Реферат: История и развитие радиотехники

История иразвитие радиотехники

Предметом электронной техникиявляется теория и практика применения электронных, ионных и полупроводниковыхприборов в устройствах, системах и установках для различных областей народногохозяйства. Гибкость электронной аппаратуры, высокие быстродействия, точность ичувствительность открывают новые возможности во многих отраслях науки итехники.

Радио ( отлатинского “radiare” — излучать, испускать лучи ) -

1). Способбеспроволочной передачи сообщений на расстояние посредством электромагнитныхволн ( радиоволн ), изобретённый русскимучёным А.С. Поповым в 1895 г. ;

2).Область науки и техники, связанная с изучением физических явлений, лежащих воснове этого способа, и с его использованием в связи, вещании, телевидении,локации и т.д.

Радио, какуже было сказано выше, открыл великий русский учёный Александр СтепановичПопов. Датой изобретения радио принято считать 7 мая 1895 г., когда А.С. Поповвыступил с публичным докладом и демонстрацией работы своего радиоприёмника назаседании Физического отделения Русского физико-химического общества вПетербурге.

Развитиеэлектроники после изобретения радио можно разделить на три этапа:радиотелеграфный, радиотехнический и этап собственно электроники.

В первыйпериод ( около 30 лет ) развивалась радиотелеграфия и разрабатывались научныеосновы радиотехники. С целью упрощения устройства радиоприёмника и повышенияего чувствительности в разных странах велись интенсивные разработки иисследования различных типов простых и надёжных обнаружителей высокочастотныхколебаний — детекторов.

В 1904 г.была построена первая двухэлектродная лампа ( диод ), которая до сих пориспользуется в качестве детектора высокочастотных колебаний и выпрямителя токовтехнической частоты, а в 1906 г. появился карборундовый детектор.

Трёхэлектродная лампа ( триод ) была предложена в 1907 г. В 1913 г. была разработана схема ламповогорегенеративного приёмника и с помощью триода были получены незатухающиеэлектрические колебания. Новые электронные генераторы позволили заменитьискровые и дуговые радиостанции ламповыми, что практически решило проблемурадиотелефонии. Внедрению электронных ламп в радиотехнику способствовала перваямировая война. С 1913 г. по 1920 г. радиотехника становится ламповой.

Первыерадиолампы в России были изготовлены Н.Д. Папалекси в 1914 г. в Петербурге.Из-за отсутствия совершенной откачки они были не вакуумными, а газонаполненными( с ртутью ). Первые вакуумные приёмно — усилительные лампы были изготовлены в1916 г. М.А. Бонч-Бруевичем. Бонч-Бруевич в 1918 г. возглавил разработкуотечественных усилителей и генераторных радиоламп в Нижегородскойрадиолаборатории. Тогда был создан в стране первый научно — радиотехническийинститут с широкой программой действий, привлёкший к работам в области радиомногих талантливых учёных, молодых энтузиастов радиотехники. Нижегородскаялаборатория стала подлинной кузницей кадров радиоспециалистов, в ней зародилисьмногие направления радиотехники, в дальнейшем ставшие самостоятельнымиразделами радиоэлектроники.

В марте 1919г. начался серийный выпуск электронной лампы РП-1. В 1920 г. Бонч-Бруевичзакончил разработку первых в мире генераторных ламп с медным анодом и водянымохлаждением мощностью до 1 кВт, а в1923 г. — мощностью до 25 кВт. ВНижегородской радиолаборатории О.В. Лосевым в 1922 г. была открыта возможностьгенерировать и усиливать радиосигналы с помощью полупроводниковых приборов. Имбыл создан безламповый приёмник — кристадин. Однако в те годы не былиразработаны способы получения полупроводниковых материалов, и его изобретениене получило распространения.

Во второйпериод ( около 20 лет ) продолжало развиваться радиотелеграфирование.Одновременно широкое развитие и применение получили радиотелефонирование ирадиовещание, были созданы радионавигация и радиолокация. Переход отрадиотелефонирования к другим областям применения электромагнитных волн сталвозможен благодаря достижениям электровакуумной техники, которая освоила выпускразличных электронных и ионных приборов.

Переход отдлинных волн к коротким и средним, а также изобретение схемы супергетеродинапотребовали применения ламп более совершенных, чем триод.

В 1924 г. была разработана экранированная лампа сдвумя сетками ( тетрод ), а в 1930 — 1931 г.г. — пентод ( лампа с тремя сетками). Электронные лампы стали изготовлять с катодами косвенного подогрева.Развитие специальных методов радиоприёма потребовало создания новых типовмногосеточных ламп ( смесительных и частотно — преобразовательных в 1934 — 1935г.г. ). Стремление уменьшить число ламп в схеме и повысить экономичностьаппаратуры привело к разработке комбинированных ламп.

Освоение ииспользование ультракоротких волн привело к усовершенствованию известныхэлектронных ламп ( появились лампы типа “желудь”, металлокерамические триоды имаячковые лампы ), а также разработке электровакуумных приборов с новымпринципом управления электронным потоком — многорезонаторных магнетронов,клистронов, ламп бегущей волны. Эти достижения электровакуумной техникиобусловили развитие радиолокации, радионавигации, импульсной многоканальнойрадиосвязи, телевидения и др.

Одновременношло развитие ионных приборов, в которых используется электронный разряд в газе.Был значительно усовершенствован изобретённый ещё в 1908 г. ртутный вентиль.Появились газотрон ( 1928-1929 г.г. ), тиратрон (1931 г.), стабилитрон,неоновые лампы и т.д.

Развитиеспособов передачи изображений и измерительной техники сопровождалосьразработкой и усовершенствованием различных фотоэлектрических приборов (фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, передающие телевизионные трубки ) иэлектронографических приборов для осциллографов, радиолокации и телевидения.

В эти годырадиотехника превратилась в самостоятельную инженерную науку. Интенсивноразвивались электровакуумная промышленность и радиопромышленность. Былиразработаны инженерные методы расчёта радиотехнических схем, проведеныширочайшие научные исследования, теоретические и экспериментальные работы.

И последнийпериод ( 60-е-70-е годы ) составляет эпоху полупроводниковой техники исобственно электроники. Электроника внедряется во все отрасли науки, техники инародного хозяйства. Являясь комплексом наук, электроника тесно связана срадиофизикой, радиолокацией, радионавигацией, радиоастрономией,радиометеорологией, радиоспектроскопией, электронной вычислительной иуправляющей техникой, радиоуправлением на расстоянии, телеизмерениями,квантовой радиоэлектроникой и т.д.

В этотпериод продолжалось дальнейшее усовершенствование электровакуумных приборов.Большое внимание уделяется повышению их прочности, надёжности, долговечности.Разрабатывались бесцокольные ( пальчиковые ) и сверхминиатюрные лампы, что даётвозможность снизить габариты установок, насчитывающих большое количестворадиоламп.

Продолжалисьинтенсивные работы в области физики твёрдого тела и теории полупроводников,разрабатывались способы получения монокристаллов полупроводников, методы ихочистки и введения примесей. Большой вклад в развитие физики полупроводниковвнесла советская школа академика А.Ф.Иоффе.

Полупроводниковые приборы быстро и широко распространились за 50-е-70-егоды во все области народного хозяйства. В 1926 г. был предложенполупроводниковый выпрямитель переменного тока из закиси меди. Позднее появилисьвыпрямители из селена и сернистой меди. Бурное развитие радиотехники ( особеннорадиолокации ) в период второй мировой войны дало новый толчок к исследованиямв области полупроводников. Были разработаны точечные выпрямители переменныхтоков СВЧ на основе кремния и германия, а позднее появились плоскостныегерманивые диоды. В 1948 г. американские учёные Бардин и Браттейн создалигерманиевый точечный триод ( транзистор ), пригодный для усиления игенерирования электрических колебаний. Позднее был разработан кремниевыйточечный триод. В начале 70-х годов точечные транзисторы практически неприменялись, а основным типом транзистора являлся плоскостной, впервыеизготовленный в 1951 г. К концу 1952 г. были предложены плоскостнойвысокочастотный тетрод, полевой транзистор и другие типы полупроводниковыхприборов. В 1953 г. был разработан дрейфовый транзистор. В эти годы широкоразрабатывались и исследовались новые технологические процессы обработкиполупроводниковых материалов, способы изготовления p-n- переходов и самих полупроводниковых приборов. В начале 70-хгодов, кроме плоскостных и дрейфовых германиевых и кремниевых транзисторов,находили широкое распространение и другие приборы, использующие свойстваполупроводниковых материалов: туннельные диоды, управляемые и неуправляемыечетырёхслойные переключающие приборы, фотодиоды и фототранзисторы, варикапы,терморезисторы и т.д.

Развитие исовершенствование полупроводниковых приборов характеризуется повышением рабочихчастот и увеличением допустимой мощности. Первые транзисторы обладалиограниченными возможностями ( предельные рабочие частоты порядка сотни килогерци мощности рассеяния порядка 100 — 200 мвт) и могли выполнять лишь некоторые функции электронных ламп. Для того жедиапазона частот были созданы транзисторы с мощностью в десятки ватт. Позднеебыли созданы транзисторы, способные работать на частотах до 5 МГц и рассеивать мощность порядка 5 вт, а уже в 1972 г. были созданы образцы транзисторов на рабочие частоты 20- 70 МГц с мощностями рассеивания,достигающими 100 вт и более.Маломощные же транзисторы ( до 0,5 — 0,7 вт) могут работать на частотах свыше 500 МГц.Позже появились транзисторы, работающие на частотах порядка 1000 МГц. Одновременно велись работы порасширению диапазона рабочих температур. Транзисторы, изготовленные на основегермания, имели первоначально рабочие температуры не выше +55 ¸

70 °С, а на основе кремния — не выше +100 ¸120 °С. Созданные позже образцы транзисторов наарсениеде галлия оказались работоспособными при температурах до +250 °С, и их рабочие частоты в итоге довелись до 1000МГц. Есть транзисторы на карбиде,работающие при температурах до 350 °С. Транзисторы иполупроводниковые диоды по многим показателям в 70-е годы превосходилиэлектронные лампы и в итоге полностью вытеснили их из областей электроники.

Передпроектировщиками сложных электронных систем, насчитывающих десятки тысячактивных и пассивных компонентов, стоят задачи уменьшения габаритов, веса,потребляемой мощности и стоимости электронных устройств, улучшения их рабочиххарактеристик и, что самое главное, достижения высокой надёжности работы. Этизадачи успешно решает микроэлектроника — направление электроники, охватывающееширокий комплекс проблем и методов, связанных с проектированием и изготовлениемэлектронной аппаратуры в микроминиатюрном исполнении за счёт полного иличастичного исключения дискретных компонентов.

Основнойтенденцией микроминиатюризации является “интеграция” электронных схем, т.е.стремление к одновременному изготовлению большого количества элементов и узловэлектронных схем, неразрывно связанных между собой. Поэтому из различныхобластей микроэлектроники наиболее эффективной оказалась интегральнаямикроэлектроника, которая является одним из главных направлений современнойэлектронной техники. Сейчас широко используются сверх большие интегральныесхемы, на них построено всё современное электронное оборудование, в частностиЭВМ и т.д.

Используемая литература :

1. Словарь иностранных слов. 9-е изд. Издательство “Русский язык” 1979 г., испр. — М.: “Русский язык”, 1982 г. — 608 с.

2. Виноградов Ю.В. “Основы электронной иполупроводниковой техники”. Изд. 2-е, доп. М., “Энергия”, 1972 г. — 536 с.

3. Журнал “Радио”, номер 12, 1978 г.

еще рефераты

Еще работы по радиоэлектронике

Реферат по радиоэлектронике

Проектирование командно-измерительной радиолинии системы управления летательным аппаратом

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Эксплуатация РТС

29 Августа 2013