים שנה היה פשוט בלתי אפשרי לדמיין.
אפילו מכונות כביסה, מקררים, פשוטים גרלנד שנה חדשה בשליטת מיקרו-בקרים. צעצועים לילדים שרים ומדברים מודרניים תוצרת סין, גם עם בקרת מיקרו-בקרים.אגב, עובדה בולטת: בשנות השישים של המאה העשרים, הסינים לא יכלו אפילו להתחיל בייצור מקלטי גלאי, וכעת כמעט כל האלקטרוניקה מיוצרת בסין.
בתעשייה, גם כל מכשיר לבקרת תהליכים טכנולוגיים מודרניים, אפילו לא מורכב במיוחד, מבוסס על בקרי מיקרו, וככלל, יש ממשק לחיבור למחשב. ממשק כזה הם למשל מדי חשמל אלקטרונייםהמאפשר לך להשתמש בהם במערכות מדידה אוטומטיות.
האמינות של רכיבים אלקטרוניים מודרניים גבוהה למדי. עם זאת, אין זה נדיר כי ציוד אלקטרוני כלשהו יהפוך לבלתי שמיש או שזקוק לתיקון. בתוך מקרה של פירוט ציוד אלקטרוני לבית לא תמיד ניתן לקחת את המכשיר הפגום לסדנה מיוחדת, זה פשוט לא בכל מקום בו הם נמצאים. ואז חובבי הרדיו מגיעים להצלה, מתקנים ציוד בסדנאות הבית שלהם.
כישוריהם של אדונים ביתיים כאלה, ככלל, הם גבוהים מאוד, מכיוון שמתקנים מגוון רחב מאוד של ציוד אלקטרוני: מפעמוני דלתות פשוטים ועד מערכות טלוויזיה בלוויין. הארגון והארגון של סדנאות כאלה בבית יידונו במאמר הבא.
בוריס אלאדישקין
ראו גם באתר שלנו:
תולדות היצירה והפיתוח של בקרי מיקרו, סוגיהם העיקריים, התכונות וההבדלים שלהם
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: