HREF="node1_1.html">
Következő : Első fejezet
Eloző: Tartalomjegyzék
Mik az elektronikus áramkörök?
Elektronikus alkatelemek (elektroncső, tranzisztor, speciális
félvezetők, stb.) és lineáris hálózati elemek kombinációi, egy
feladat megoldására célszerűen összeválogatva, összehangolva.
Az áramköröket az alkatelemek, valamint az összekötésüket
definiáló gráf együttese szabja meg.
Mikor kezdődött az elektronika?
Az elektronika lényegében az elektroncső felfedezésével indult
(1907). Ez olyan eszköz volt, amelyik erősített, és működési sebessége
lehetővé tette igen nagy frekvenciák előállítását, illetve igen rövid
időintervallumok mérését, kezelését is.
Hogyan fejlődtek az elektronikus áramkörök?
A század harmincas éveinek végére létrejöttek a hangfrekvenciás és
rádiófrekvenciás erősítők, kezdtek egyértelművé válni a visszacsatolt
áramkörök tulajdonságai. Röviden: a rádiózás felfedezésének,
elterjedésének örömét élte át az emberiség.
A második világháború nagy kihívása a katonai szempontból extrém
fontosságú radar rendszerek kifejlesztése, alkalmazása volt. Ennek
kapcsán jöttek létre az impulzustechnikai áramkörök.
Ezek az áramkörök nagyon hasznosnak bizonyultak a háború után
meginduló televíziózás szempontjából is. Természetesen ez a szakma is
nagyon sok új áramkörhöz, megoldáshoz vezetett.
Meg kell említeni a II. Világháború alatt elkezdett intenzív
nukleáris kutatásokat is. Ezek számos - ma is használatos - ötlettel
járultak hozzá az elektronikus méréstechnika megteremtéséhez.
Az elektronika számára az igazi nagy lépést a tranzisztor
felfedezése jelentette (1948). Ezzel sikerült az áramkörök
teljesítmény-igényét radikálisan csökkenteni, így új utakra térni.
Az áramkörök integrálásának lehetőségét az alkalmazott
félvezető-fizika teremtette meg. Így mód nyílt eleddig
elképzelhetetlenül bonyolult áramkörök megbízhatóan működő példányainak
nagysorozatban való előállítására.
A II. Világháború alatt/után kezdődött a digitális számítógépek
tervezése, gyártása, elterjedése. E gépek mind áramköri, mind
koncepcionális szempontból igen sokat fejlesztettek az elektronikán. A
komputerek jelentőségét igazában ma még pontosan nem is tudjuk felmérni.
Jókora lendületet adott az elektronika fejlődésének a rakéták
vezérlése, az űrprogramok indítása is.
A közelmúlt évtizedek népszerűvé váló közhasznú elektronikus
berendezései mellett az ipari folymatok műszerezési igényei, vezérlési
feladatai is jelentősen növelték az elektronikus áramkörök számát,
jelentőségét.
Mitől fejlődik az elektronika?
Erre a kérdésre nagyon nehéz válaszolni, csak néhány fontosabb
motívumot lehet felsőrolni:
-- a fizikusok (alap és alkalmazott kutatók) igyekezete valami újat
kitalálni;
-- a villamosmérnökök és tervezők törekvése, hogy olyat hozzanak
létre, ami használható és ami gyakorlati probléma megoldására való;
-- a vállalkozók és managerek makacs akarása, hogy a piac
befolyásolásával új igényeket keltsenek;
-- a társadalmak által a hadiiparba beruházott megszámlálhatatlan
pénz-milliárdok.
Kinek kellenek elektronikus ismeretek?
Mindenkinek, aki a környezetét csak egy kicsit is szeretné
megérteni. Mindenkinek, akinek szellemi igényei messzebre terjednek,
minthogy tudja, melyik gombot kell megnyomnia, ha....
Miért kell a fizikusoknak ismerni az elektronikus áramköröket?
A mai kisérleti fizikusok tonnányi elektronikus berendezések
vezérlő urai. Jaj annak, aki nem ismeri rabszolgái lelkét!
Az elméleti fizikusok sem nélkülözhetik a számítógépeket. Persze,
ha valakit kielégít az, hogy tudja, hogy odabenn szorgos törpék
rágcsálják a biteket, akkor neki nincs szüksége elektronikus
ismeretekre.
Amit a kezemben tartok, az jegyzet, vagy tankönyv?
Kifejezetten egyetemi jegyzet, amelyik egy meghatározott
előadáshoz kötődik, és befogadásra kész, intelligens olvasókat tételez
fel. Azok számára készült, akik az előadást hallgatták, akik az
előadáshoz tartozó tantermi gyakorlatokon is részt vettek.
A jegyzet lakonikus rövidségű, szószátyárnak aligha nevezhető. Nem
tankönyv, legalább is abban az értelemben, hogy egy sikeres szorzás
utáni megkönnyebülésre nem szán rá egy egész bekezdést.
Mit tartalmaz ez a jegyzet?
Tulajdonképpen azt az utat mutatja be, hogyan lehet eljutni a
magányos tranzisztortól a komputerig, amelyikben már "nyüzsögnek" a
félvezető elemek. Természetesen ennek a hosszú útnak csak a
legfontosabb állomásaira tudunk csak röpke pillantásokat vetni.
Nagyon sok érdekes áramkör került bele a jegyzetbe, amelyeket
nemcsak hasznosságuk miatt érdemes ismerni, hanem azért is, mert
érdekesek, szellemesek, mondhatnánk "szépek".
Mindig az alkatelemek fizikai tulajdonságaiból indulunk ki. Az
áramkörök működésének megértését tekintjük célnak, nem pedig az esetleg
sokkal precízebb képet nyújtó matematikai elemzést.
Mennyire "általános" ez az elektronika?
A nagylélegzetű általános célú elektronika könyvek sokkal több
áramkört és elvet taglalnak, részleteznek. Az egyes fejezetek arányai
is mások.
Mindez abból fakad, hogy ez a jegyzet fizikusoknak - pontosabban
természettudományokkal intenzíven foglalkozóknak - készült. Őket
próbálja úgy "deformálni", hogy az elektronikus méréstechnika
hétköznapi gyakorlása közben minél kevesebb tudáshiány-érzetük legyen.
Ha mindezt megtanulom, már "profi" leszek?
Sajnos nem. Az elektronikus áramkörök igazi, professzionális
fejlesztői a villamosmérnökök. Az ő képzésük nagyon sokkal több
részletre és alapelvre terjed ki.
Azonban azt is látni kell, hogy elég sok fizikus tudott
beilleszkedni elektronikus fejlesztői munkakörbe. Jelentősebb
társadalmi mozgások idején nagy értéket jelenthet minden olyan ismeret,
amelyik a virágzó szakmák valamelyikéhez kötődik. Az elektronika
mindenképpen ilyen.
Nehéz tantárgy az elektronika?
Erre a kérdésre nem lehet egyértelmű választ adni. Vannak olyanok,
akik eléggé könnyen tanulják, de olyanok is, akik ebből a szempontból
"botfülűek". Ők természetesen elég sokat szenvednek.
A tantárgynak kétségtelenül van sajátos karaktere: bizonyos dolgok
csak kíméletlenül precízen kezelhetők, másrészt pedig állandóan
elhanyagolásokat kell tennünk. E két szélsőség közötti egyensúly
megértését, megérzését kell megtanulni, megszokni.
Elméleti vagy gyakorlati tantárgynak kell tekinteni?
Ennek is, annak is. Az elektronika ismeretek itt leírt anyaga
gyakorlat által favorizált megoldásokra épül. A cél természetesen
gyakorlatban használható ismeretek közlése, azok elvi, gondolati
hátterének bemutatása. A legzseniálisabb áramköri ötlet is csak azzal
igazolható, ha működik. Sok ragyogó elmeszülemény halálát okozta már
az, hogy "az elektronok jobban tudják az elektronikát".
Hol találhatok további szakirodalmat?
A hazai műszaki könyvkiadás időnként előrukkol egy egy érdekes
kötettel, vagy sorozattal. Ezek azonban elég hamar eltűnnek a
könyvesboltok polcairól - emiatt nehéz bármit javasolni. Általános
célú, alapozó elektronika könyvből határozottan hiány van.
Fel kell azonban hívni a figyelmet két könyvre. Az egyik magyarul
is hozzáférhető: Tietze-Schenk: Analóg és digitális áramkörök, (Műszaki
Könyvkiadó, 1990. negyedik kiadás). A másik: Horovitz-Hill: The Art of
Electronics, (Cambridge University Press, 1989) - ez utóbbi a nyugati
egyetemek kedvenc elektronika könyve, amolyan "biblia".
Mindkét könyv eléggé terjedelmes: az elsőként említett 800, a
második 1200 oldalas.
Segít-e a számítógép az elektronika tanulásában, megértésében?
Igen, nagyon sokat. Az eléggé elterjedtnek tekinthető IBM-PC-hez
ugyanis számos program érhető el, amelyek kifejezetten értékesek
ebből a szempontból.
A DERIVE program az egzakt számításokat könnyíti meg. Segít az
áramköri egyenletek megoldásában, frekvenciakarakterisztikák
számításában, ábrázolásában.
A TINA áramkörszimuláló program elsősorban analóg áramköri
elrendezések részletes vizsgálatára való. Könnyen, gyorsan lehet
látványos eredményeket produkálni vele.
A DSPLAY program eredetileg digitális jelfeldolgozási feladatok
szimulálására szolgál. Kitűnően használható ezen felül átfogó elvek
illusztrálására.
E programok kezelését meg kell tanulni, velük példákat kell
megoldani.