|
Оглавление
Предисловие
Вы приступаете к изучению предмета, непосредственно связанного с Вашей будущей специальностью, – техника по эксплуатации оборудования связи и вещания, в состав которого входит аппаратура, содержащая электронные приборы и усилители, построенные на их основе. Для того чтобы грамотно эксплуатировать эту аппаратуру, уметь отыскивать и устранять неисправности, совершенствовать ее, техник связи должен хорошо знать устройство и особенности работы электронных приборов и усилителей. Учебник отличается от других книг по данному предмету тем, что не только сообщает определенную информацию, но еще и учит. Для того чтобы понять содержание каждого параграфа учебника, прежде всего необходимо научиться выделять его основную идею, поскольку умение выделить главную мысль – один из важнейших показателей настоящего понимания текста. В каждом параграфе, знакомясь с новыми понятиями, постарайтесь их осмыслить, запомнить, и Вы овладеете новым языком – языком электроники, который поможет войти в мир электроники, – основу прогресса современной техники. Обратите особое внимание на изучение электронных схем. Умение грамотно читать схемы необходимое условие для того, чтобы стать квалифицированным специалистом. В первой части учебника описаны различные электронные приборы. Хотя они и разные по принципу действия, устройству, назначению, тем не менее у всех у них есть общее: во всех электронных приборах производится управление потоком заряженных частиц с целью преобразования одного вида электрического тока в другой, одного вида энергии в другой, т.е. преобразование переменного тока в постоянный, постоянного тока в переменный, электрической энергии в световую, световой энергии в электрическую. У всех электронных приборов, которые Вы будете изучать, одна и та же логическая структура изложения в учебнике: способы создания потока заряженных частиц, методы управления этим потоком, характеристики управления, т.е. графически выраженные зависимости между управляемым потоком заряженных частиц и управляющим воздействием на этот поток, параметры управления, т.е. наиболее существенные свойства, которые приобретает электронный прибор в результате управления. Запомните эту структуру, и это 'поможет самостоятельно изучать каждый новый прибор, сравнивать приборы между собой. Вторая часть учебника посвящена электронным усилителям, принципам и схемам усиления электрических сигналов с помощью электронных приборов. В этой части постарайтесь также усвоить логическую структуру изучения работы электронных усилителей: сущность процесса усиления, основные качественные и количественные показатели усилителей, реализация этих показателей в различных типах усилителей, пути улучшения качественных и количественных показателей в различных схемах усилителей. Особое внимание обратите на последние главы: интегральные микросхемы и усилители на интегральных микросхемах. В настоящее время это наиболее перспективные устройства. С целью самопроверки в учебнике помещены контрольные вопросы. Постарайтесь ответить на эти вопросы, чтобы убедиться в том, что Вы, действительно усвоили содержание данного параграфа или главы. Введение, предисловие, главы 4, 5, 6, 7, 9, 11, 15, 16, 19, 20 написаны Ф.И.Вайсбурдом, главы 1, 2, 3 – Г.А.Панаевым, главы 8, 10, 12, 13, 14, 17, 18 – Б.Н.Савельевым. Введение
Электронные приборы – устройства, принцип действия которых основан на использовании явлений, связанных с управлением потоками заряженных частиц. В зависимости от среды, в которой происходит управление, электронные приборы делят на электровакуумные, газоразрядные, полупроводниковые. В настоящее время трудно назвать такую отрасль народного хозяйства, в которой в той или иной степени не применялась бы электроника. Космические и авиационные летательные аппараты, атомная техника, все виды транспорта, медицина, биология, астрономия, физика, машиностроение используют электронику во все нарастающих масштабах. Колоссальную роль в развитии технического прогресса оказало создание ЭВМ, в которых наиболее полно используются все новейшие достижения электроники. Устройства связи и вещания, телевизионные передатчики и приемники, аппаратура передачи и приема радиовещания, телеграфная аппаратура, электронные и квазиэлектронные АТС, аппаратура междугородней телефонной связи – все они созданы на основе применения электронных приборов. Рассмотрим кратко историю создания и развития электронных приборов. Следует иметь в виду, что история создания электронных приборов – это не случайный процесс, а закономерность, связанная с необходимостью в них бурно развивающихся промышленности, средств связи, транспорта. Новые электронные приборы возникали тогда, когда существовавшие приборы уже не могли удовлетворять растущим к ним требованиям и становились в каком-то смысле тормозом на пути технического прогресса. Основой для создания первых электронных приборов явились изобретение в 1872 г. известным русским электротехником А.Н.Лодыгиным электрической лампы накаливания и открытие американским исследователем Т.А.Эдисоном в 1883 г. явления испускания электронов накаленным проводником. В 1904 г. английским ученым Д.А.Флемингом была создана первая электронная лампа – диод. Эта лампа, как Вы в этом убедитесь, имела ограниченные возможности, например не могла усиливать электрические сигналы, и поэтому постепенно совершенствовалась. Вскоре новые электронные лампы-триоды, дали возможность усиливать и генерировать электрические сигналы. Первые электронные лампы в России начали создаваться в 1914–1915 гг. Н.Д.Папалекси и М.А.Бонч-Бруевичем. После Великой Октябрьской социалистической революции Нижегородская радиолаборатория, созданная по инициативе В.И.Ленина, добилась больших успехов в деле создания новых и совершенствования существующих электронных приборов. Параллельно с электронными лампами шло создание и Других видов электронных приборов. В 1897 г. была создана первая электронно-лучевая трубка с холодным катодом. В 1907 г. профессор Петербургского технологического института Б.Л.Розинг предложил применить электронно-лучевую трубку для приема телевизионного изображения. Большое значение для создания фотоэлектронных приборов имело открытие основных законов фотоэлектрического эффекта в 1888 г. А.Г.Столетовым – крупным русским физиком. В 20-е и 30-е годы эти приборы совершенствовались и на их основе создавались все более сложные устройства. В 40-е годы, когда появились первые ЭВМ, а также сложные устройства связи, содержащие тысячи ламп, особенно заметно стали проявляться основные недостатки аппаратуры – большие габаритные размеры, масса, значительное потребление энергии, малый срок службы. Потребовались новые электронные приборы, которые могли бы выполнять те же функции, что и лампы, но лишенные этих недостатков. В 1948 г. У.Браттейн, Дж.Бардин и У.Шокли создали транзисторы, обладающие большими преимуществами по сравнению с электронными лампами по габаритным размерам, массе, потреблению энергии, сроку службы. Началось бурное развитие полупроводниковой техники: 1952 г. – появляется полевой транзистор; 1959 г. – создан тиристор, переключающий полупроводниковый прибор, который в основном заменил многие виды газоразрядных приборов; 1960 г. – полевой транзистор усовершенствован, открыты МДП-транзисторы. Не прошло и 10–15 лет после создания первых транзисторов, как появилась электронная аппаратура, которая содержала порой десятки, а то и сотни тысяч транзисторов и других полупроводниковых приборов. Снова возникла проблема уменьшения габаритных размеров, массы, потребления энергии, надежности соединения элементов схемы между собой. В начале 60-х годов появляются интегральные микросхемы, в которых за счет новых конструктивных, схемотехнических, а главным образом технологических методов удалось резко уменьшить габаритные размеры, массу, потребление энергии и значительна повысить надежность. В настоящее время ведутся интенсивные работы по созданию больших интегральных микросхем, содержащих до десятков и сотен тысяч транзисторов в одной микросхеме. Приборы, в которых сочетаются электрические и оптические явления, построенные на принципе преобразования электрической энергии в световую и обратно, появились в 70-е годы и получили название оптоэлектронных приборов. Без всякого сомнения, последующие годы должны ознаменоваться новыми открытиями в области элементной базы электроники. Одним из наиболее важных применений электронных приборов является усиление электрических сигналов, т.е. увеличение их мощности, амплитуды тока или напряжения до заданной величины. Эту задачу А.С.Попов поставил еще в 1903 г. перед одним из первых отечественных специалистов – В.И.Коваленковым. Однако на базе существующих тогда диодов эта задача не могла быть решена. Только после появления электронных ламп, содержащих, в отличие от диода, еще третий электрод – управляющую сетку, В.И.Коваленков сумел создать требуемый усилитель, который применил впервые в мире для увеличения дальности телефонной связи. Основатель уже упоминавшейся Нижегородской радиолаборатории М.А.Бонч-Бруевич заложил основы теории работы электронных усилителей, впервые предложив идею замены электронной лампы эквивалентным генератором переменного тока или напряжения, что служит основой анализа усилительных схем и по сей день. Начиная с 20-х годов в нашей стране усиленно проводится радиофикация, создается сеть проводного вещания, что требует создания мощных усилителей, и, следовательно, разработки их теории и методики расчета. В 30-е годы в связи с развитием телевидения и радиолокации были разработаны широкополосные усилители. В конце 30-х годов начали разрабатывать многоканальные системы телефонной связи, которые потребовали разработки специальных мер для уменьшения искажений, приводящих к взаимным помехам для отдельных телефонных разговоров. Для борьбы с искажениями были разработаны схемы отрицательной обратной связи. В настоящее время усилительные устройства развиваются во многих направлениях – расширяется диапазон усиливаемых частот, увеличивается выходная мощность, улучшаются качественные показатели. Громадные перспективы в развитии усилительных устройств открывает применение интегральных микросхем. XXVII съезд КПСС наметил широкую программу по ускорению научно-технического прогресса, ведущим звеном которого является применение электронно-вычислительной техники, автоматизированных электронных систем управления. Большое внимание в ней уделено развитию и совершенствованию техники связи и телевидения. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||