Википедија:Семинарски радови/Istorija elektronike
 |
Овај чланак је део пројекта семинарских радова на Електротехничком факултету Универзитета у Подгорици.
Слободно можете уређивати овај чланак и помоћи студентима у његовој изради. Оцењивање чланака биће извршено после 15. јануара 2012. године. |
Садржај |
[уреди] Kondenzator
U oktobru 1745. u Njemačkoj Evald Georg fon Klajst je izumio kondenzator. Sastojao se iz tegle koja je bila napunjena vodom, i žice koja je kroz čep bila povezana sa vodom. Tegla je bila napravljena tako, da se držeći u jednoj ruci spoljasnji dio žice dovede u kontakt sa električnim uređajem. Ako je dodirnemo drugom rukom nastaje pražnjenje koji izaziva bolan šok. Današnja Lajdenska tegla je obložena aluminijumskom folijom, spolja i iznutra. Električni kontakt ostvaruje se sa štapom koji probije cep i spojen je lancem sa unutrašnjim slojem metala. Kompletno pražnjenje se događa kada su dvije aluminijumske folije povezane međusobno provodnikom. Njom su se mogli postići naponi i do 25000 V. Lajdenska tegla se često koristi u laboratorijama za demonstraciju i u eksperimentalne svrhe.
Bendžamin Frenklin je sistemom od dvije Lajdenske tegle ubijao ćurane, a jednom je skoro ubio i sebe. Inače je Frenklin otkrio fudamentalnu činjenicu da se umijesto tegle mogu koristiti metalne ploče razdvojene nekim izolatorom. Tako je Frenklin načinio prvi pločasti kondenzator.
-
Pločasti kondenzator
-
Elektrolitski kondenzator
-
Keramički kondenzator
[уреди] Otpornik
Otis Bojklin je u svom životu izumeo više od 25 elektronskih uređaja. Jedan od prvih njegovih pronalazaka je bio električni otpornik, poboljšan za kompjutere, radio aparata, televizore i asortiman drugih elektronskih uređaja. Drugi njegov značajan izum je promjenljivi otpornik,i otpornici male debljine za računare. Bojklinov najpoznatiji izum je kontrolna jedinica za vještačko srce, pejsmejker. Uređaj je u suštini koristio električne impulse da se održi normalan rad srca. Bojklin je umro od srcane insuficijencije u Čikagu.
[уреди] Dioda
Džon Ambrouz Fleming je 1904. razvio kentron kasnije poznat kao dioda koja dozvoljava električnoj struji da teče samo u jednom pravcu. Li De Forest je 1906. postavio tzv. rešetku, treću elektrodu kojom je kontrolisao jačinu struje koja protiče između anode i katode. Ovaj uređaj je nazvao audion, a kasnije je postao poznat kao trioda.Ovu komponentu je upotrijebio da bi napravio pojacavac signala kod radio prijemnika i predajnika, što se može smatrati za prvi elektronski uređaj Jedna od primjene dioda, jeste I kod pravljenja Grecovog spoja, koji je u stvari puno talasni ispravljač (poslednje, na slici iznad).
[уреди] Tranzistori
Sredinom 1940-te naučnici koji su radili za Bel Telephone Labs in Marej Hilu, Nju Džersi, bavili su se otkrivanjem novog uređaja, koji bi mogao da zamijeni upotrebu vakuumskih cijevi. Vakumske cijevi su bile zamišljene kao rijesenje za pojačanje signala, ili da služe kao komutacioni uređaji u elektronici. Problem je bio što su bile skupe, nepouzdane i zahtijevale su veliko održavanje.
Naučnici koji su odgovorni za izum tranzistora 1947. godine su : Džon Bardin, Volter Hauser Braten i Vilijam Šokli. Originalno ime patenta za transistor je bilo “poluprovodnicko pojacalo”. Tri elektrode u kolu su bile napravljene od poluprovodnickih materijala. 1956 godine grupa je dobila Nobelovu nagradu za fiziku zbog pronalazka tranzistora. Godine 1977. Džon Bardeen je nagrađen sa Predsjednickom medaljom slobode.
[уреди] Operacioni pojacavac
Operacioni pojacavac ima veoma dugu istoriju. Prvi put se pojavio u obliku vakuum cijevi 1950 godine. Ovi pojacavaci su bili teški i veoma skupi, tako da su nijesu bili pogodni za upotrebu. Zahtijevali su napajanje koje većina običnih ljudi nije mogla da obezbijedi. Pojačala su koštala oko 100 dolara, što je mnogo vrijednije nego današnjih 100 dolara. Pocetkom 1960 godine se pojavljuje tranzistorska verzija operacionih pojacavaca,a krajem 1960 se pojavljuje prvo integrisanog kola operacionog pojacavaca na trzištu. Iako su se koristile različite tehnologije u različitim vremenima i iako su izgrađeni u različitim oblicima, pojacane su im zajedničke karakteristike, koje će ih označiti operacionim pojacavacima. Interesantno je napomenuti da je Robert Widlar bio odgovoran za razvoj integrisanog kola operacionog pojacavaca, u obliku koji je doveo do širokog prihvatanja.Danas zahvaljujući njemu imamo i mnoge druge operacione pojacavace dostupne za manje od 25 centi. Operacioni pojacavac je vjerovatno najviše korišćeno analogno integrisano kolo. Takođe ako imamo problem analognog signala, instiktivno se poseže za najboljim rešenjem,tj. za operacionim pojacavacem.
- CFB i VFB Operacioni pojacavaci
Current-feedback operational amplifier ili CFB operacioni pojacavac je vrsta operacionog pojačavača čiji je invertujući ulaz osjetljiv na električnu struju, a ne na električni napon kao što je to slučaj sa konvencionalnim VFB operacionim pojačavačima. CFB je prvi put dizajniran od strane Davida Nelsona u Comlinear Corporation u Sjedinjenim Američkim Državama, i prvi je prodat 1982. godine kao hibridni operacioni pojačavač, oznake CLC103. Prvo CFB integrisano kolo je predstavljeno 1987. godine, konstruisao ga je Bil Gross. Ova kola se obično proizvode sa istim rasporedom pinova kao i VFB operacioni pojačavači, što omogućava da se ova dva tipa operacionih pojačavača mogu zamijeniti kada je to moguće. U jednostavnim šemama, kod linearnih pojačavača, CFB možemo zamijeniti VFB operacionim pojačavačem, bez prethodne modifikacije kola, ali u drugim slučajevima, kada kolo ima funkciju integratora, modifikacija je neophodna. CFB operacioni pojačavač se može koristiti i pri realizaciji diferencijalnog pojačavača sa 4 otpornika, ali je CMRR) u ovom slučaju nešto lošiji nego kod VFB-a. Što se tiče njihove cijene, prvi CFB operacioni pojačavači bili su jako skupi. Prvi komercijalni monolitski CFB operacioni pojačavač, oznake CLC400 prodat je za 16.50 $. Ako ste željeli veću brzinu odziva, morali ste da platite za to. Danas taj isti op možete imati za samo 0.5 $. Iznad svega CFB operacioni pojačavači danas nude mnogo raznovrsnih dizajna, sa različitim cijenama.
[уреди] Negativna povratna sprega
Prvi covijek koji je uveo pojam negativne povratne sprege bio je Herold Blek (US patent 2,102,671, izdat 1937). Zanimljivo je to da mu je ta ideja pala na pamet dok je putovao iz mjesta Lackawanna Ferry prema mjestu gdje je radio, Belovim laboratorijama 2. avgusta 1927. Herold Blek je naporno radio na smanjenju izobličenja u repetitoru pojacavaca koji se koristio za prenos telefonskog signala. Harold je predao zahtjev za patentiranje svog izuma u američki patentni zavod U. S. Patent Ofis 8. avgusta 1928, gdje će i ostati i čekati na red više od devet godina da bi bio izdat. Blek je kasnije napisao: „Jedan od razloga zašto se toliko čekalo na izdavanje patenta za moj izum je taj što U. S. Patent Ofis nije verovala da će moj pronalazak uopšte funkcionisati“.
[уреди] Armstrongov oscillator
Armstrongov oscilator je nazvan je po Edvinu H.Armstrongu, koji ga je konstruisao. Koristi se kao lokalni oscilator u prijemnicima, kao izvor u signalnim generatorima i kao RF oscilator u rangu srednjih i visokih frekvencija. Spada u grupu oscilatora koji daju sinusoidalan signal.
- najčešće korišćena šema*
[уреди] Hartli oscilator
Hartli oscilator je izmislio Ralf V.L Hartli dok je radio za istraživačku labaratoriju Western Electric Company. Hartli je izumio i patentirao dizajn 1915 godine, dok je nadgledao Bel sistem transatlanskih radiotelefonskih testova. Godine 1946. Hartli je dobio IRE Orden časti, za svoja rana istraživanja u oblasti oscilatornih kola,upotrebi triode,kao i za znanje i jasno izlaganje osnovnih odnosa između ukupne količine informacija koje mogu da se prenose preko prenosnog sistema, ograničenog propusnog opsega i vremena koje je potrebno za taj prenos.
[уреди] Kolpicov (Colpitts) oscilator
Kolpicov oscilator je nazvan po svom pronalazaču Edvin H.Colpitts....Ovo je jedan od brojnih projekata za elektronska oscilatorna kola kod kojih se koristi kombinacija induktivnosti sa kapacitivnoscu,za određivanje frekfencije,zbog čega se još i naziva LC oscilator.Ono po čemu se Kolpicovo kolo izdvaja jeste što je povratna informacija signala preuzeta iz naponskog dijelitelja,koji cine 2 kondenzatora vezana u seriju.Jedna od ključnih karakteristika ovog tipa oscilatora je njegova jednostavnost(treba samo jedan kalem). Kolpic dobija US patent 1624537 za ovo kolo.
[уреди] Wien bridge oscilator
Wien bridge oscilator je vrsta elektronskog oscilatora koji generiše sinusne talase. Može da generiše širok spektar frekfencija. Kolo se zasniva na električnoj semi originalno razvijenoj od strane Maks Wien-a 1981 godine.Most se sastoji od cetri otpornika i dva kondenzatora. Bio je predviđen kao pozitivni, povratni sistem informacija u kombinaciji sa pojasnim filtrom.Wien nije imao sredstava, tako da nije realizovan. Moderno kolo je napravljeno 1939 od strane Vilijam Hewlett-a sa Stenford univerziteta, direktora kompanije Hewlett zajedno sa suosnivacem kompanije Hewlett-Packard,David Packard-om. Njihov prvi proizvod je HP200A, precizni sinusni oscilator zasnovan na Wien mostu. 200A je bio jedan od prvih instrumenata koji je mogao da proizvede tako male distorzije.
[уреди] Kvarcni oscilatori
Piezoelektricitet je prvi otkrio Žak i Pierre Curie 1880 godine. Pol Langevin je prvi istražio kvarcni rezonator za upotrebu eho efekta tokom Prvog svijetskog rata. Prvi kristalom kontrolisani oscilator, koristeći kristal Rochelle soli napravljen je 1917 a patentiran 1918 godine od strane Aleksander M. Nicholson-a u Bel Telephone Labaratories.Njegov pronalazak je osporio Valter Guyton Cady. Cady je napravio prvi kvarcni kristalni oscilator 1921 godine. Drugi pioniriu istraživanju kvarcnog kristalnog oscilatora su G.W. Pierce i Luis Essen. Kvarcni kristalni oscilatori su napravljeni za visoko stabilne frekfencijske reference,tokom 1920-tih i 1930-tih. Do 1926 kvarcni oscilatori su korišćeni za kontrolu frekfencije radio ćelije,i bili su popularni kod radio amatera. Jedna od upotreba kvarcnog kristalnog oscilatora je kod satova. Iako je kristalni oscilatori i dalje koriste kvarcne kristale,sve je veći broj uređaja koji koriste neke druge materijale,kao što su keramički rezonatori.
[уреди] PLL kolo
Automatska sinhronizacija elektronskih oscilatora je krenula 1923 godine. Najranija istraživanja vezana za PLL petlju se javljaju 1932 godine, kada su Britanski istraživači razvili alternativu Edvin Armstrong-ovom superheterodinskom prijemniku,sa homodinskim ili prijemnikom direktne konvercije. Kod Homodinskih sistema, lokalni oscilator je bio podešen na željenu ulaznu frekfenciju, i pomnožen sa ulaznim signalom. Rezultujući izlazni signal, zahtijeva orginalnu modulaciju informacije. Namjera je bila da se razvije alternativno kolo prijemnika koji zahtijeva manje podešeno kolo nego superheterodinski prijemnik. Pošto lokalni oscilator brzo odgovara na promjenu frekfencije,automatska korekcija signala bi bila dodata oscilatoru, koji bi održavao istu fazu i frekfenciju koja bi odgovarala željenom signalu.
Tehnika je opisana 1932 godine u radu Henri de Bellesicize u Francuskom listu L’Onde Électrique.
[уреди] Negativna otpornost
Prvo kolo negativne impedanse je napravio Džon G Linvill 1953 godine.
kolo negativne otpornosti
[уреди] Elektronski filtri
Najstariji oblici elektronskih filtara su analogni pasivni linearni filtri, konstruisani koristeći samo otpornike i kondenzatore ili samo otpornike i kalemove. Poznati su kao RC odnosno RL jednopolni filtri. Mnogo poznatiji LC filtri su egzistirali mnogo godina, i njihov rad je bio zadovoljavajući. Hibridni filtri su takođe mogući, obično uključuje kombinaciju analognih pojacavaca sa mehaničkim rezonatorom. Uz sve veću upotrebu digitalne obrade signala, digitalni aktivni filtri su postali uobicajni.
