แนวคิดเรื่องวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ ขั้นตอนของการพัฒนาวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์ หลักการพื้นฐานของการส่งและรับข้อมูล

ประวัติและพัฒนาการของวิศวกรรมวิทยุ

สาขาวิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์เป็นทฤษฎีและการปฏิบัติเกี่ยวกับการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อิออน และเซมิคอนดักเตอร์ในอุปกรณ์ ระบบ และการติดตั้งสำหรับพื้นที่ต่างๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ ความยืดหยุ่นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ความเร็วสูง ความแม่นยำ และความไวเปิดโอกาสใหม่ในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมากมาย

วิทยุ (จากภาษาละติน "radiare" - เพื่อเปล่ง, เปล่งรังสี) -

1) วิธีการส่งข้อความแบบไร้สายในระยะไกลโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (คลื่นวิทยุ) คิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A.S. โปปอฟในปี พ.ศ. 2438;

2). สาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เป็นรากฐานของวิธีการนี้ และการนำไปใช้ในการสื่อสาร การกระจายเสียง โทรทัศน์ สถานที่ ฯลฯ

วิทยุตามที่กล่าวไว้ข้างต้นถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย Alexander Stepanovich Popov วันที่ประดิษฐ์วิทยุถือเป็นวันที่ 7 พฤษภาคม พ.ศ. 2438 เมื่อ A.S. โปปอฟจัดทำรายงานต่อสาธารณะและสาธิตการทำงานของเครื่องรับวิทยุของเขาในการประชุมภาควิชาฟิสิกส์ของสมาคมเคมีกายภาพรัสเซียในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

การพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายหลังการประดิษฐ์วิทยุสามารถแบ่งได้เป็น 3 ระยะ คือ ระยะวิทยุโทรเลข วิศวกรรมวิทยุ และระยะของอิเล็กทรอนิกส์นั่นเอง

ในช่วงแรก (ประมาณ 30 ปี) วิทยุโทรเลขได้รับการพัฒนาและมีการพัฒนารากฐานทางวิทยาศาสตร์ของวิศวกรรมวิทยุ เพื่อให้การออกแบบเครื่องรับวิทยุง่ายขึ้นและเพิ่มความไวจึงมีการพัฒนาและการวิจัยอย่างเข้มข้นในประเทศต่าง ๆ เกี่ยวกับเครื่องตรวจจับการสั่นความถี่สูงที่ง่ายและเชื่อถือได้ประเภทต่างๆ - เครื่องตรวจจับ

ในปีพ. ศ. 2447 มีการสร้างหลอดไฟสองขั้ว (ไดโอด) ตัวแรกซึ่งยังคงใช้เป็นเครื่องตรวจจับการสั่นของความถี่สูงและวงจรเรียงกระแสของกระแสความถี่ทางเทคนิคและในปี 1906 เครื่องตรวจจับคาร์บอรันดัมก็ปรากฏขึ้น

มีการเสนอหลอดไฟสามขั้ว (ไตรโอด) ในปี พ.ศ. 2450 ในปี พ.ศ. 2456 ได้มีการพัฒนาวงจรสำหรับตัวรับการสร้างใหม่ของหลอดไฟและได้รับการสั่นทางไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องโดยใช้ไตรโอด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ทำให้สามารถเปลี่ยนสถานีวิทยุประกายไฟและอาร์คด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหลอดได้ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาวิทยุโทรศัพท์ได้จริง การนำหลอดสุญญากาศเข้าสู่วิศวกรรมวิทยุได้รับการอำนวยความสะดวกในสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2456 ถึง พ.ศ. 2463 เทคโนโลยีวิทยุกลายเป็นเทคโนโลยีหลอด

หลอดวิทยุชุดแรกในรัสเซียผลิตโดย N.D. Papaleksi ในปี 1914 ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก เนื่องจากขาดการปั๊มที่สมบูรณ์แบบ พวกเขาจึงไม่ใช่สุญญากาศ แต่เต็มไปด้วยแก๊ส (มีสารปรอท) หลอดรับและขยายสุญญากาศหลอดแรกผลิตขึ้นในปี 1916 โดย M.A. บอนช์-บรูวิช. Bonch-Bruevich ในปี 1918 เป็นผู้นำการพัฒนาเครื่องขยายเสียงในประเทศและหลอดวิทยุกำเนิดที่ห้องปฏิบัติการวิทยุ Nizhny Novgorod จากนั้นสถาบันวิศวกรรมวิทยาศาสตร์และวิทยุแห่งแรกในประเทศก็ถูกสร้างขึ้นโดยมีโครงการดำเนินการมากมายซึ่งดึงดูดนักวิทยาศาสตร์ที่มีความสามารถและผู้ที่ชื่นชอบวิศวกรรมวิทยุรุ่นเยาว์จำนวนมากให้มาทำงานในสาขาวิทยุ ห้องปฏิบัติการ Nizhny Novgorod กลายเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยุอย่างแท้จริง เกิดในสาขาวิศวกรรมวิทยุหลายแห่งซึ่งต่อมาได้กลายเป็นส่วนอิสระของวิทยุอิเล็กทรอนิกส์

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2462 การผลิตหลอดอิเล็กตรอน RP-1 อย่างต่อเนื่องได้เริ่มขึ้น ในปี 1920 Bonch-Bruevich เสร็จสิ้นการพัฒนาโคมไฟเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องแรกของโลกที่มีขั้วบวกทองแดงและระบบระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีกำลังสูงถึง 1 kW และในปี 1923 - ด้วยกำลังสูงถึง 25 kW ที่ห้องปฏิบัติการวิทยุ Nizhny Novgorod O.V. Losev ในปี 1922 ค้นพบความเป็นไปได้ในการสร้างและขยายสัญญาณวิทยุโดยใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เขาสร้างเครื่องรับแบบไม่มียางใน - Kristadin อย่างไรก็ตาม ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ยังไม่มีการพัฒนาวิธีการผลิตวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ และสิ่งประดิษฐ์ของเขายังไม่แพร่หลาย

ในช่วงที่สอง (ประมาณ 20 ปี) วิทยุโทรเลขยังคงพัฒนาต่อไป ในเวลาเดียวกัน วิทยุโทรศัพท์และวิทยุกระจายเสียงได้รับการพัฒนาและใช้กันอย่างแพร่หลาย และสร้างการนำทางด้วยวิทยุและการระบุตำแหน่งด้วยวิทยุ การเปลี่ยนจากวิทยุโทรศัพท์ไปสู่การประยุกต์ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในด้านอื่น ๆ เป็นไปได้ด้วยความสำเร็จของเทคโนโลยีไฟฟ้าสุญญากาศซึ่งเชี่ยวชาญการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไอออนต่างๆ

การเปลี่ยนจากคลื่นยาวไปเป็นคลื่นสั้นและปานกลาง รวมถึงการประดิษฐ์วงจรซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ จำเป็นต้องใช้หลอดไฟที่ก้าวหน้ากว่าไตรโอด

ในปีพ. ศ. 2467 ได้มีการพัฒนาโคมไฟที่มีฉนวนซึ่งมีสองกริด (tetrode) และในปี พ.ศ. 2473 - 2474 - เพนโทด (โคมไฟที่มีสามกริด) หลอดอิเล็กทรอนิกส์เริ่มผลิตด้วยแคโทดที่ให้ความร้อนทางอ้อม การพัฒนาวิธีการพิเศษในการรับสัญญาณวิทยุจำเป็นต้องมีการสร้างหลอดมัลติกริดชนิดใหม่ (การผสมและการแปลงความถี่ในปี พ.ศ. 2477 - 2478) ความปรารถนาที่จะลดจำนวนหลอดไฟในวงจรและเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทำให้เกิดการพัฒนาหลอดไฟแบบรวม

การพัฒนาและการใช้คลื่นสั้นเกินขีดนำไปสู่การปรับปรุงหลอดอิเล็กทรอนิกส์ที่รู้จัก (หลอดชนิดโอ๊ก, ไตรโอดโลหะเซรามิกและหลอดบีคอนปรากฏขึ้น) รวมถึงการพัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้าสุญญากาศด้วยหลักการใหม่ของการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอน - แมกนีตรอนหลายช่อง , klystrons, ท่อคลื่นเคลื่อนที่ ความสำเร็จของเทคโนโลยีสุญญากาศไฟฟ้าเหล่านี้นำไปสู่การพัฒนาเรดาร์ ระบบนำทางด้วยวิทยุ การสื่อสารทางวิทยุหลายช่องสัญญาณแบบพัลซ์ โทรทัศน์ ฯลฯ

ในเวลาเดียวกันก็มีการพัฒนาอุปกรณ์ไอออนที่ใช้การปล่อยอิเล็กตรอนในก๊าซ วาล์วปรอทซึ่งประดิษฐ์ขึ้นในปี 1908 ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมาก แกสตรอน (พ.ศ. 2471-2472), ไทราตรอน (พ.ศ. 2474), ซีเนอร์ไดโอด, หลอดนีออน ฯลฯ ปรากฏขึ้น

การพัฒนาวิธีการส่งภาพและอุปกรณ์ตรวจวัดนั้นมาพร้อมกับการพัฒนาและปรับปรุงอุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริกต่างๆ (โฟโตเซลล์, โฟโตมัลติพลายเออร์, หลอดส่งสัญญาณโทรทัศน์) และอุปกรณ์การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนสำหรับออสซิลโลสโคป, เรดาร์และโทรทัศน์

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา วิศวกรรมวิทยุกลายเป็นวิทยาศาสตร์วิศวกรรมอิสระ อุตสาหกรรมไฟฟ้าสุญญากาศและวิทยุมีการพัฒนาอย่างเข้มข้น มีการพัฒนาวิธีทางวิศวกรรมสำหรับการคำนวณวงจรวิทยุ และดำเนินการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ งานเชิงทฤษฎีและการทดลองอย่างกว้างขวาง

และช่วงสุดท้าย (60s-70s) คือยุคของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์นั่นเอง อิเล็กทรอนิกส์กำลังถูกนำมาใช้ในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และเศรษฐกิจของประเทศ เนื่องจากเป็นวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน อิเล็กทรอนิกส์จึงมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับฟิสิกส์ของวิทยุ เรดาร์ ระบบนำทางด้วยวิทยุ ดาราศาสตร์วิทยุ อุตุนิยมวิทยาวิทยุ สเปกโทรสโกปีวิทยุ คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีการควบคุม การควบคุมด้วยวิทยุในระยะไกล การวัดและส่งข้อมูลทางไกล อิเล็กทรอนิกส์วิทยุควอนตัม ฯลฯ

ในช่วงเวลานี้ การปรับปรุงเพิ่มเติมของอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้ายังคงดำเนินต่อไป มีการให้ความสนใจเป็นอย่างมากในการเพิ่มความแข็งแกร่ง ความน่าเชื่อถือ และความทนทาน โคมไฟไร้ฐาน (แบบนิ้ว) และโคมไฟขนาดเล็กได้รับการพัฒนาซึ่งทำให้สามารถลดขนาดของการติดตั้งที่มีโคมไฟวิทยุจำนวนมากได้

งานที่เข้มข้นยังคงดำเนินต่อไปในสาขาฟิสิกส์สถานะของแข็งและทฤษฎีของเซมิคอนดักเตอร์ วิธีการผลิตผลึกเดี่ยวของเซมิคอนดักเตอร์ วิธีการทำให้บริสุทธิ์ และการแนะนำสิ่งเจือปนได้รับการพัฒนา โรงเรียนโซเวียตของนักวิชาการ A.F. Ioffe มีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการพัฒนาฟิสิกส์เซมิคอนดักเตอร์

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แพร่กระจายอย่างรวดเร็วและแพร่หลายในช่วงทศวรรษที่ 50-70 ไปยังทุกพื้นที่ของเศรษฐกิจของประเทศ ในปีพ.ศ. 2469 ได้มีการเสนอเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้ากระแสสลับแบบเซมิคอนดักเตอร์ที่ทำจากคิวรัสออกไซด์ ต่อมามีวงจรเรียงกระแสที่ทำจากซีลีเนียมและคอปเปอร์ซัลไฟด์ปรากฏขึ้น การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีวิทยุ (โดยเฉพาะเรดาร์) ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองทำให้เกิดแรงผลักดันใหม่ในการวิจัยในสาขาเซมิคอนดักเตอร์ วงจรเรียงกระแสแบบจุดกระแสสลับไมโครเวฟที่ใช้ซิลิคอนและเจอร์เมเนียมได้รับการพัฒนา และต่อมามีไดโอดเจอร์เมเนียมระนาบระนาบปรากฏขึ้น ในปี 1948 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Bardeen และ Brattain ได้สร้างไตรโอดจุด-จุดเจอร์เมเนียม (ทรานซิสเตอร์) ซึ่งเหมาะสำหรับการขยายและสร้างการสั่นทางไฟฟ้า ต่อมาได้มีการพัฒนาซิลิคอนพอยต์ไตรโอดขึ้น ในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 ทรานซิสเตอร์แบบจุดจุดไม่ได้ถูกนำมาใช้จริงและประเภทหลักของทรานซิสเตอร์คือทรานซิสเตอร์แบบระนาบซึ่งผลิตครั้งแรกในปี 1951 ภายในสิ้นปี 1952 tetrode ความถี่สูงแบบระนาบ ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็ก และอื่น ๆ มีการเสนอประเภทของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ในปี พ.ศ. 2496 ได้มีการพัฒนาทรานซิสเตอร์แบบดริฟท์ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา กระบวนการทางเทคโนโลยีใหม่สำหรับการประมวลผลวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ วิธีการผลิตจุดเชื่อมต่อ p-n และอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้รับการพัฒนาและศึกษาอย่างกว้างขวาง ในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 นอกเหนือจากทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมและซิลิคอนระนาบและดริฟท์แล้ว อุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้คุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเช่น ไดโอดอุโมงค์ อุปกรณ์สวิตชิ่งสี่ชั้นที่ควบคุมและควบคุมไม่ได้ โฟโตไดโอดและโฟโตทรานซิสเตอร์ วาริแคป เทอร์มิสเตอร์ ฯลฯ .

การพัฒนาและปรับปรุงอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์มีลักษณะเฉพาะคือการเพิ่มความถี่ในการทำงานและการเพิ่มพลังงานที่อนุญาต ทรานซิสเตอร์ตัวแรกมีความสามารถที่จำกัด (ความถี่ในการทำงานสูงสุดประมาณหลายร้อยกิโลเฮิรตซ์และกำลังการกระจายประมาณ 100 - 200 มิลลิวัตต์) และสามารถทำหน้าที่บางอย่างของหลอดสุญญากาศได้เท่านั้น สำหรับช่วงความถี่เดียวกันจะมีการสร้างทรานซิสเตอร์ที่มีกำลังสิบวัตต์ ต่อมามีการสร้างทรานซิสเตอร์ที่สามารถทำงานที่ความถี่สูงถึง 5 MHz และกำลังกระจายประมาณ 5 W และในปี 1972 ก็มีการสร้างตัวอย่างทรานซิสเตอร์สำหรับความถี่ในการทำงาน 20 - 70 MHz ด้วยกำลังกระจายถึง 100 W หรือมากกว่า. ทรานซิสเตอร์กำลังต่ำ (สูงถึง 0.5 - 0.7 W) สามารถทำงานที่ความถี่สูงกว่า 500 MHz ต่อมาปรากฏว่าทรานซิสเตอร์ทำงานที่ความถี่ประมาณ 1,000 MHz ในเวลาเดียวกัน ได้มีการดำเนินการขยายช่วงอุณหภูมิในการทำงาน ทรานซิสเตอร์ที่สร้างจากเจอร์เมเนียมเริ่มแรกมีอุณหภูมิในการทำงานไม่สูงกว่า +55 ธ 70 ° C และอุณหภูมิที่ใช้ซิลิคอน - ไม่สูงกว่า +100 ธ 120 ° C ตัวอย่างของทรานซิสเตอร์แกลเลียมอาร์เซไนด์ที่สร้างขึ้นในภายหลังนั้นสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง +250 ° C และในที่สุดความถี่ในการทำงานก็เพิ่มขึ้นเป็น 1,000 MHz มีทรานซิสเตอร์คาร์ไบด์ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 350 °C ทรานซิสเตอร์และไดโอดเซมิคอนดักเตอร์มีความเหนือกว่าหลอดสุญญากาศหลายประการในช่วงทศวรรษที่ 70 และในที่สุดก็เข้ามาแทนที่จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในที่สุด

นักออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนซึ่งมีจำนวนส่วนประกอบแบบแอคทีฟและพาสซีฟนับหมื่นต้องเผชิญกับภารกิจในการลดขนาด น้ำหนัก การใช้พลังงาน และต้นทุนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ปรับปรุงลักษณะการทำงาน และที่สำคัญที่สุดคือบรรลุความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานสูง ปัญหาเหล่านี้แก้ไขได้สำเร็จด้วยไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของอิเล็กทรอนิกส์ที่ครอบคลุมปัญหาและวิธีการต่างๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการออกแบบขนาดเล็กจิ๋ว เนื่องจากการกำจัดส่วนประกอบที่แยกออกจากกันทั้งหมดหรือบางส่วน

แนวโน้มหลักในการลดขนาดจิ๋วคือ "การบูรณาการ" ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์เช่น ความปรารถนาที่จะผลิตองค์ประกอบและส่วนประกอบจำนวนมากของวงจรอิเล็กทรอนิกส์พร้อมกันซึ่งเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก ดังนั้นในบรรดาสาขาต่าง ๆ ของไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์แบบรวมซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นที่หลักของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่จึงกลายเป็นที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ปัจจุบันวงจรรวมขนาดใหญ่พิเศษถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ทั้งหมด โดยเฉพาะคอมพิวเตอร์ ฯลฯ ถูกสร้างขึ้นบนวงจรเหล่านี้

หนังสือมือสอง:

1. พจนานุกรมคำต่างประเทศ ฉบับที่ 9 สำนักพิมพ์ "ภาษารัสเซีย" 2522 ฉบับที่ - อ.: “ภาษารัสเซีย”, 2525 - 608 หน้า

2. วิโนกราดอฟ ยู.วี. “พื้นฐานของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์” เอ็ด ประการที่ 2 เพิ่ม ม., “พลังงาน”, 2515 - 536 น.

3. นิตยสารวิทยุ ฉบับที่ 12 พ.ศ. 2521

ประวัติและพัฒนาการของวิศวกรรมวิทยุ สาขาวิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์เป็นทฤษฎีและการปฏิบัติเกี่ยวกับการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อิออน และเซมิคอนดักเตอร์ในอุปกรณ์ ระบบ และการติดตั้งในด้านต่างๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ ความยืดหยุ่น

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโปรแกรมการศึกษา "วิทยุอิเล็กทรอนิกส์"

บันทึกบทเรียน

I. ช่วงเวลาขององค์กร

(สไลด์ 1)

สวัสดีตอนบ่ายพวกที่รัก! ฉันเป็นหัวหน้าสมาคมสร้างสรรค์สำหรับเด็ก "Radioelectronics" ของศูนย์การศึกษาเพิ่มเติมของเด็ก Sobolev I.V.

วันนี้ในชั้นเรียน ฉันอยากชวนคุณเดินทางระยะสั้นสู่โลกของวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์

ครั้งที่สอง ขั้นตอนการเตรียมการ

ลองนึกภาพ... ยุคหิน แล้วก็ยุคสำริด ศตวรรษที่ 19 เป็นยุคแห่งไอน้ำและไฟฟ้า แต่เวลาของเราเรียกว่าอะไรดี?

ยุคของอะตอม ไฟฟ้า การสื่อสาร โทรคมนาคม คอมพิวเตอร์... ยุคของเราไม่ใช่โดยไม่มีเหตุผล เรียกว่า ยุคของอะตอม ยุคอวกาศ ยุคของการสื่อสารและโทรคมนาคม...

เวลาผ่านไปกว่าร้อยปีเล็กน้อยนับตั้งแต่มีการประดิษฐ์วิทยุ แต่พยายามปล่อยให้คนสมัยใหม่ไม่มีวิทยุ โทรทัศน์ หรือคอมพิวเตอร์

(สไลด์ 2)

แต่ทุกอย่างเริ่มต้นง่ายๆ เมื่อกว่า 2.5 พันปีก่อน ชาวกรีกบรรยายปรากฏการณ์หนึ่งที่พวกเขาเข้าใจเท่านั้น ดึงดูดร่างที่บางเบาด้วยแท่งสีเหลืองอำพันและขนแกะที่ถูแล้ว พวกเขาเรียกปรากฏการณ์นี้ว่าไฟฟ้า (ในภาษากรีก อำพัน แปลว่า "อิเล็กตรอน") แต่ผู้คนทำให้อิเล็กตรอนทำงานเมื่อ 200 กว่าปีก่อนเล็กน้อย พลังงานรูปแบบใหม่ได้กลายเป็นสากลจนเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงชีวิตของเราที่ปราศจากไฟฟ้า

สาม. ส่วนสำคัญ

(สไลด์ 3)

- ไฟฟ้าคืออะไร? (นักเรียนตอบคำถาม)

ไฟฟ้าคือความสามารถในการถ่ายโอนพลังงานในระยะทางอันกว้างใหญ่ และวิธีการขนส่งที่ง่ายและสะดวกมาก ไม่ใช่ท่อที่มีไอน้ำร้อน ไม่ใช่ส่วนประกอบของถ่านหิน สิ่งที่คุณต้องมีคือตัวนำทองแดงหรืออะลูมิเนียมเพื่อให้คนงานอิเล็กตรอนหลายพันล้านคนมาถึงสถานที่ทำงานของพวกเขา

ไฟฟ้าคือความสามารถในการแบ่งพลังงานออกเป็นส่วนๆ และแจกจ่ายให้กับผู้บริโภคจำนวนมาก: เดินสายไฟเข้าไปในอพาร์ทเมนต์และใช้เท่าที่คุณต้องการ

ไฟฟ้าคือการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่ได้รับทันทีให้เป็นรูปแบบใดๆ ที่คุณต้องการ: แสง ความร้อน การเคลื่อนไหวทางกล สิ่งเหล่านี้ได้แก่ แหล่งกำเนิดแสงขนาดกะทัดรัด เรียบง่าย และสว่าง มอเตอร์ไฟฟ้าเชิงกลขนาดกะทัดรัด (ลองนึกภาพเครื่องยนต์เบนซินที่ติดตั้งในเครื่องบันทึกเทป) และอุปกรณ์และกระบวนการที่สำคัญที่สุดมากมายที่จะไม่มีอยู่จริงหากไม่มีไฟฟ้า (เครื่องเร่งอนุภาคอะตอม ทีวี คอมพิวเตอร์ ). กล่าวโดยสรุป ไฟฟ้ามีข้อดีเพียงพอที่จะแปลงพลังงานรูปแบบอื่นเป็นไฟฟ้าก่อน จากนั้นจึงทำการแปลงกลับด้านตามความจำเป็น

และพวกคุณคนไหนที่สามารถบอกฉันได้ว่าพลังงานประเภทใดที่คุณรู้จักในการผลิตไฟฟ้า หรือที่พูดถูกกว่านั้นคือกระแสไฟฟ้า? (นักเรียนตอบคำถาม)

สารหรือวัสดุใดนำกระแสไฟฟ้าได้

จอแสดงผลของอุปกรณ์....(โลหะ พลาสติก น้ำ คน....)

ดังนั้นบนพื้นฐานของเทคโนโลยีวิทยุที่พัฒนาอย่างรวดเร็วและการใช้ความสำเร็จของวิทยาศาสตร์มากมาย RADIO ELECTRONICS จึงเกิดขึ้นและในไม่ช้าก็กลายเป็นสิ่งจำเป็นในกิจกรรมของมนุษย์เกือบทั้งหมด

คำว่า "วิทยุอิเล็กทรอนิกส์" เป็นการรวมสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่หลากหลายที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการส่ง รับ และการแปลงข้อมูลโดยใช้การสั่นทางไฟฟ้าและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

(สไลด์ 4)

วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยวิศวกรรมวิทยุ อิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรรมแสงสว่าง และสาขาใหม่อีกมากมาย: เซมิคอนดักเตอร์และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ อะคูสติกอิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ

จัดแสดงผลงานที่ผลิตใน t/o....

อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ประเภทใด?

ดังนั้น: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุก็ควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนได้อย่างเชี่ยวชาญเช่นกัน

รายละเอียดมากมายถูกสร้างขึ้นเพื่อให้คุณสามารถมองเห็น ได้ยิน และแม้กระทั่งรู้สึกถึงพลังจากระยะไกล

ไมโครโฟนวิทยุ...(แสดงจริง)...

และทั้งหมดนี้คือความสามารถในการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอน

คุณรู้จักส่วนประกอบวิทยุอะไรบ้าง (นักเรียนตอบคำถาม)

โลกสมัยใหม่เต็มไปด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเราแต่ละคนควรมีความรู้ทักษะและความสามารถขั้นต่ำในการใช้เครื่องใช้ในครัวเรือนที่ซับซ้อน ทุกวันนี้ วิศวกรรมไฟฟ้าถูกนำมาใช้ทุกที่ ไม่ว่าจะเป็นนักบินและแพทย์ นักชีวเคมีและนักเศรษฐศาสตร์ นักโลหะวิทยา และนักดนตรี ก็สามารถพบเจอได้ และไม่ว่าคนๆ หนึ่งจะเลือกอาชีพไหน เขาก็ต้องเผชิญกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกที่ และทุกคนที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานได้จริงเข้าใจดีว่ากิจกรรมที่น่าพึงพอใจนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับคนทุกอาชีพ

(สไลด์ 5)

ในระหว่างชั้นเรียนที่สมาคมสร้างสรรค์ "Radioelectronics" จะมีการศึกษาองค์ประกอบวิทยุต่างๆ หลักการทำงาน และการใช้งาน รวมถึงวงจรรวมซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ นักศึกษาห้องปฏิบัติการสร้างและออกแบบของเล่นอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือ เรียนรู้การทำงานกับหนังสืออ้างอิงและวรรณกรรมทางเทคนิคพิเศษ และทำงานกับเครื่องมือวัด

อีกประเด็นหนึ่ง - การออกแบบวิศวกรรมวิทยุไม่เพียงแต่สอนเท่านั้น แต่ยังให้ความรู้อีกด้วย ทำให้บุคคลมีความฉลาด มีไหวพริบ สร้างสรรค์ รวบรวม ชัดเจน และเรียบร้อยมากขึ้น มันจะกลายเป็นนิสัยในการทำงานอย่างรวดเร็วและตรวจสอบสิ่งที่ทำไปแล้วอย่างรอบคอบ ด้วยการประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ปรับแต่ง มองหาความผิดปกติ คุณจะเรียนรู้ที่จะคิดอย่างมีเหตุผล ใช้เหตุผล และรับความรู้ใหม่อย่างอิสระ

IV. ส่วนการปฏิบัติ

ตอนนี้เราจะไปยังส่วนที่ใช้งานได้จริงของบทเรียนของเรา

ก่อนที่คุณจะ: "ไฟฉายไฟฟ้า"

ประกอบด้วยชิ้นส่วนไฟฟ้าอะไรบ้าง?

วงจรไฟฟ้าอย่างง่ายประกอบด้วยองค์ประกอบใดบ้าง?

(สไลด์ 6)

แหล่งที่มาปัจจุบัน
- ผู้บริโภค
- สำคัญ
- สายไฟ (ตัวนำ)

(สไลด์ 7), (สไลด์ 8), (สไลด์ 9), (สไลด์ 10)

คำถามและการแสดงองค์ประกอบ

(สไลด์ 11)

การปฏิบัติของนักเรียน

1) วงจรไฟฉายไฟฟ้า

2) สร้างแผนภาพวงจรที่ประกอบด้วยเซลล์กัลวานิกหนึ่งเซลล์และหลอดไส้สองหลอด ซึ่งแต่ละเซลล์สามารถเปิดแยกจากกันได้

3) ประกอบแผนภาพการเชื่อมต่อสำหรับแบตเตอรี่ หลอดไฟ และสวิตช์ (ปุ่ม) สองตัว ซึ่งติดตั้งไว้เพื่อให้คุณสามารถเปิดหลอดไฟจากที่ที่แตกต่างกันสองแห่ง

4) วงจรสวิตช์คู่

5) สวิตช์และมอเตอร์ไฟฟ้า

V. สรุปบทเรียน

ถึงพวกคุณ การเดินทางสู่โลกแห่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุของเราสิ้นสุดลงแล้ว!

วันนี้คุณเรียนรู้อะไรใหม่ในชั้นเรียน?

คุณรู้จักองค์ประกอบรังสีและการกำหนดองค์ประกอบใดบ้าง

เรารวบรวมวงจรไฟฟ้าอะไรบ้าง?

กระแสไฟฟ้ามีบทบาทอย่างไรในชีวิตเรา?

พวกคุณที่รัก ขอบคุณมากสำหรับงานของคุณ ฉันคิดว่าคุณจะออกจากบทเรียนวันนี้ด้วยอารมณ์ดี

ปัจจุบันเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่จะไม่ใช้ความสำเร็จของเทคโนโลยีวิทยุ ไม่เพียงแต่การกระจายเสียงและโทรทัศน์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงโทรศัพท์เคลื่อนที่ โทรศัพท์ในอวกาศ การสื่อสารส่วนบุคคล การสื่อสารเพจจิ้ง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุคอมพิวเตอร์ การควบคุมเครื่องใช้ในครัวเรือน การควบคุมทางบก ทางทะเล ยานพาหนะทางอากาศ ฯลฯ ได้กลายมาเป็นที่ยอมรับอย่างมั่นคงในชีวิตประจำวันแล้ว ระบบการตรวจวัดระยะไกลกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ระบบเรดาร์และระบบการสื่อสารทั้งภาคพื้นดิน ทางอากาศ และในอวกาศ พร้อมการพัฒนาช่วงความถี่วิทยุใหม่ งานอยู่ระหว่างดำเนินการอย่างเข้มข้นเพื่อสร้างเทคโนโลยีการสื่อสารในช่วงความถี่ไมโครเวฟ

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีดิจิทัล ความเกี่ยวข้องของการใช้วิศวกรรมวิทยุและอุปกรณ์และระบบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ไม่เพียงแต่ไม่ลดลง แต่ยังเพิ่มขึ้นอีกด้วย ระบบดังกล่าวรวมถึงระบบเสียงดิจิทัลและระบบกระจายเสียงโทรทัศน์ ปัญหาเกี่ยวกับการเริ่มแพร่ภาพกระจายเสียงโทรทัศน์ระบบดิจิทัลในวงกว้างได้รับการแก้ไขแล้ว การพัฒนาเทคโนโลยีชั้นสูงได้นำไปสู่การเกิดขึ้นของฐานไมโครและนาโนอิเล็กทรอนิกส์

ก็เพียงพอแล้วที่จะทราบว่าเครื่องบินสมัยใหม่มีวิธีการนำทาง ตำแหน่ง การติดตามและการสื่อสารทางวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกันมากกว่าร้อยวิธีตลอดเที่ยวบินทั้งหมด ระบบดาวเทียมที่มีอยู่ให้การนำทางและการติดตามไม่เพียงแต่สำหรับสายการบินข้ามทวีปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงยานพาหนะแต่ละคัน รถยนต์ส่วนตัว และเครื่องบินด้วย โอกาสในการใช้ความก้าวหน้าล่าสุดของเทคโนโลยีวิทยุนั้นมีให้สำหรับผู้บริโภคทั่วไป

เทคโนโลยีและการผลิตส่วนประกอบและชิ้นส่วนในปัจจุบันมีบทบาทพิเศษในการพัฒนาวิศวกรรมวิทยุและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ ระบบการสื่อสารไร้สายสมัยใหม่มีผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภทที่จำหน่ายสู่ตลาด เนื่องจากความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของระบบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ ความจำเป็นในการบำรุงรักษาและการจัดการจึงเพิ่มขึ้นโดยไม่กระทบต่อคุณลักษณะทางเทคนิคของระบบ เฉพาะระบบควบคุมและตรวจสอบอัตโนมัติที่พัฒนาบนพื้นฐานของไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์เท่านั้นที่สามารถรับมือกับงานนี้ได้ เพื่อให้มั่นใจถึงความยืดหยุ่นในการออกแบบและการผลิต ระบบการออกแบบสมัยใหม่จึงใช้เทคนิควงจรซอฟต์แวร์ เช่น ในระดับของการดีบักผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ ด้วยการเปลี่ยนแปลงข้อกำหนดของคุณสมบัติทางเทคนิคและบริการบำรุงรักษาเพียงแค่ป้อนหรือ "แฟลช" โปรแกรมใหม่สำหรับการทำงานของตัวควบคุมระบบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ก็เพียงพอแล้ว

ปัจจุบันมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีสารสนเทศใหม่สำหรับการส่งข้อมูลที่เรียกว่าเทคโนโลยีไร้สายบลูทูธ เทคโนโลยีนี้ช่วยให้คุณสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในพื้นที่ภายในรัศมี 20...100 เมตร ทำให้มั่นใจในการทำงานของอุปกรณ์ทั้งหมด: คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ เครื่องพิมพ์ เครื่องใช้ในครัวเรือนต่างๆ ฯลฯ ช่วงความถี่การทำงานที่ใช้ในปัจจุบันกำหนดไว้ที่ 2.4-2.4835 GHz เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายนี้ช่วยให้คุณควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ทั้งแบบใช้คอมพิวเตอร์และไม่ใช้คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์เกือบทั้งหมดมีโหนดสำหรับประมวลผล แปลง และส่งข้อมูลอยู่แล้ว

ข้าว. 1.38 พื้นที่ใช้งานของเทคโนโลยีการส่งข้อมูลไร้สาย Bluetooth

องค์ประกอบหลักที่ให้การสื่อสารไร้สายคืออะแดปเตอร์ Bluetooth ที่เชื่อมต่อกับพอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์


ข้าว. อะแดปเตอร์บลูทูธ 1.39


ข้าว. 1.40 วิธีการเชื่อมต่ออุปกรณ์โดยใช้เทคโนโลยีบลูทูธ


ข้าว. 1.41 ชุดหูฟังที่ทำให้อุปกรณ์สามารถใช้งานเทคโนโลยีบลูทูธได้

ควรสังเกตว่าบทบาทอันยิ่งใหญ่ของวิศวกรรมวิทยุในการศึกษาชั้นบรรยากาศ อวกาศใกล้โลก ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ อวกาศใกล้และห้วงลึก ความสำเร็จล่าสุดในการสำรวจระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ และดาวเทียมถือเป็นการยืนยันที่ชัดเจน


ข้าว. 1.42 ภาพพื้นผิวดาวศุกร์ที่ส่งจากโมดูลลงจอดของสถานีอวกาศโซเวียต Venera-13 (1 มีนาคม 2525)


ข้าว. 1.43 ภาพพื้นผิวดาวอังคารที่ถ่ายทอดจากยานสำรวจโอกาสของอเมริกา (2004)

ด้วยความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้างานในการพัฒนาวิธีการและวิธีการเพื่อให้แน่ใจว่าการป้องกันระบบวิทยุจากการรบกวนแบบสุ่มและประดิษฐ์เกิดขึ้น
นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาวิธีการและเทคนิคในการรบกวนสถานีเรดาร์ ระบบติดตามและนำทาง และฟิวส์วิทยุประเภทต่างๆ รวมถึงระบบสกัดกั้นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุที่ไม่ได้รับอนุญาตอีกด้วย

เป็นผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติสูงในสาขาวิศวกรรมวิทยุ วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ และเทคโนโลยีสารสนเทศระดับสูงสำหรับการส่ง รับ และประมวลผลข้อมูลที่กำหนดระดับการพัฒนาของสังคมโดยรวม วิธีจัดการความสำเร็จทั้งหมดของจิตใจและผลที่ตามมาจากความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนั้นขึ้นอยู่กับคุณเท่านั้น - วิศวกรวิทยุแห่งอนาคต

ส่งผลงานดีๆ ของคุณในฐานความรู้ได้ง่ายๆ ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โพสต์เมื่อ http:// www. ดีที่สุด. รุ/

กระทรวงกลาโหมของสหพันธรัฐรัสเซีย

โรงเรียนทหารเรือชั้นสูงในทะเลดำแห่งภาคีดาวแดงตั้งชื่อตาม ป.ล. นาคิโมวา

คณะวิศวกรรมศาสตร์วิทยุและการคุ้มครองข้อมูล

ภาควิชาวิศวกรรมระบบวิทยุ

ในสาขาวิชาวิชาการ “ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเทคโนโลยีวิทยุ”

ในหัวข้อ “ขั้นตอนการพัฒนาวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์”

ดำเนินการแล้ว

ปูซานโควา เอส.โอ.

ตรวจสอบแล้ว

คราสนอฟ แอล.เอ็ม.

เซวาสโทพอล 2016

การแนะนำ

1. ประวัติและพัฒนาการของวิศวกรรมวิทยุ

2. ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์

3. ขั้นตอนของการพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์

4. วิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์การพัฒนาใหม่

5. ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์

หนังสือที่ใช้แล้ว

การแนะนำ

อิเล็กทรอนิกส์เป็นสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เธอศึกษาฟิสิกส์และการประยุกต์เชิงปฏิบัติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางกายภาพ ได้แก่ กระบวนการอิเล็กทรอนิกส์และไอออนิกในก๊าซและตัวนำ ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างสุญญากาศกับแก๊ส วัตถุที่เป็นของแข็งและของเหลว เทคนิคอิเล็กทรอนิกส์รวมถึงการศึกษาการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการประยุกต์ใช้งาน สาขาที่เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอุตสาหกรรมเรียกว่า Industrial Electronics

ความก้าวหน้าทางอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ได้รับแรงกระตุ้นจากการพัฒนาเทคโนโลยีวิทยุ วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และวิทยุมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดจนในยุค 50 ทั้งสองรวมกันและเทคโนโลยีสาขานี้เรียกว่า Radioelectronics วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันเป็นสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับปัญหาการส่ง รับ และการแปลงข้อมูลโดยใช้การสั่นและคลื่นอิเล็กทรอนิกส์/แม่เหล็กในช่วงความถี่วิทยุและแสง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุและกำหนดตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์วิทยุ ในทางกลับกัน ปัญหามากมายในวิศวกรรมวิทยุได้นำไปสู่การประดิษฐ์สิ่งใหม่และปรับปรุงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ในการสื่อสารทางวิทยุ โทรทัศน์ การบันทึกและเล่นเสียง เรดาร์ ระบบนำทางด้วยวิทยุ การควบคุมทางไกลด้วยวิทยุ การวัดค่าทางวิทยุ และสาขาอื่น ๆ ของวิศวกรรมวิทยุ

ขั้นตอนการพัฒนาเทคโนโลยีในปัจจุบันมีลักษณะเฉพาะคือการที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้ามาสู่ชีวิตและกิจกรรมของผู้คนเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ตามสถิติของอเมริกา มากถึง 80% ของอุตสาหกรรมทั้งหมดถูกครอบครองโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ความก้าวหน้าในสาขาอิเล็กทรอนิกส์มีส่วนช่วยในการแก้ไขปัญหาทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคที่ซับซ้อนที่สุดได้สำเร็จ เพิ่มประสิทธิภาพการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ สร้างสรรค์เครื่องจักรและอุปกรณ์รูปแบบใหม่ การพัฒนาเทคโนโลยีและระบบควบคุมที่มีประสิทธิภาพ: การได้มาซึ่งวัสดุที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว การปรับปรุงกระบวนการรวบรวมและประมวลผลข้อมูล อิเล็กทรอนิกส์มีรากฐานมาจากความก้าวหน้าในความรู้สาขาต่างๆ ครอบคลุมปัญหาทางวิทยาศาสตร์ เทคนิค และอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ในเวลาเดียวกัน อิเล็กทรอนิกส์ก่อให้เกิดความท้าทายต่อวิทยาศาสตร์และการผลิตอื่นๆ โดยกระตุ้นการพัฒนาเพิ่มเติม และในทางกลับกัน จัดเตรียมวิธีการทางเทคนิคและวิธีการวิจัยใหม่ๆ ที่มีคุณภาพ

1. ประวัติและพัฒนาการของวิศวกรรมวิทยุ

สาขาวิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์เป็นทฤษฎีและการปฏิบัติเกี่ยวกับการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อิออน และเซมิคอนดักเตอร์ในอุปกรณ์ ระบบ และการติดตั้งสำหรับพื้นที่ต่างๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ ความยืดหยุ่นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ความเร็วสูง ความแม่นยำ และความไวเปิดโอกาสใหม่ในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมากมาย

วิทยุ (จากภาษาละติน "radiare" - เพื่อเปล่ง, เปล่งรังสี) -

1).วิธีการส่งข้อความแบบไร้สายในระยะไกลโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (คลื่นวิทยุ) คิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A.S. โปปอฟในปี พ.ศ. 2438;

2).สาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เป็นรากฐานของวิธีการนี้ และการนำไปใช้ในการสื่อสาร การกระจายเสียง โทรทัศน์ สถานที่ ฯลฯ

วิทยุตามที่กล่าวไว้ข้างต้นถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย Alexander Stepanovich Popov วันที่ประดิษฐ์วิทยุถือเป็นวันที่ 7 พฤษภาคม พ.ศ. 2438 เมื่อ A.S. โปปอฟจัดทำรายงานต่อสาธารณะและสาธิตการทำงานของเครื่องรับวิทยุของเขาในการประชุมภาควิชาฟิสิกส์ของสมาคมเคมีกายภาพรัสเซียในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

พัฒนาการด้านอิเล็กทรอนิกส์ภายหลังการประดิษฐ์วิทยุสามารถแบ่งได้เป็น 3 ระยะ คือ

· วิทยุโทรเลข

· วิศวกรรมวิทยุ

· อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ในช่วงแรก (ประมาณ 30 ปี) วิทยุโทรเลขได้รับการพัฒนาและมีการพัฒนารากฐานทางวิทยาศาสตร์ของวิศวกรรมวิทยุ เพื่อให้การออกแบบเครื่องรับวิทยุง่ายขึ้นและเพิ่มความไวจึงมีการพัฒนาและการวิจัยอย่างเข้มข้นในประเทศต่าง ๆ เกี่ยวกับเครื่องตรวจจับการสั่นความถี่สูงที่ง่ายและเชื่อถือได้ประเภทต่างๆ - เครื่องตรวจจับ

ในปีพ. ศ. 2447 มีการสร้างหลอดไฟสองขั้ว (ไดโอด) ตัวแรกซึ่งยังคงใช้เป็นเครื่องตรวจจับการสั่นของความถี่สูงและวงจรเรียงกระแสของกระแสความถี่ทางเทคนิคและในปี 1906 เครื่องตรวจจับคาร์บอรันดัมก็ปรากฏขึ้น

มีการเสนอหลอดไฟสามขั้ว (ไตรโอด) ในปี พ.ศ. 2450 ในปี พ.ศ. 2456 ได้มีการพัฒนาวงจรสำหรับตัวรับการสร้างใหม่ของหลอดไฟและได้รับการสั่นทางไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องโดยใช้ไตรโอด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ทำให้สามารถเปลี่ยนสถานีวิทยุประกายไฟและอาร์คด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหลอดได้ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาวิทยุโทรศัพท์ได้จริง การนำหลอดสุญญากาศเข้าสู่วิศวกรรมวิทยุได้รับการอำนวยความสะดวกในสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2456 ถึง พ.ศ. 2463 เทคโนโลยีวิทยุกลายเป็นเทคโนโลยีหลอด

หลอดวิทยุชุดแรกในรัสเซียผลิตโดย N.D. Papaleksi ในปี 1914 ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก เนื่องจากขาดการปั๊มที่สมบูรณ์แบบ พวกเขาจึงไม่ใช่สุญญากาศ แต่เต็มไปด้วยแก๊ส (มีสารปรอท) หลอดรับและขยายสุญญากาศหลอดแรกผลิตขึ้นในปี 1916 โดย M.A. บอนช์-บรูวิช. Bonch-Bruevich ในปี 1918 เป็นผู้นำการพัฒนาเครื่องขยายเสียงในประเทศและหลอดวิทยุกำเนิดที่ห้องปฏิบัติการวิทยุ Nizhny Novgorod จากนั้นสถาบันวิศวกรรมวิทยาศาสตร์และวิทยุแห่งแรกในประเทศก็ถูกสร้างขึ้นโดยมีโครงการดำเนินการมากมายซึ่งดึงดูดนักวิทยาศาสตร์ที่มีความสามารถและผู้ที่ชื่นชอบวิศวกรรมวิทยุรุ่นเยาว์จำนวนมากให้มาทำงานในสาขาวิทยุ ห้องปฏิบัติการ Nizhny Novgorod กลายเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยุอย่างแท้จริง เกิดในสาขาวิศวกรรมวิทยุหลายแห่งซึ่งต่อมาได้กลายเป็นส่วนอิสระของวิทยุอิเล็กทรอนิกส์

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2462 การผลิตหลอดอิเล็กตรอน RP-1 อย่างต่อเนื่องได้เริ่มขึ้น ในปี 1920 Bonch-Bruevich เสร็จสิ้นการพัฒนาโคมไฟเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องแรกของโลกที่มีขั้วบวกทองแดงและระบบระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีกำลังสูงถึง 1 kW และในปี 1923 - ด้วยกำลังสูงถึง 25 kW ที่ห้องปฏิบัติการวิทยุ Nizhny Novgorod O.V. Losev ในปี 1922 ค้นพบความเป็นไปได้ในการสร้างและขยายสัญญาณวิทยุโดยใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เขาสร้างเครื่องรับแบบไม่มียางใน - Kristadin อย่างไรก็ตาม ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ยังไม่มีการพัฒนาวิธีการผลิตวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ และสิ่งประดิษฐ์ของเขายังไม่แพร่หลาย

ในช่วงที่สอง (ประมาณ 20 ปี) วิทยุโทรเลขยังคงพัฒนาต่อไป ในเวลาเดียวกัน วิทยุโทรศัพท์และวิทยุกระจายเสียงได้รับการพัฒนาและใช้กันอย่างแพร่หลาย และสร้างการนำทางด้วยวิทยุและการระบุตำแหน่งด้วยวิทยุ การเปลี่ยนจากวิทยุโทรศัพท์ไปสู่การประยุกต์ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในด้านอื่น ๆ เป็นไปได้ด้วยความสำเร็จของเทคโนโลยีไฟฟ้าสุญญากาศซึ่งเชี่ยวชาญการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไอออนต่างๆ

การเปลี่ยนจากคลื่นยาวไปเป็นคลื่นสั้นและปานกลาง รวมถึงการประดิษฐ์วงจรซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ จำเป็นต้องใช้หลอดไฟที่ก้าวหน้ากว่าไตรโอด

ในปีพ. ศ. 2467 ได้มีการพัฒนาโคมไฟที่มีฉนวนซึ่งมีสองกริด (tetrode) และในปี พ.ศ. 2473 - 2474 - เพนโทด (โคมไฟที่มีสามกริด) หลอดอิเล็กทรอนิกส์เริ่มผลิตด้วยแคโทดที่ให้ความร้อนทางอ้อม การพัฒนาวิธีการพิเศษในการรับสัญญาณวิทยุจำเป็นต้องมีการสร้างหลอดมัลติกริดชนิดใหม่ (การผสมและการแปลงความถี่ในปี พ.ศ. 2477 - 2478) ความปรารถนาที่จะลดจำนวนหลอดไฟในวงจรและเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทำให้เกิดการพัฒนาหลอดไฟแบบรวม

การพัฒนาและการใช้คลื่นสั้นเกินขีดนำไปสู่การปรับปรุงหลอดอิเล็กทรอนิกส์ที่รู้จัก (หลอดชนิดโอ๊ก, ไตรโอดโลหะเซรามิกและหลอดบีคอนปรากฏขึ้น) รวมถึงการพัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้าสุญญากาศด้วยหลักการใหม่ของการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอน - แมกนีตรอนหลายช่อง , klystrons, ท่อคลื่นเคลื่อนที่ ความสำเร็จของเทคโนโลยีสุญญากาศไฟฟ้าเหล่านี้นำไปสู่การพัฒนาเรดาร์ ระบบนำทางด้วยวิทยุ การสื่อสารทางวิทยุหลายช่องสัญญาณแบบพัลซ์ โทรทัศน์ ฯลฯ

ในเวลาเดียวกันก็มีการพัฒนาอุปกรณ์ไอออนที่ใช้การปล่อยอิเล็กตรอนในก๊าซ วาล์วปรอทซึ่งประดิษฐ์ขึ้นในปี 1908 ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมาก แกสตรอน (พ.ศ. 2471-2472), ไทราตรอน (พ.ศ. 2474), ซีเนอร์ไดโอด, หลอดนีออน ฯลฯ ปรากฏขึ้น

การพัฒนาวิธีการส่งภาพและอุปกรณ์ตรวจวัดนั้นมาพร้อมกับการพัฒนาและปรับปรุงอุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริกต่างๆ (โฟโตเซลล์, โฟโตมัลติพลายเออร์, หลอดส่งสัญญาณโทรทัศน์) และอุปกรณ์การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนสำหรับออสซิลโลสโคป, เรดาร์และโทรทัศน์

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา วิศวกรรมวิทยุกลายเป็นวิทยาศาสตร์วิศวกรรมอิสระ อุตสาหกรรมไฟฟ้าสุญญากาศและวิทยุมีการพัฒนาอย่างเข้มข้น มีการพัฒนาวิธีทางวิศวกรรมสำหรับการคำนวณวงจรวิทยุ และดำเนินการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ งานเชิงทฤษฎีและการทดลองอย่างกว้างขวาง

และช่วงสุดท้าย (60s-70s) คือยุคของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์นั่นเอง อิเล็กทรอนิกส์กำลังถูกนำมาใช้ในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และเศรษฐกิจของประเทศ เนื่องจากเป็นวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน อิเล็กทรอนิกส์จึงมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับฟิสิกส์ของวิทยุ เรดาร์ ระบบนำทางด้วยวิทยุ ดาราศาสตร์วิทยุ อุตุนิยมวิทยาวิทยุ สเปกโทรสโกปีวิทยุ คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีการควบคุม การควบคุมด้วยวิทยุในระยะไกล การวัดและส่งข้อมูลทางไกล อิเล็กทรอนิกส์วิทยุควอนตัม ฯลฯ

ในช่วงเวลานี้ การปรับปรุงเพิ่มเติมของอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้ายังคงดำเนินต่อไป มีการให้ความสนใจเป็นอย่างมากในการเพิ่มความแข็งแกร่ง ความน่าเชื่อถือ และความทนทาน โคมไฟไร้ฐาน (แบบนิ้ว) และโคมไฟขนาดเล็กได้รับการพัฒนาซึ่งทำให้สามารถลดขนาดของการติดตั้งที่มีโคมไฟวิทยุจำนวนมากได้

งานที่เข้มข้นยังคงดำเนินต่อไปในสาขาฟิสิกส์สถานะของแข็งและทฤษฎีของเซมิคอนดักเตอร์ วิธีการผลิตผลึกเดี่ยวของเซมิคอนดักเตอร์ วิธีการทำให้บริสุทธิ์ และการแนะนำสิ่งเจือปนได้รับการพัฒนา โรงเรียนโซเวียตของนักวิชาการ A.F. Ioffe มีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการพัฒนาฟิสิกส์เซมิคอนดักเตอร์

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แพร่กระจายอย่างรวดเร็วและแพร่หลายในช่วงทศวรรษที่ 50-70 ไปยังทุกพื้นที่ของเศรษฐกิจของประเทศ ในปีพ.ศ. 2469 ได้มีการเสนอเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้ากระแสสลับแบบเซมิคอนดักเตอร์ที่ทำจากคิวรัสออกไซด์ ต่อมามีวงจรเรียงกระแสที่ทำจากซีลีเนียมและคอปเปอร์ซัลไฟด์ปรากฏขึ้น การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีวิทยุ (โดยเฉพาะเรดาร์) ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองทำให้เกิดแรงผลักดันใหม่ในการวิจัยในสาขาเซมิคอนดักเตอร์ วงจรเรียงกระแสแบบจุดกระแสสลับไมโครเวฟที่ใช้ซิลิคอนและเจอร์เมเนียมได้รับการพัฒนา และต่อมามีไดโอดเจอร์เมเนียมระนาบระนาบปรากฏขึ้น ในปี 1948 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Bardeen และ Brattain ได้สร้างไตรโอดจุด-จุดเจอร์เมเนียม (ทรานซิสเตอร์) ซึ่งเหมาะสำหรับการขยายและสร้างการสั่นทางไฟฟ้า ต่อมาได้มีการพัฒนาซิลิคอนพอยต์ไตรโอดขึ้น ในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 ทรานซิสเตอร์แบบจุดจุดไม่ได้ถูกนำมาใช้จริงและประเภทหลักของทรานซิสเตอร์คือทรานซิสเตอร์แบบระนาบซึ่งผลิตครั้งแรกในปี 1951 ภายในสิ้นปี 1952 tetrode ความถี่สูงแบบระนาบ ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็ก และอื่น ๆ มีการเสนอประเภทของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ในปี พ.ศ. 2496 ได้มีการพัฒนาทรานซิสเตอร์แบบดริฟท์ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา กระบวนการทางเทคโนโลยีใหม่สำหรับการประมวลผลวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ วิธีการผลิตจุดเชื่อมต่อ p-n และอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้รับการพัฒนาและศึกษาอย่างกว้างขวาง ในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 นอกเหนือจากทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมและซิลิคอนระนาบและดริฟท์แล้ว อุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้คุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเช่น ไดโอดอุโมงค์ อุปกรณ์สวิตชิ่งสี่ชั้นที่ควบคุมและควบคุมไม่ได้ โฟโตไดโอดและโฟโตทรานซิสเตอร์ วาริแคป เทอร์มิสเตอร์ ฯลฯ .

การพัฒนาและปรับปรุงอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์มีลักษณะเฉพาะคือการเพิ่มความถี่ในการทำงานและการเพิ่มพลังงานที่อนุญาต ทรานซิสเตอร์ตัวแรกมีความสามารถที่จำกัด (ความถี่ในการทำงานสูงสุดประมาณหลายร้อยกิโลเฮิรตซ์และกำลังการกระจายประมาณ 100 - 200 มิลลิวัตต์) และสามารถทำหน้าที่บางอย่างของหลอดสุญญากาศได้เท่านั้น สำหรับช่วงความถี่เดียวกันจะมีการสร้างทรานซิสเตอร์ที่มีกำลังสิบวัตต์ ต่อมามีการสร้างทรานซิสเตอร์ที่สามารถทำงานที่ความถี่สูงถึง 5 MHz และกำลังกระจายประมาณ 5 W และในปี 1972 ก็มีการสร้างตัวอย่างทรานซิสเตอร์สำหรับความถี่ในการทำงาน 20 - 70 MHz ด้วยกำลังกระจายถึง 100 W หรือมากกว่า. ทรานซิสเตอร์กำลังต่ำ (สูงถึง 0.5 - 0.7 W) สามารถทำงานที่ความถี่สูงกว่า 500 MHz ต่อมาปรากฏว่าทรานซิสเตอร์ทำงานที่ความถี่ประมาณ 1,000 MHz ในเวลาเดียวกัน ได้มีการดำเนินการขยายช่วงอุณหภูมิในการทำงาน ทรานซิสเตอร์ที่ผลิตโดยใช้เจอร์เมเนียมในตอนแรกจะมีอุณหภูมิในการทำงานไม่สูงกว่า +55 - 70 °C และอุณหภูมิที่ใช้ซิลิคอน - ไม่สูงกว่า +100 - 120 °C ตัวอย่างของทรานซิสเตอร์แกลเลียมอาร์เซไนด์ที่สร้างขึ้นในภายหลังนั้นสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง +250 ° C และในที่สุดความถี่ในการทำงานก็เพิ่มขึ้นเป็น 1,000 MHz มีทรานซิสเตอร์คาร์ไบด์ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 350 °C ทรานซิสเตอร์และไดโอดเซมิคอนดักเตอร์มีความเหนือกว่าหลอดสุญญากาศหลายประการในช่วงทศวรรษที่ 70 และในที่สุดก็เข้ามาแทนที่จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในที่สุด

นักออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนซึ่งมีจำนวนส่วนประกอบแบบแอคทีฟและพาสซีฟนับหมื่นต้องเผชิญกับภารกิจในการลดขนาด น้ำหนัก การใช้พลังงาน และต้นทุนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ปรับปรุงลักษณะการทำงาน และที่สำคัญที่สุดคือบรรลุความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานสูง ปัญหาเหล่านี้แก้ไขได้สำเร็จด้วยไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของอิเล็กทรอนิกส์ที่ครอบคลุมปัญหาและวิธีการต่างๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการออกแบบขนาดเล็กจิ๋ว เนื่องจากการกำจัดส่วนประกอบที่แยกออกจากกันทั้งหมดหรือบางส่วน

แนวโน้มหลักในการลดขนาดจิ๋วคือ "การบูรณาการ" ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์เช่น ความปรารถนาที่จะผลิตองค์ประกอบและส่วนประกอบจำนวนมากของวงจรอิเล็กทรอนิกส์พร้อมกันซึ่งเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก ดังนั้นในบรรดาสาขาต่าง ๆ ของไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์แบบรวมซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นที่หลักของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่จึงกลายเป็นที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ปัจจุบันวงจรรวมขนาดใหญ่พิเศษถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ทั้งหมด โดยเฉพาะคอมพิวเตอร์ ฯลฯ ถูกสร้างขึ้นบนวงจรเหล่านี้

2. ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์

อิเล็กทรอนิกส์เป็นสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เธอศึกษาฟิสิกส์และการประยุกต์เชิงปฏิบัติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางกายภาพ ได้แก่ กระบวนการอิเล็กทรอนิกส์และไอออนิกในก๊าซและตัวนำ ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างสุญญากาศกับแก๊ส วัตถุที่เป็นของแข็งและของเหลว เทคนิคอิเล็กทรอนิกส์รวมถึงการศึกษาการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการประยุกต์ใช้งาน สาขาที่เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอุตสาหกรรมเรียกว่า Industrial Electronics

ความก้าวหน้าทางอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ได้รับแรงกระตุ้นจากการพัฒนาเทคโนโลยีวิทยุ วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และวิทยุมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดจนในยุค 50 ทั้งสองรวมกันและเทคโนโลยีสาขานี้เรียกว่า Radioelectronics วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันเป็นสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการส่ง รับ และการแปลงข้อมูลโดยใช้การสั่นและคลื่นอิเล็กทรอนิกส์/แม่เหล็กในช่วงความถี่วิทยุและแสง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุและกำหนดตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์วิทยุ ในทางกลับกัน ปัญหามากมายในวิศวกรรมวิทยุได้นำไปสู่การประดิษฐ์สิ่งใหม่และปรับปรุงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ในการสื่อสารทางวิทยุ โทรทัศน์ การบันทึกและเล่นเสียง การเคลือบวิทยุ ระบบนำทางด้วยวิทยุ การควบคุมทางไกลด้วยวิทยุ การวัดทางวิทยุ และสาขาอื่นๆ ของวิศวกรรมวิทยุ

ขั้นตอนการพัฒนาเทคโนโลยีในปัจจุบันมีลักษณะเฉพาะคือการที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้ามาสู่ชีวิตและกิจกรรมของผู้คนเพิ่มมากขึ้น ตามสถิติของอเมริกา มากถึง 80% ของอุตสาหกรรมทั้งหมดถูกครอบครองโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ความก้าวหน้าในสาขาอิเล็กทรอนิกส์มีส่วนช่วยในการแก้ไขปัญหาทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคที่ซับซ้อนที่สุดได้สำเร็จ เพิ่มประสิทธิภาพการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ สร้างสรรค์เครื่องจักรและอุปกรณ์รูปแบบใหม่ การพัฒนาเทคโนโลยีและระบบควบคุมที่มีประสิทธิภาพ: การได้มาซึ่งวัสดุที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว การปรับปรุงกระบวนการรวบรวมและประมวลผลข้อมูล อิเล็กทรอนิกส์มีรากฐานมาจากความก้าวหน้าในความรู้สาขาต่างๆ ครอบคลุมปัญหาทางวิทยาศาสตร์ เทคนิค และอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ในเวลาเดียวกัน อิเล็กทรอนิกส์ก่อให้เกิดความท้าทายต่อวิทยาศาสตร์และการผลิตอื่นๆ โดยกระตุ้นการพัฒนาเพิ่มเติม และในทางกลับกัน จัดเตรียมวิธีการทางเทคนิคและวิธีการวิจัยใหม่ๆ ที่มีคุณภาพ หัวข้อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่

1. ศึกษากฎปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนและอนุภาคมีประจุอื่นกับสนามไฟฟ้า/สนามแม่เหล็ก

การพัฒนาวิธีการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ปฏิสัมพันธ์นี้ในการแปลงพลังงานเพื่อวัตถุประสงค์ในการส่ง ประมวลผล และจัดเก็บข้อมูล ทำให้กระบวนการผลิตเป็นอัตโนมัติ การสร้างอุปกรณ์พลังงาน การสร้างอุปกรณ์ควบคุมและการวัด วิธีการทดลองทางวิทยาศาสตร์ และวัตถุประสงค์อื่น ๆ

ความเฉื่อยของอิเล็กตรอนที่ต่ำเป็นพิเศษทำให้สามารถใช้อันตรกิริยาของอิเล็กตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งกับมาโครฟิลด์ภายในอุปกรณ์และไมโครฟิลด์ภายในอะตอม โมเลกุล และตาข่ายคริสตัล เพื่อสร้างการแปลงและรับการสั่นของไฟฟ้า/แม่เหล็กด้วยความถี่ สูงถึง 1,000 กิกะเฮิร์ตซ์ เช่นเดียวกับรังสีอินฟราเรด รังสีที่มองเห็น รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา ความเชี่ยวชาญในทางปฏิบัติที่สม่ำเสมอของสเปกตรัมของการสั่นทางไฟฟ้า/แม่เหล็กเป็นคุณลักษณะเฉพาะของการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

2. รากฐานการพัฒนาด้านอิเล็กทรอนิกส์

รากฐานของอิเล็กทรอนิกส์ถูกวางโดยผลงานของนักฟิสิกส์ในศตวรรษที่ 18-19 การศึกษาการปล่อยกระแสไฟฟ้าในอากาศครั้งแรกของโลกดำเนินการโดยนักวิชาการ Lomonosov และ Richman ในรัสเซีย และโดย Frankel นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน โดยไม่แยกจากกัน ในปี ค.ศ. 1743 Lomonosov ในบทกวีของเขา "ภาพสะท้อนยามเย็นเกี่ยวกับความยิ่งใหญ่ของพระเจ้า" ได้สรุปแนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติทางไฟฟ้าของฟ้าผ่าและแสงเหนือ ในปี ค.ศ. 1752 แฟรงเคิลและโลโมโนซอฟได้แสดงการทดลองโดยใช้ "เครื่องจักรฟ้าร้อง" ว่าฟ้าร้องและฟ้าผ่าเป็นการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ทรงพลังในอากาศ Lomonosov ยังระบุด้วยว่ามีการปล่อยกระแสไฟฟ้าในอากาศแม้ในกรณีที่ไม่มีพายุฝนฟ้าคะนองเพราะฉะนั้น และในกรณีนี้ก็เป็นไปได้ที่จะดึงประกายไฟออกจาก "เครื่องฟ้าร้อง" "เครื่องฟ้าร้อง" คือโถ Leyden ที่ติดตั้งในห้องนั่งเล่น แผ่นเปลือกโลกแผ่นหนึ่งเชื่อมต่อด้วยลวดเข้ากับหวีโลหะหรือจุดที่ติดตั้งบนเสาในสนาม

ในปี ค.ศ. 1753 ในระหว่างการทดลอง ศาสตราจารย์ริชแมนซึ่งกำลังทำการวิจัย ถูกฟ้าผ่าจนฟาดเสาจนเสียชีวิต โลโมโนซอฟยังสร้างทฤษฎีทั่วไปของปรากฏการณ์พายุฝนฟ้าคะนองซึ่งเป็นต้นแบบของทฤษฎีพายุฝนฟ้าคะนองสมัยใหม่ Lomonosov ยังตรวจสอบการเรืองแสงของอากาศที่ทำให้บริสุทธิ์ภายใต้อิทธิพลของเครื่องจักรที่มีแรงเสียดทาน

ในปี 1802 ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่สถาบันการแพทย์และศัลยกรรมแห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก Vasily Vladimirovich Petrov เป็นครั้งแรกเมื่อหลายปีก่อนนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Davy ค้นพบและบรรยายปรากฏการณ์ของส่วนโค้งไฟฟ้าในอากาศระหว่างขั้วไฟฟ้าคาร์บอนสองตัว . นอกเหนือจากการค้นพบพื้นฐานนี้แล้ว Petrov ยังรับผิดชอบในการอธิบายการเรืองแสงของอากาศบริสุทธิ์ประเภทต่างๆ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน Petrov อธิบายการค้นพบของเขาดังนี้: “หากวางถ่าน 2 หรือ 3 ก้อนไว้บนกระเบื้องแก้วหรือม้านั่งที่มีขากระจก และหากตัวนำฉนวนโลหะที่เชื่อมต่อกับขั้วทั้งสองของแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ถูกนำมาอยู่ใกล้กันที่ระยะห่างหนึ่ง ถึงสามบรรทัดจากนั้นแสงหรือเปลวไฟสีขาวสว่างมากจะปรากฏขึ้นระหว่างพวกเขาซึ่งถ่านหินเหล่านี้ลุกเป็นไฟเร็วขึ้นหรือช้าลงและสามารถส่องสว่างความสงบสุขอันมืดมิดได้” ผลงานของ Petrov ตีความเป็นภาษารัสเซียเท่านั้นไม่สามารถเข้าถึงได้ ให้กับนักวิทยาศาสตร์ชาวต่างประเทศ ในรัสเซีย ความสำคัญของงานไม่เป็นที่เข้าใจและถูกลืมไป ดังนั้นการค้นพบการปล่อยส่วนโค้งจึงเกิดจากนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Davy

จุดเริ่มต้นของการศึกษาสเปกตรัมการดูดกลืนแสงและการปล่อยก๊าซของวัตถุต่างๆ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Plücker ได้สร้างหลอด Heusler ในปี พ.ศ. 2400 พลุคเกอร์ได้ค้นพบว่าสเปกตรัมของท่อ Heussler ขยายเข้าไปในเส้นเลือดฝอยและวางไว้ด้านหน้าช่องสเปกโตรสโคปที่แยกออกมาแสดงให้เห็นลักษณะของก๊าซที่บรรจุอยู่ในนั้นอย่างชัดเจน และค้นพบสามบรรทัดแรกของชุดสเปกตรัมที่เรียกว่า Balmer ของไฮโดรเจน . Hittorf นักเรียนของ Plücker ศึกษาการปล่อยแสงเรืองแสง และในปี 1869 ได้ตีพิมพ์ชุดการศึกษาเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของก๊าซ เขาร่วมกับพลุกเกอร์เป็นผู้รับผิดชอบในการศึกษารังสีแคโทดครั้งแรก ซึ่งดำเนินการต่อไปโดยครูกส์ชาวอังกฤษ

การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในการทำความเข้าใจปรากฏการณ์การปล่อยก๊าซเกิดจากงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษทอมสันผู้ค้นพบการมีอยู่ของอิเล็กตรอนและไอออน ทอมสันสร้างห้องทดลองคาเวนดิชซึ่งมีนักฟิสิกส์จำนวนหนึ่งออกมาศึกษาประจุไฟฟ้าของก๊าซ (ทาวน์เซน, แอสตัน, รัทเธอร์ฟอร์ด, ครูกส์, ริชาร์ดสัน) ต่อมาโรงเรียนแห่งนี้ได้มีส่วนสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในบรรดานักฟิสิกส์ชาวรัสเซียที่ทำงานเกี่ยวกับการศึกษาส่วนโค้งและการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติสำหรับแสง: Yablochkov (1847-1894), Chikolev (1845-1898), Slavyanov (การเชื่อม, การหลอมโลหะด้วยส่วนโค้ง), Bernardos (การใช้ ส่วนโค้งสำหรับให้แสงสว่าง) หลังจากนั้นไม่นาน Lachinov และ Mitkevich ก็ศึกษาส่วนโค้ง ในปี 1905 Mitkevich ได้สร้างธรรมชาติของกระบวนการที่แคโทดของการปล่อยส่วนโค้ง Stoletov (พ.ศ. 2424-2434) ไม่ได้จัดการกับการระบายอากาศที่เป็นอิสระ ในระหว่างการศึกษาเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกแบบคลาสสิกที่มหาวิทยาลัยมอสโก Stoletov ได้ทำการทดลองสร้าง "องค์ประกอบอากาศ" (A.E.) โดยมีอิเล็กโทรดสองตัวอยู่ในอากาศ โดยให้กระแสไฟฟ้าโดยไม่เพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้าภายนอกเข้าสู่วงจรเฉพาะเมื่อแคโทดถูกส่องสว่างจากภายนอกเท่านั้น Stoletov เรียกเอฟเฟกต์นี้ว่าแอคติโนอิเล็กทริก เขาศึกษาผลกระทบนี้ทั้งที่ความกดอากาศสูงและต่ำ อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษโดย Stoletov ทำให้สามารถสร้างแรงดันลดลงได้ถึง 0.002 มม. rt. เสา ภายใต้สภาวะเหล่านี้ เอฟเฟกต์แอกติโนอิเล็กทริกไม่ได้เป็นเพียงโฟโตปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโฟโตปัจจุบันที่ได้รับการปรับปรุงโดยการปล่อยก๊าซอิสระอีกด้วย Stoletov จบบทความของเขาเกี่ยวกับการค้นพบผลกระทบนี้ดังนี้: “ ไม่ว่าในที่สุดเราจะต้องกำหนดคำอธิบายของการปล่อยแอคติโนอิเล็กทริกอย่างไร แต่ก็อดไม่ได้ที่จะรับรู้ถึงการเปรียบเทียบที่แปลกประหลาดระหว่างปรากฏการณ์เหล่านี้กับปรากฏการณ์ที่คุ้นเคยมายาวนาน แต่ก็ยังเข้าใจได้ไม่ดี การปล่อยประจุของท่อ Heusler และ Crookes ในตอนแรก ในการทดลองเพื่อนำทางท่ามกลางปรากฏการณ์ที่แสดงโดยตัวเก็บประจุแบบตาข่ายของฉัน ฉันก็บอกตัวเองโดยไม่ได้ตั้งใจว่าตรงหน้าฉันมีท่อ Heussler ซึ่งสามารถทำหน้าที่โดยไม่ทำให้อากาศบริสุทธิ์ด้วยแสงจากภายนอก และปรากฏการณ์ทางไฟฟ้ามีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปรากฏการณ์แสง แคโทดมีบทบาทพิเศษอย่างเห็นได้ชัด การศึกษาการปล่อยประจุแอคติโนอิเล็กทริกสัญญาว่าจะให้ความกระจ่างเกี่ยวกับกระบวนการแพร่กระจายกระแสไฟฟ้าในก๊าซโดยทั่วไป... คำพูดของ Stoletov เหล่านี้มีเหตุผลอย่างสมบูรณ์

ในปี ค.ศ. 1905 ไอน์สไตน์ตีความปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกที่เกี่ยวข้องกับควอนตัมแสง และก่อตั้งกฎหมายที่ตั้งชื่อตามเขา ดังนั้นเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคที่ Stoletov ค้นพบจึงมีลักษณะตามกฎหมายต่อไปนี้:

กฎของสโตเลตอฟ - จำนวนอิเล็กตรอนที่จำลองต่อหน่วยเวลานั้นเป็นสัดส่วน ส่วนอย่างอื่นมีค่าเท่ากันกับความเข้มของแสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวแคโทด ควรเข้าใจเงื่อนไขที่เท่าเทียมกันที่นี่เป็นการส่องสว่างของพื้นผิวแคโทดด้วยแสงเอกรงค์เดียวที่มีความยาวคลื่นเท่ากัน หรือแสงที่มีองค์ประกอบสเปกตรัมเท่ากัน การวัดหลอดไฟวิทยุอิเล็กทรอนิกส์

ขีดสุด ความเร็วของอิเล็กตรอนที่ออกจากพื้นผิว แคโทดที่ ภายนอก เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค ถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์:

ขนาดของควอนตัมพลังงานของการแผ่รังสีเอกรงค์ที่ตกกระทบบนพื้นผิวแคโทด

หน้าที่ของอิเล็กตรอนที่ออกจากโลหะ

ความเร็วของโฟโตอิเล็กตรอนที่ออกจากพื้นผิวแคโทดไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเข้มของรังสีที่ตกกระทบบนแคโทด

โฟโตอิเล็กทริคภายนอกถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Hertz (1887) การทดลองกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เขาค้นพบ เฮิรตซ์สังเกตเห็นว่าในช่องว่างประกายไฟของวงจรรับ ประกายไฟที่ตรวจจับการสั่นของไฟฟ้าในวงจรจะกระโดด สิ่งอื่นๆ จะเท่ากันได้ง่ายขึ้นหากแสงจากการปล่อยประกายไฟในวงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตกกระทบช่องว่างประกายไฟ

ในปี พ.ศ. 2424 เอดิสันได้ค้นพบปรากฏการณ์การปล่อยความร้อนครั้งแรก ขณะทำการทดลองต่างๆ กับหลอดไส้คาร์บอน เขาได้สร้างหลอดไฟที่บรรจุอยู่ในสุญญากาศ นอกเหนือจากไส้หลอดคาร์บอน ซึ่งเป็นแผ่นโลหะ A ซึ่งดึงตัวนำ P ออกมา หากเชื่อมต่อสายไฟผ่านกัลวาโนมิเตอร์เข้ากับปลายด้านบวกของ ฟิลาเมนต์แล้วกระแสจะไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์ ถ้าต่อกับขั้วลบ ก็จะตรวจไม่พบกระแสไฟฟ้า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์เอดิสัน ปรากฏการณ์การปล่อยอิเล็กตรอนจากโลหะร้อนและวัตถุอื่นๆ ในสุญญากาศหรือก๊าซเรียกว่าการปล่อยความร้อน

3. ขั้นตอนของการพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์

ขั้นที่ 1 ขั้นตอนแรกรวมถึงการประดิษฐ์หลอดไส้ในปี 1809 โดย Ladygin วิศวกรชาวรัสเซีย

การค้นพบในปี พ.ศ. 2417 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน บราวน์ เกี่ยวกับผลการแก้ไขหน้าสัมผัสของโลหะและเซมิคอนดักเตอร์ การใช้เอฟเฟกต์นี้โดยโปปอฟ นักประดิษฐ์ชาวรัสเซียเพื่อตรวจจับสัญญาณวิทยุทำให้เขาสามารถสร้างเครื่องรับวิทยุเครื่องแรกได้ วันที่ประดิษฐ์วิทยุถือเป็นวันที่ 7 พฤษภาคม พ.ศ. 2438 เมื่อโปปอฟรายงานและสาธิตในการประชุมแผนกฟิสิกส์ของสมาคมฟิสิกส์และเคมีแห่งรัสเซียในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก และเมื่อวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2439 โปปอฟได้ส่งข้อความวิทยุชุดแรกในระยะทาง 350 เมตร ความสำเร็จของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในช่วงเวลาของการพัฒนานี้มีส่วนทำให้เกิดการพัฒนาวิทยุโทรเลข ในเวลาเดียวกันรากฐานทางวิทยาศาสตร์ของวิศวกรรมวิทยุได้รับการพัฒนาเพื่อทำให้การออกแบบเครื่องรับวิทยุง่ายขึ้นและเพิ่มความไว ในประเทศต่าง ๆ มีการพัฒนาและการวิจัยกับเครื่องตรวจจับการสั่นสะเทือนความถี่สูงที่ง่ายและเชื่อถือได้ประเภทต่างๆ

2. ขั้นตอนที่สองในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เริ่มขึ้นในปี 1904 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Fleming ออกแบบไดโอดสูญญากาศไฟฟ้า ส่วนหลักของไดโอด (รูปที่ 2) คืออิเล็กโทรดสองตัวที่อยู่ในสุญญากาศ แอโนดโลหะ (A) และแคโทดโลหะ (K) ได้รับความร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าจนถึงอุณหภูมิที่เกิดการปล่อยความร้อน

ที่สุญญากาศสูง การปล่อยก๊าซระหว่างอิเล็กโทรดจะทำให้เส้นทางอิสระของอิเล็กตรอนเกินระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น เมื่อแรงดันไฟฟ้า Va ที่ขั้วบวกเป็นบวกสัมพันธ์กับแคโทด อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปทาง ขั้วบวกทำให้เกิดกระแส Ia ในวงจรขั้วบวก เมื่อแรงดันแอโนด Va เป็นลบ อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจะกลับสู่แคโทดและกระแสในวงจรแอโนดจะเป็นศูนย์ ดังนั้นไดโอดสูญญากาศจึงมีการนำไฟฟ้าทางเดียวซึ่งใช้ในการแก้ไขกระแสสลับ ในปี 1907 วิศวกรชาวอเมริกัน Lee de Forest ได้กำหนดไว้ว่าโดยการวางตาข่ายโลหะ (c) ระหว่างแคโทด (K) และแอโนด (A) และจ่ายแรงดันไฟฟ้า Vc ไปที่ตาข่ายดังกล่าว จะทำให้กระแสแอโนด Ia สามารถควบคุมได้ในทางปฏิบัติโดยไม่มีความเฉื่อย และด้วย การใช้พลังงานต่ำ นี่คือลักษณะของหลอดขยายสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์หลอดแรก - ไตรโอด (รูปที่ 3) คุณสมบัติของมันในฐานะอุปกรณ์สำหรับขยายและสร้างการสั่นความถี่สูงนำไปสู่การพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารทางวิทยุ หากความหนาแน่นของก๊าซที่บรรจุในกระบอกสูบสูงมากจนเส้นทางอิสระของอิเล็กตรอนเฉลี่ยน้อยกว่าระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดดังนั้นการไหลของอิเล็กตรอนที่ผ่านระยะระหว่างอิเล็กโทรดจะมีปฏิกิริยากับตัวกลางที่เป็นก๊าซซึ่งเป็นผลมาจากการที่ คุณสมบัติของตัวกลางเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ตัวกลางของก๊าซจะถูกแตกตัวเป็นไอออนและเปลี่ยนเป็นสถานะพลาสมา โดยมีคุณลักษณะการนำไฟฟ้าสูง คุณสมบัติของพลาสมานี้ถูกใช้โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ Hell ใน gastron ที่เขาพัฒนาขึ้นในปี 1905 ซึ่งเป็นไดโอดเรียงกระแสอันทรงพลังที่เต็มไปด้วยก๊าซ การประดิษฐ์แกสตรอนถือเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาอุปกรณ์สูญญากาศไฟฟ้าที่ปล่อยก๊าซ การผลิตหลอดสุญญากาศเริ่มมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในประเทศต่างๆ การพัฒนานี้ได้รับการกระตุ้นอย่างมากจากความสำคัญทางทหารของการสื่อสารทางวิทยุ พ.ศ. 2456 - 2462 จึงเป็นช่วงที่เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ในปีพ.ศ. 2456 Meissner วิศวกรชาวเยอรมันได้พัฒนาวงจรสำหรับตัวรับการสร้างหลอดใหม่ และใช้ไตรโอด ทำให้ได้รับฮาร์มอนิกออสซิลเลชันที่ไม่มีการหน่วง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ทำให้สามารถเปลี่ยนสถานีวิทยุประกายไฟและอาร์คด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหลอดได้ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาวิทยุโทรศัพท์ได้จริง ตั้งแต่นั้นมาเทคโนโลยีวิทยุก็กลายเป็นเทคโนโลยีหลอด ในรัสเซีย หลอดวิทยุชุดแรกผลิตขึ้นในปี พ.ศ. 2457 ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กโดย Nikolai Dmitrievich Papaleksi ที่ปรึกษาของ Russian Society of Wireless Telegraphy ซึ่งเป็นนักวิชาการในอนาคตของ USSR Academy of Sciences Papaleksi สำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัย Strasbourg ซึ่งเขาทำงานให้กับ Brown หลอดวิทยุ Papaleksi หลอดแรกไม่ใช่สุญญากาศ แต่เต็มไปด้วยก๊าซ (ปรอท) เนื่องจากขาดการสูบน้ำที่สมบูรณ์แบบ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2457 - 2459 Papaleksi ทำการทดลองเกี่ยวกับวิทยุโทรเลข เขาทำงานด้านการสื่อสารทางวิทยุกับเรือดำน้ำ เขาเป็นผู้นำการพัฒนาหลอดวิทยุในประเทศตัวอย่างแรก ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2466 - 2478 ร่วมกับ Mandelstam เขาเป็นหัวหน้าแผนกวิทยาศาสตร์ของห้องปฏิบัติการวิทยุกลางในเลนินกราด ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2478 เขาทำงานเป็นประธานสภาวิทยาศาสตร์ด้านรังสีฟิสิกส์และวิศวกรรมวิทยุที่ USSR Academy of Sciences

หลอดรับและขยายสัญญาณวิทยุสูญญากาศไฟฟ้าเครื่องแรกในรัสเซียผลิตโดย Bonch-Bruevich เขาเกิดที่เมืองโอเรล (พ.ศ. 2431) ในปี 1909 เขาสำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนวิศวกรรมศาสตร์ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ในปี พ.ศ. 2457 เขาสำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนวิศวกรรมไฟฟ้าของเจ้าหน้าที่ จากปี 1916 ถึง 1918 เขามีส่วนร่วมในการสร้างหลอดอิเล็กทรอนิกส์และจัดการการผลิต ในปี 1918 เขาเป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการวิทยุ Nizhny Novgorod โดยรวบรวมผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยุที่เก่งที่สุดในยุคนั้น (Ostryakov, Pistolkors, Shorin, Losev) ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2462 การผลิตหลอดสุญญากาศไฟฟ้า RP-1 อย่างต่อเนื่องเริ่มขึ้นที่ห้องปฏิบัติการวิทยุ Nizhny Novgorod ในปี 1920 Bonch-Bruevich เสร็จสิ้นการพัฒนาโคมไฟเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องแรกของโลกที่มีขั้วบวกทองแดงและระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ด้วยกำลังสูงถึง 1 กิโลวัตต์ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันผู้มีชื่อเสียงซึ่งได้ทำความคุ้นเคยกับความสำเร็จของห้องปฏิบัติการ Nizhny Novgorod ได้ตระหนักถึงความสำคัญของรัสเซียในการสร้างโคมไฟเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทรงพลัง การทำงานอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการสร้างอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้าเริ่มต้นขึ้นที่เมืองเปโตรกราด Chernyshev, Bogoslovsky, Vekshinsky, Obolensky, Shaposhnikov, Zusmanovsky, Alexandrov ทำงานที่นี่ การประดิษฐ์แคโทดที่ให้ความร้อนมีความสำคัญต่อการพัฒนาเทคโนโลยีสุญญากาศไฟฟ้า ในปีพ.ศ. 2465 มีการสร้างโรงงานสุญญากาศไฟฟ้าในเมือง Petrograd ซึ่งรวมเข้ากับโรงงานโคมไฟไฟฟ้า Svetlana ในห้องปฏิบัติการวิจัยของโรงงานแห่งนี้ Vekshinsky ได้ทำการวิจัยหลายแง่มุมในสาขาฟิสิกส์และเทคโนโลยีของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (เกี่ยวกับคุณสมบัติการแผ่รังสีของแคโทด วิวัฒนาการของก๊าซของโลหะและแก้ว และอื่น ๆ )

การเปลี่ยนจากคลื่นยาวไปเป็นคลื่นสั้นและปานกลาง และการประดิษฐ์ซูเปอร์เฮเทอโรไดน์และการพัฒนาระบบกระจายเสียงวิทยุ จำเป็นต้องมีการพัฒนาหลอดที่ก้าวหน้ากว่าไตรโอด โคมไฟป้องกันที่มีสองกริด (tetrode) พัฒนาในปี 1924 และปรับปรุงในปี 1926 โดย American Hell และหลอดสุญญากาศไฟฟ้าที่มีสามกริด (เพนโทด) เสนอโดยเขาในปี 1930 แก้ไขปัญหาการเพิ่มความถี่การทำงานของวิทยุ ออกอากาศ Pentodes ได้กลายเป็นหลอดวิทยุที่พบมากที่สุด การพัฒนาวิธีการพิเศษในการรับวิทยุทำให้เกิดหลอดวิทยุแปลงความถี่แบบหลายกริดรูปแบบใหม่ในปี พ.ศ. 2477-2478 นอกจากนี้ยังมีหลอดวิทยุแบบรวมที่หลากหลายซึ่งการใช้งานดังกล่าวทำให้สามารถลดจำนวนหลอดวิทยุในเครื่องรับได้อย่างมาก ความสัมพันธ์ระหว่างเครื่องดูดฝุ่นไฟฟ้าและวิศวกรรมวิทยุเริ่มชัดเจนเป็นพิเศษในช่วงเวลาที่วิศวกรรมวิทยุเปลี่ยนไปสู่การพัฒนาและการใช้ช่วง VHF (คลื่นสั้นพิเศษ - ช่วงเมตร เดซิเมตร เซนติเมตร และมิลลิเมตร) เพื่อจุดประสงค์นี้ ประการแรก หลอดวิทยุที่รู้จักอยู่แล้วได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ประการที่สอง อุปกรณ์สูญญากาศไฟฟ้าได้รับการพัฒนาโดยมีหลักการใหม่ในการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอน ซึ่งรวมถึงแมกนีตรอนหลายช่อง (พ.ศ. 2481), ไคลสตรอน (พ.ศ. 2485), หลอด BWO แบบคลื่นย้อนกลับ (พ.ศ. 2496) อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถสร้างและขยายการสั่นของความถี่ที่สูงมาก รวมถึงช่วงคลื่นมิลลิเมตรด้วย ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีสุญญากาศไฟฟ้าเหล่านี้นำไปสู่การพัฒนาอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การนำทางด้วยวิทยุ การเคลือบด้วยวิทยุ และการสื่อสารหลายช่องสัญญาณแบบพัลซ์

ในปี 1932 Rozhansky นักรังสีฟิสิกส์ชาวโซเวียตเสนอการสร้างอุปกรณ์ที่มีการมอดูเลตการไหลของอิเล็กตรอนด้วยความเร็ว ตามแนวคิดของเขา Arsenyev และ Heil ในปี 1939 ได้สร้างอุปกรณ์ชิ้นแรกสำหรับขยายและสร้างการสั่นของไมโครเวฟ (ความถี่สูงพิเศษ) สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับเทคโนโลยีคลื่นเดซิเมตรคือผลงานของ Devyatkov, Khokhlov, Gurevich ซึ่งในปี 1938 - 1941 ได้ออกแบบ triodes ด้วยอิเล็กโทรดดิสก์แบบแบน ใช้หลักการเดียวกันนี้ โคมไฟโลหะเซรามิกผลิตในเยอรมนี และโคมไฟบีคอนผลิตในสหรัฐอเมริกา

สร้างขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2486 หลอดคลื่นเคลื่อนที่ (TWT) ของ Compfner ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการพัฒนาเพิ่มเติมของระบบสื่อสารรีเลย์วิทยุไมโครเวฟ เพื่อสร้างการสั่นของไมโครเวฟที่ทรงพลัง แมกนีตรอนถูกเสนอในปี 1921 โดยนรก การวิจัยเกี่ยวกับแมกนีตรอนดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย - Slutsky, Grekhova, Steinberg, Kalinin, Zusmanovsky, Braude ในญี่ปุ่น - Yagi, Okabe แมกนีตรอนสมัยใหม่เกิดขึ้นในปี 1936 - 1937 เมื่อตามแนวคิดของ Bonch-Bruevich ผู้ทำงานร่วมกันของเขา Alekseev และ Molyarov พัฒนาแมกนีตรอนหลายช่อง

ในปี พ.ศ. 2477 พนักงานของห้องปฏิบัติการวิทยุกลาง Korovin และ Rumyantsev ได้ทำการทดลองครั้งแรกเกี่ยวกับการใช้ตำแหน่งรังสีและการกำหนดเครื่องบินบิน ในปี พ.ศ. 2478 รากฐานทางทฤษฎีของการฉายรังสีได้รับการพัฒนาที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีเลนินกราดโดย Kobzarev พร้อมกับการพัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้าสุญญากาศ ในขั้นตอนที่สองของการพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ปล่อยก๊าซก็ถูกสร้างขึ้นและปรับปรุง

ในปี 1918 จากผลงานวิจัยของ Dr. Schröter บริษัท Pintsch ของเยอรมนีได้ผลิตโคมไฟเรืองแสงทางอุตสาหกรรมตัวแรกที่ 220 V โดยเริ่มต้นในปี 1921 บริษัทสัญชาติดัตช์ Philips ได้ผลิตหลอดเรืองแสงนีออนดวงแรกที่ใช้ไฟ 110 V ในสหรัฐอเมริกา หลอดนีออนขนาดเล็กหลอดแรกปรากฏในปี พ.ศ. 2472

4. วิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์การพัฒนาใหม่

ในช่วงหลังสงคราม การสร้างเครือข่ายโทรทัศน์อิเล็กทรอนิกส์และการผลิตเครื่องรับโทรทัศน์สำหรับการใช้งานจำนวนมาก การแนะนำการสื่อสารทางวิทยุในส่วนต่างๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ การคมนาคม การสำรวจทางธรณีวิทยา และการก่อสร้างได้เริ่มต้นขึ้น เครื่องมือวัดระยะไกลแบบหลายช่องสัญญาณกำลังถูกสร้างขึ้นสำหรับดาวเทียมโลก การติดตามด้วยวิทยุ และการสื่อสารกับดาวเทียมจากพื้นที่ต่างๆ และในมหาสมุทรโลก

เมื่อถึงช่วงเวลานี้ ยุคของหลอดอิเล็กทรอนิกส์สิ้นสุดลง และเวลาของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์เริ่มต้นขึ้น สิ่งนี้จำเป็นต้องมีการปรับโครงสร้างใหม่ในระบบการฝึกอบรมผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบและการผลิตผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมวิทยุตามหลักการใหม่และฐานองค์ประกอบ จุดเริ่มต้นของทศวรรษที่ 70 ย้อนกลับไปถึงการปรากฏตัวของวงจรรวม เทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ การสื่อสารทางวิทยุในอวกาศระยะไกลพิเศษ และกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดยักษ์ที่สามารถรับสัญญาณวิทยุจากส่วนลึกของอวกาศ ต้องขอบคุณความสำเร็จของเทคโนโลยีจรวดและการวัดระยะไกลด้วยวิทยุ นักดาราศาสตร์จึงได้เรียนรู้เกี่ยวกับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะมากกว่าในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์นี้ที่มีอายุหลายศตวรรษก่อนหน้านี้

วิศวกรรมวิทยุสมัยใหม่เป็นหนึ่งในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงที่มีส่วนร่วมในการค้นหาการใช้งานใหม่ของกระบวนการออสซิลเลเตอร์ไฟฟ้าในสาขาต่างๆ การพัฒนาอุปกรณ์วิทยุ การผลิตและการนำไปใช้จริง ด้วยความพยายามของนักวิทยาศาสตร์และนักออกแบบหลายพันคนทั้งในและต่างประเทศโดยอิงจากความสำเร็จของอิเล็กทรอนิกส์และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรรมวิทยุเพิ่งประสบกับการก้าวกระโดดเชิงคุณภาพอีกครั้งในทุกทิศทางอย่างแท้จริง

การพัฒนาพื้นที่การใช้งานแบบดั้งเดิมอย่างต่อเนื่อง - วิทยุกระจายเสียง, โทรทัศน์, เรดาร์, การค้นหาทิศทางวิทยุ, การวัดระยะไกลด้วยวิทยุ, การสื่อสารรีเลย์วิทยุ - ผู้เชี่ยวชาญได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในตัวบ่งชี้คุณภาพทั้งหมดของอุปกรณ์วิทยุ ทำให้ทันสมัยและสะดวกในการใช้งานมากขึ้น ขอบเขตของการใช้วิศวกรรมวิทยุยังขยายออกไปอีกด้วย: ในทางการแพทย์ - สำหรับการรักษาโรคด้วยกระแสความถี่สูงพิเศษ ในชีววิทยา - เพื่อศึกษาพฤติกรรมและการย้ายถิ่นของสัตว์ ปลา และนกโดยใช้วิธีการค้นหาทิศทางด้วยคลื่นวิทยุ ในวิศวกรรมเครื่องกล - สำหรับ การชุบแข็งชิ้นส่วนโลหะด้วยความถี่สูง

วิศวกรรมวิทยุสมัยใหม่ยังเป็นอุตสาหกรรมวิศวกรรมวิทยุขนาดใหญ่ที่ผลิตโทรทัศน์ขาวดำและสีหลายล้านเครื่อง เครื่องรับแบรนด์และหมวดหมู่ที่หลากหลาย ไม่ต้องพูดถึงอุปกรณ์พิเศษสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ สถานีวิทยุอเนกประสงค์ - จากอันทรงพลัง กระจายเสียงไปยังมือถือแบบพกพาและพกพา

สถานประกอบการด้านวิศวกรรมวิทยุยังเป็นผู้ผลิตส่วนสำคัญของส่วนประกอบอุปกรณ์วิทยุอีกด้วย: คอยล์คอยล์, หม้อแปลงสำหรับวัตถุประสงค์ต่าง ๆ, สวิตช์แบนด์, ตัวยึดต่าง ๆ และอีกมากมายที่จำเป็นในอุปกรณ์สมัยใหม่ จึงมีลักษณะของอาชีพการทำงานที่หลากหลาย ซึ่งหลายอาชีพจำเป็นต้องได้รับการฝึกอบรมในระบบอาชีวศึกษา ตัวอย่างเช่น ตรายางของผลิตภัณฑ์โลหะและพลาสติก อาชีพเหล่านี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการผลิตกล่องเครื่องมือ ชิ้นส่วนโครงสร้าง และชิ้นส่วนที่มีการกำหนดค่าที่ซับซ้อน อันที่จริงสิ่งเหล่านี้คือผู้ควบคุมเครื่องอัดพิเศษที่ควบคุมส่วนการทำงานที่ควบคุมจังหวะการทำงาน ความเร็วในการจัดหาวัสดุและชิ้นงาน

ความจำเป็นในการเพิ่มความเร็วของคอมพิวเตอร์บังคับให้ผู้เชี่ยวชาญมองหาวิธีการใหม่ในการปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตไมโครวงจรเพิ่มประสิทธิภาพองค์กรทางสถาปัตยกรรมและหลักการทางกายภาพของการประมวลผลข้อมูลดิจิทัลและลอจิคัล วิธีการอิเล็กทรอนิกส์ภาคพื้นดินและอวกาศ โทรทัศน์ โทรศัพท์ และระบบโทรมาตรที่ทราบอยู่แล้วกำลังเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก

วิธีการประมวลผลสัญญาณแบบดิจิทัล การเปลี่ยนไปใช้ความถี่สูงพิเศษ การใช้ระบบดาวเทียมอย่างกว้างขวางเป็นตัวส่งสัญญาณโทรทัศน์แบบหลายโปรแกรม ระบบนำทางที่แม่นยำเป็นพิเศษ เพื่อช่วยเหลือผู้ประสบภัยในทะเลอย่างทันท่วงที บริการพยากรณ์อากาศ และใน การศึกษาทรัพยากรธรรมชาติกำลังถูกนำมาใช้มากขึ้นในด้านเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้

ความก้าวหน้ามากมายในสาขาไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทำให้เกิดความจำเป็นในการแก้ไขมาตรฐานที่กำหนดไว้สำหรับส่วนประกอบทั้งหมดที่ใช้ในอุปกรณ์หลากหลายประเภท - ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์และตัวเชื่อมต่อ เทเลเมคานิกส์ และชิ้นส่วนระบบอัตโนมัติ ข้อกำหนดด้านความถูกต้องแม่นยำของพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าและคุณลักษณะทางกลของผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องก็มีการเปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐานเช่นกัน ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ในครัวเรือนที่ผลิตจำนวนมาก เช่น เครื่องเล่น เครื่องบันทึกเทป เครื่องบันทึกวิดีโอ ปัจจุบันเป็นอุปกรณ์ที่แม่นยำมาก อันที่จริงเป็นโลหะผสมของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนและกลไกคุณภาพสูง

หากเราพูดถึงอุปกรณ์พิเศษ เครื่องมือกล อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ หุ่นยนต์สมัยใหม่ที่ใช้ในการผลิตไมโครวงจร ข้อกำหนดด้านความแม่นยำก็จะยิ่งสูงขึ้นไปอีก ดังนั้นผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่หลายประเภทจึงผลิตขึ้นโดยใช้กล้องจุลทรรศน์และระบบตรวจสอบวิดีโอซึ่งให้ภาพชิ้นส่วนที่ผลิตคุณภาพสูงบนหน้าจอโทรทัศน์ขนาดใหญ่

เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์และส่วนประกอบอื่นๆ มากมายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผลิตขึ้นจากวัสดุบริสุทธิ์พิเศษพิเศษ ได้แก่ ซิลิคอน แซฟไฟร์ แกลเลียมอาร์เซไนด์ ธาตุหายาก โลหะมีค่า และโลหะผสมของพวกมัน การดำเนินการทางเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดในการผลิตวงจรรวมเซมิคอนดักเตอร์เกิดขึ้นในห้องที่มีความสะอาดปลอดเชื้อ อุณหภูมิคงที่ และความดันอากาศส่วนเกิน เพื่อไม่ให้แหล่งปนเปื้อนภายนอก ในการผลิตดังกล่าว คนงานทุกคนสวมชุดสูทพิเศษและรองเท้าที่เหมาะสม พวกเขาต้องการการมองเห็นที่ดีอย่างแน่นอนและห้ามใช้มือสั่น (สั่น)

การย่อส่วนและระบบอัตโนมัติของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถใช้องค์ประกอบของเทคโนโลยีไร้คนขับได้แม้ในขั้นตอนนี้เมื่อผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์บางประเภทถูกผลิตขึ้นโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของมนุษย์โดยตรง: วัตถุดิบจะถูกส่งไปยังอินพุตของสายการผลิตหรือส่วนต่างๆ และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะได้รับที่เอาท์พุต แต่สินค้าส่วนใหญ่ยังคงผลิตโดยการมีส่วนร่วมของมนุษย์ ดังนั้น รายชื่อวิชาชีพการทำงานจึงมีค่อนข้างมาก ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของการผลิตผลิตภัณฑ์มักจะเกี่ยวข้องกับการเพิ่มการดำเนินการทางเทคโนโลยีที่จำเป็นและความจำเพาะของพวกเขา นี่แสดงถึงความต้องการความเชี่ยวชาญเฉพาะทางระดับมืออาชีพของคนงานในการเรียนรู้อุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ซับซ้อนและความรู้ทุกอย่างที่รองรับการดำเนินการทางเทคโนโลยีนี้ตลอดจนปัจจัยทั้งหมดที่ส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ผลิต

อาชีพที่พบบ่อยและจำเป็นที่สุดคือผู้ปฏิบัติงานกระบวนการพ่นสุญญากาศ ผู้ดำเนินการกระบวนการแพร่ ช่างปรับชิ้นส่วนและอุปกรณ์ ผู้ทดสอบชิ้นส่วนและอุปกรณ์ และอื่นๆ

ผลิตภัณฑ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์มีเพิ่มขึ้นทุกปี และแนวโน้มนี้ไม่น่าจะเปลี่ยนแปลงในอนาคตอันใกล้ เป็นการผลิตไมโครวงจรที่มีการบูรณาการในระดับสูงที่สามารถตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของเศรษฐกิจของประเทศของเรา นี่คือโอกาสในการพัฒนาอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

5. ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์

ในโลกสมัยใหม่ เราได้รับโอกาสในการค้นหาบุคคลที่เหมาะสมซึ่งอาศัยอยู่อีกซีกโลกหนึ่ง ค้นหาข้อมูลที่จำเป็นโดยไม่ต้องลุกจากเก้าอี้ และดำดิ่งสู่โลกที่น่าหลงใหลทั้งในอดีตหรืออนาคต งานประจำและงานที่ใช้แรงงานเข้มข้นทั้งหมดได้รับความไว้วางใจให้กับหุ่นยนต์และเครื่องจักรมายาวนาน การดำรงอยู่ไม่เรียบง่ายและเข้าใจง่ายเหมือนเมื่อก่อน แต่ให้ความบันเทิงและให้ความรู้มากขึ้นอย่างแน่นอน

ชีวิตของเราเต็มไปด้วยเทคโนโลยีวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์ มีสายไฟและการเชื่อมต่อสายเคเบิลที่ไม่มีที่สิ้นสุด เราได้รับผลกระทบจากสัญญาณไฟฟ้าและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า อันเป็นผลมาจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และวิทยุ การสื่อสารเคลื่อนที่ได้ลบขอบเขตทั้งเชิงพื้นที่และเชิงเวลาทั้งหมด บริการจัดส่งทางไปรษณีย์ของร้านค้าออนไลน์ทำให้เราไม่ต้องเดินทางไปช้อปปิ้งและต่อคิวที่ยากลำบากและน่าเบื่อ ทั้งหมดนี้ได้รับการจัดตั้งขึ้นอย่างมั่นคงในชีวิตของเราจนเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่าผู้คนจัดการได้อย่างไรโดยปราศจากมันมานานหลายศตวรรษ การพัฒนาวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์มีส่วนทำให้คอมพิวเตอร์ไมโครโปรเซสเซอร์เข้ามาในชีวิต ระบบอัตโนมัติที่สมบูรณ์ของการผลิตบางประเภท และการสร้างการเชื่อมต่อกับจุดที่ไม่สามารถเข้าถึงได้มากที่สุดซึ่งออกแบบมาเพื่อดำเนินการแลกเปลี่ยนข้อมูล

ทุกๆ วัน โลกเริ่มตระหนักถึงนวัตกรรมทางวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และวิทยุ แม้ว่าโดยส่วนใหญ่แล้ว สิ่งเหล่านี้จะไม่กลายเป็นนวัตกรรมที่แท้จริง เนื่องจากมีเพียงคุณลักษณะเชิงปริมาณเท่านั้นที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งทำได้โดยการวางองค์ประกอบจำนวนมากขึ้นบนหน่วยพื้นที่คงที่ และแนวคิดนั้นอาจจะผ่านมาแล้วหนึ่งปีหรือมากกว่านั้น ความก้าวหน้าเป็นสิ่งที่น่าสนใจสำหรับคนจำนวนมากอย่างไม่ต้องสงสัย ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่ทุกคนที่สนใจจะต้องรวมตัวกัน แบ่งปันข้อสังเกตและการค้นพบ สร้างสรรค์และประยุกต์ใช้สิ่งประดิษฐ์ใหม่ยอดนิยมอย่างแท้จริง ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงมาตรฐานการครองชีพของผู้คนทั่วโลก

เรามักจะได้ยินเกี่ยวกับแนวคิดต่างๆ เช่น วิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้อุปกรณ์และอุปกรณ์ที่หลากหลายในชีวิตประจำวัน เพื่อให้เข้าใจโครงสร้างหรือการทำงานขององค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่ง เราต้องใช้ความช่วยเหลือจากอินเทอร์เน็ต นิตยสารและหนังสือเฉพาะทางต่างๆ

การพัฒนาวิทยาศาสตร์วิศวกรรมวิทยุเริ่มต้นขึ้นเมื่อมีสถานีวิทยุแห่งแรกที่ทำงานด้วยคลื่นวิทยุสั้น เมื่อเวลาผ่านไป การสื่อสารทางวิทยุก็ดีขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนไปใช้คลื่นวิทยุที่ยาวขึ้นและการปรับปรุงเครื่องส่งสัญญาณ

เป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงการทำงานของระบบโทรทัศน์หรือวิทยุโดยไม่มีอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมและอวกาศ ในการควบคุมระยะไกล เรดาร์ และการนำทางด้วยวิทยุ นอกจากนี้ อุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุยังถูกนำมาใช้แม้กระทั่งในด้านชีววิทยาและการแพทย์ แท็บเล็ต เครื่องเล่นเสียงและวิดีโอ แล็ปท็อป และโทรศัพท์ - นี่คือรายการอุปกรณ์วิทยุที่เราพบทุกวันที่ไม่สมบูรณ์ องค์ประกอบที่สำคัญในระบบเศรษฐกิจของประเทศใด ๆ คือการจัดการการลงทุน อุตสาหกรรมวิศวกรรมวิทยุ เช่นเดียวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง รุ่นเก่ากำลังได้รับการปรับปรุง และอุปกรณ์ใหม่ทั้งหมดก็ปรากฏขึ้น

ควรสังเกตว่าวิศวกรรมวิทยุและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกประเภททำให้ชีวิตของเราง่ายขึ้นทำให้น่าสนใจและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น และคงไม่มีใครชื่นชมยินดีที่ทุกวันนี้คนหนุ่มสาวจำนวนมากที่ต้องการมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์ได้เข้าเรียนในสถาบันการศึกษาระดับสูงและมัธยมศึกษาในคณะที่เกี่ยวข้อง สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าในอนาคตสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเหล่านี้จะไม่หยุดนิ่ง แต่จะปรับปรุงและเติมเต็มชีวิตของเราด้วยอุปกรณ์และอุปกรณ์ที่น่าสนใจยิ่งขึ้นต่อไป

หนังสือที่ใช้แล้ว

1. พจนานุกรมคำต่างประเทศ ฉบับที่ 9 สำนักพิมพ์ "ภาษารัสเซีย" 2522 ฉบับที่ - อ.: “ภาษารัสเซีย”, 2525 - 608 หน้า

2. วิโนกราดอฟ ยู.วี. “พื้นฐานของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์” เอ็ด ประการที่ 2 เพิ่ม ม., “พลังงาน”, 2515 - 536 น.

3. นิตยสารวิทยุ ฉบับที่ 12 พ.ศ. 2521

4. บทความสมัยใหม่จากนิตยสารเกี่ยวกับวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์

โพสต์บน Allbest.ru

...

เอกสารที่คล้ายกัน

    แนวคิด ขอบเขต ส่วนหลัก และทิศทางการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ลักษณะทั่วไปของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัม โซลิดสเตต และสุญญากาศ ทิศทางการพัฒนาและการประยุกต์ในสังคมสมัยใหม่ ข้อดีและข้อเสียของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลาสม่า

    บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 02/08/2013

    ศึกษาต้นกำเนิดและขั้นตอนการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โซลิดสเตต การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ของไมเคิล ฟาราเดย์, เฟอร์ดินันด์ บราวน์ (การสร้างโทรเลขไร้สาย) เครื่องตรวจจับคริสตัล "cat's whisker" ของ Picard การพัฒนาเครื่องตรวจจับ-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า O.V. โลเซฟ.

    บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 12/09/2010

    การสื่อสารทางวิทยุเป็นการส่งและรับข้อมูลโดยใช้คลื่นวิทยุที่แพร่กระจายในอวกาศโดยไม่ต้องใช้สายไฟ ความหลากหลายและขอบเขตของการใช้งานจริงในปัจจุบัน พื้นฐานทางกายภาพของการส่งภาพทางโทรทัศน์ ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์วิทยุ

    การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 23/04/2013

    ขั้นตอนหลักของการออกแบบอุปกรณ์ บทบาทและตำแหน่งของอุตสาหกรรมวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ในระบบเทคโนโลยีแห่งชาติของรัสเซีย การก่อตัวของตลาดการพัฒนาสัญญา เทคโนโลยีการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และวงจรรวม

    งานหลักสูตร เพิ่มเมื่อ 22/11/2010

    การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ทางธรรมชาติในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า อุปกรณ์สื่อสารไร้สายเครื่องแรก การก่อตัวของรากฐานทางวิทยาศาสตร์ของวิศวกรรมวิทยุ จุดเริ่มต้นของการสื่อสารไร้สาย การนำสถานีวิทยุเข้าสู่การผลิตจำนวนมาก ประวัติความเป็นมาของวิทยุและ "โทรเลขไร้สาย"

    บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 06/10/2558

    อุปกรณ์ตรวจวัดบนโครงข่ายโทรคมนาคมสมัยใหม่ สถานะของการพัฒนาตลาดอุปกรณ์การวัด ระบบและอุปกรณ์การวัดการปฏิบัติงาน ช่องทางและเส้นทางทั่วไปของเครือข่ายหลัก ระบบส่งสัญญาณแสงที่ทันสมัย

    วิทยานิพนธ์เพิ่มเมื่อ 06/01/2555

    ขั้นตอนของการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สารสนเทศ เครื่องขยายสัญญาณไฟฟ้า การพัฒนาเทคโนโลยีสารสนเทศสารกึ่งตัวนำ ลอจิกแบบรวมและไมโครวงจรแอนะล็อก เครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์พร้อมหน่วยความจำ ไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์

    บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 27/10/2554

    ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของวิศวกรรมไฟฟ้า การทดลองครั้งแรกกับไฟฟ้า การประยุกต์เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ในการบรรยายปรากฏการณ์เปิด การสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าและโทรเลข การสาธิตเครื่องรับวิทยุต่อสาธารณะโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A.S. โปปอฟในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2438

    บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 08/09/2558

    ขั้นตอนและแนวโน้มในการพัฒนาไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ซิลิคอนและคาร์บอนเป็นวัสดุของระบบเทคนิคและสิ่งมีชีวิต ลักษณะทางกายภาพของคุณสมบัติของแข็ง อิออนและเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ วัสดุที่มีแนวโน้มสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: ดีบุกสีเทา, เทลลูไรด์ปรอท

    บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 23/06/2010

    ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์และการพัฒนากล้อง การศึกษาฟังก์ชันหลัก ข้อดีและข้อเสียของกล้องดิจิตอลในตัว กล้องคอมแพค และ SLR ทบทวนวิธีการบันทึกภาพลงสื่อดิจิทัล ลักษณะของกระบวนการเลือกโหมดถ่ายภาพ

แนวคิดของ "อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ" เกิดขึ้นจากการผสมผสานแนวคิดของ "วิศวกรรมวิทยุ" และ "อิเล็กทรอนิกส์" เข้าด้วยกัน

วิศวกรรมวิทยุเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ที่ใช้การสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความถี่วิทยุเพื่อส่งข้อมูลในระยะทางไกล

อิเล็กทรอนิกส์เป็นสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ใช้ปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ของตัวพาประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในสุญญากาศ ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง การพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถสร้างฐานองค์ประกอบสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุได้

ด้วยเหตุนี้ วิทยุอิเล็กทรอนิกส์จึงเป็นชื่อรวมของสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจำนวนหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการส่งผ่านและการเปลี่ยนแปลงข้อมูลโดยอาศัยการใช้การสั่นและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่วิทยุ สาขาวิชาหลักคือวิศวกรรมวิทยุและอิเล็กทรอนิกส์ วิธีการและวิธีการอิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่

ขั้นตอนหลักในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ

วันเกิดของวิทยุถือเป็นวันที่ 7 พฤษภาคม พ.ศ. 2438 เมื่อ A.S. โปปอฟสาธิต “อุปกรณ์สำหรับตรวจจับและบันทึกการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้า” โดยเป็นอิสระจากโปปอฟ แต่ช้ากว่าเขา มาร์โคนีเมื่อปลายปี พ.ศ. 2438 ได้ทำการทดลองทางวิทยุโทรเลขของโปปอฟซ้ำอีกครั้ง

การประดิษฐ์วิทยุเป็นผลสืบเนื่องทางตรรกะของการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ในปี พ.ศ. 2374 เอ็ม. ฟาราเดย์ ค้นพบปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ในปี พ.ศ. 2403-2408 เจ.ซี. แม็กซ์เวลล์สร้างทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสนอระบบสมการพลศาสตร์ไฟฟ้าที่อธิบายพฤติกรรมของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน G. Hertz ในปี พ.ศ. 2431 เป็นคนแรกที่ทดลองยืนยันการมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและค้นพบวิธีที่จะกระตุ้นและตรวจจับพวกมัน การค้นพบเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายในในปี พ.ศ. 2416 โดย W. Smith และเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอกในปี พ.ศ. 2430 โดย G. Hertz ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาด้านเทคนิคของอุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริก การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์เหล่านี้จัดทำขึ้นโดยคนอื่นๆ อีกหลายคน

ขณะเดียวกันเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ก็กำลังพัฒนา ในปี พ.ศ. 2427 ที. เอดิสัน ค้นพบการปล่อยความร้อน และในขณะที่ริชาร์ดสันกำลังศึกษาปรากฏการณ์นี้ในปี พ.ศ. 2444 หลอดรังสีแคโทดได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว อุปกรณ์สูญญากาศไฟฟ้าเครื่องแรกที่มีแคโทดเทอร์โมนิก - ไดโอด - ได้รับการพัฒนาโดย D.A. เฟลมมิงในปี 1904 ในสหราชอาณาจักรและใช้เพื่อแก้ไขการสั่นความถี่สูงในเครื่องรับวิทยุ ในปี 1905 นรกได้ประดิษฐ์ gastron ในปี 1906-1907 ถูกทำเครื่องหมายโดยการสร้างสรรค์ในสหรัฐอเมริกาโดย D. Forest ของอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้าสามอิเล็กโทรดที่เรียกว่า "ไตรโอด" การทำงานของไตรโอดนั้นกว้างมาก สามารถใช้ในแอมพลิฟายเออร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของการสั่นทางไฟฟ้าในช่วงความถี่ที่หลากหลาย ตัวแปลงความถี่ ฯลฯ Triodes ในประเทศชุดแรกผลิตขึ้นในปี พ.ศ. 2457-2459 ไม่ว่า N.D. Papaleksi และ M.A. Bonch-Bruevich ในปีพ.ศ. 2462 V. Schottky ได้พัฒนาอุปกรณ์สูญญากาศสี่ขั้ว - tetrode ซึ่งการใช้งานจริงอย่างแพร่หลายเริ่มขึ้นในช่วง พ.ศ. 2467-2472 งานของ I. Langmuir นำไปสู่การสร้างอุปกรณ์ห้าอิเล็กโทรด - เพนโทด ต่อมามีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนและรวมกันมากขึ้นปรากฏขึ้น วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และวิทยุรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ

ภายในปี พ.ศ. 2493-2498 อุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้าจำนวนหนึ่งที่สามารถทำงานที่ความถี่สูงถึงช่วงคลื่นมิลลิเมตรได้ถูกสร้างขึ้นและนำไปใช้ในการผลิตจำนวนมาก ความก้าวหน้าในการพัฒนาและการผลิตอุปกรณ์สูญญากาศไฟฟ้าทำให้สามารถสร้างระบบวิทยุที่ค่อนข้างซับซ้อนในช่วงสี่สิบของศตวรรษที่ยี่สิบ

ภาวะแทรกซ้อนอย่างต่อเนื่องของปัญหาที่แก้ไขได้โดยระบบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ทำให้ต้องเพิ่มจำนวนอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้าที่ใช้ในอุปกรณ์ การพัฒนาอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เริ่มขึ้นในภายหลัง ในปี 1922 O.V. Losev ค้นพบความเป็นไปได้ในการสร้างการสั่นทางไฟฟ้าในวงจรด้วยไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ การสนับสนุนที่สำคัญต่อทฤษฎีเซมิคอนดักเตอร์ในระยะเริ่มแรกนั้นเกิดขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียต A.F. ไอออฟ บี.พี. Davydov, V.E. ล็อคชาเรฟ.

ความสนใจในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหลังปี 1948-1952 ในห้องปฏิบัติการของบริษัท Bell-Telephone ภายใต้การดูแลของ W.B. Shockley สร้างทรานซิสเตอร์ ในระยะเวลาอันสั้นอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน การผลิตทรานซิสเตอร์จำนวนมากเริ่มต้นขึ้นในประเทศอุตสาหกรรมทั้งหมด

ตั้งแต่ปลายยุค 50 - ต้นยุค 60 วิทยุอิเล็กทรอนิกส์กลายเป็นเซมิคอนดักเตอร์เป็นหลัก การเปลี่ยนจากอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบแยกไปเป็นวงจรรวมที่มีทรานซิสเตอร์มากถึงหลายหมื่นตัวบนพื้นที่ซับสเตรตหนึ่งตารางเซนติเมตรและเป็นหน่วยการทำงานที่สมบูรณ์ได้ขยายขีดความสามารถของวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ในการใช้งานทางเทคนิคของคอมเพล็กซ์วิศวกรรมวิทยุที่ซับซ้อน . ดังนั้นการปรับปรุงฐานองค์ประกอบจึงนำไปสู่ความเป็นไปได้ในการสร้างอุปกรณ์ที่สามารถแก้ไขปัญหาใด ๆ ในด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ เทคโนโลยี ฯลฯ -

ความสำคัญของวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตของมนุษย์ยุคใหม่

วิทยุอิเล็กทรอนิกส์เป็นเครื่องมือสำคัญในเทคโนโลยีการสื่อสาร ชีวิตของสังคมยุคใหม่นั้นคิดไม่ถึงหากไม่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุสมัยใหม่ มันถูกใช้ในระบบสื่อสารทางวิทยุ วิทยุกระจายเสียงและโทรทัศน์ เรดาร์และการนำทางด้วยวิทยุ การควบคุมวิทยุและการวัดระยะไกลด้วยวิทยุ ในด้านการแพทย์และชีววิทยา ในอุตสาหกรรมและโครงการอวกาศ ในโลกสมัยใหม่ โทรทัศน์ วิทยุ คอมพิวเตอร์ ยานอวกาศ และเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงเป็นสิ่งที่จินตนาการไม่ได้หากไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ

ควรสังเกตว่าบทบาทอันยิ่งใหญ่ของวิศวกรรมวิทยุในการศึกษาชั้นบรรยากาศ อวกาศใกล้โลก ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ อวกาศใกล้และห้วงลึก ความสำเร็จล่าสุดในการสำรวจระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ และดาวเทียมถือเป็นการยืนยันที่ชัดเจน