User:Slobodan Slobo Joksimovic/Elektronika kroz istoriju

Elektronika kroz istoriju

References

Elektronika kroz istoriju

 

Otpornik

 

Otis Boyklin je u svom zivotu izumeo vise od 25 elektronskih uredjaja. Jedan od prvih njegovih pronalazaka je bio elektricni otpornik,poboljsan za kompjutere, radio aparate,televizore i asortiman drugih elektronskih uredjaja. Drugi njegov znacajan izum je promjenljivi otpornik,i otpornici male debljine za racunare. Boyklin-ov najpoznatiji izum je kontrolna jedinica za vjestacko srce,pejsmejker.Uredjaj je u sustini koristio elektricne impulse da se odrzi noramlan rad srca. Boyklin je umro od srcane insuficijencije u Cikagu.  

   

Dioda

  Dzon Ambrouz Fleming je 1904. razvio kentron kasnije poznat kao dioda koja dozvoljava elektricnoj struji da tece samo u jednom pravcu. Li De Forest je 1906. postavio tzv. resetku, trecu elektrodu kojom je kontrolisao jacinu struje koja protice izmedju anode i katode.

 

 

Ovaj uredjaj je nazvao Audion, a kasnije je postao poznat kao trioda.Ovu komponentu je upotrijebio da bi napravio pojacavac signala kod radio prijemnika i predajnika, sto se moze smatrati za prvi elektronski uredjaj Jedna od primjene dioda, jeste I kod pravljenja Grecovog spoja, koji je u stvari puno talasni ispravljac (poslednje, na slici iznad).

   

Kondenzator

 

 

U oktobru 1745 u Njemackoj Ewald Georg von Kleist je izumio kondenzator. Sastojao se iz tegle koja je bila napunjena vodom, I zice koja je kroz cep bila povezana sa vodom. Tegla je bila napravljena tako, da se drzeci u jednoj ruci spoljasnji dio zice dovede u kontakt sa elektricnim uredjajem. Ako je dodirnemo drugom rukom nastaje praznjenje koji izaziva bolan sok. Danasnja Lajdenska tegla je oblozena aluminijumskom folijom,spolja i iznutra. Elektricni kontakt ostvaruje se sa stapom koji probije cep i spojen je lancem sa unutrasnjim slojem metala. Kompletno praznjenje se dogadja kada su dvije aluminijumske folije povezane medjusobno provodnikom. Njom su se mogli postici naponi i do 25000 V. Lajdenska tegla se cesto koristi u labaratorijama za demonstraciju i u eksperimentalne svrhe.

 

 

Benjamin Franklin je sistemom od dvije Lajdenske tegle ubijao curane, a jednom je skoro ubio i sebe.Inace je Franklin otkrio fudamentalnu cinjenicu da se umijesto tegle mogu koristiti metalne ploce razdvojene nekim izolatorom. Tako je Franklin nacinio prvi plocasti kondenzator.

 

Elektrolitski

 

Keramicki

• kondenzatori koji se danas koriste*

 

 

Tranzistori

 

Sredinom 1940-te naucnici koji su radili za Bell Telephone Labs in Murray Hill ,New Jersey, bavili su se otkrivanjem novog uredjaja, koji bi mogao da zamijeni upotrebu vakum cijevi. Vakumske cijevi su bile zamisljene kao rijesenje za pojacanje signala, ili da sluze kao komutacioni uredjaji u elektronici. Problem je bio sto su bile skupe, nepouzdane i zahtjevale su veliko odrzavanje. Naucnici koji su odgovorni za izum tranzistora 1947 godine su : John Bardeen, Walter Brattain, and William Shockley. Orginalno ime patenta za transistor je bilo “poluprovodnicko pojacalo”. Tri elektrode u kolu su bile napravljene od poluprovodnickih materijala. 1956 godine grupa je dobila nagradu za fiziku zbog pronalazka tranzistora. Godine 1977 John Bardeen je nagradjen sa Predsjednickom medaljom slobode.

 

prvi tranzistor

 

 

Operacioni pojacavac

 

 

Operacioni pojacavac ima veoma dugu istoriju. Prvi put se pojavio u obliku vakum cijevi 1950 godine. Ovi pojacavaci su bili teski i veoma skupi, tako da su nijesu bili pogodni za upotrebu. Zahtjevali su napajanje koje vecina obicnih ljudi nije mogla da obezbjedi. Pojacala su kostala oko 100 dolara, sto je mnogo vrijednije nego danasnjih 100 dolara. Pocetkom 1960 godine se pojavljuje tranzistorska verzija operacionih pojacavaca,a krajem 1960 se pojavljuje prvo integrisanog kola operacionog pojacavaca na trzistu. Iako su se koristile razlicite tehnologije u razlicitim vremenima i iako su izgradjeni u razlicitim oblicima, pojacane su im zajednicke karakteristike, koje ce ih oznaciti operacionim pojacavacima. Interesantno je napomenuti da je Robert Widlar bio odgovoran za razvoj integrisanog kola operacionog pojacavaca, u obliku koji je doveo do sirokog prihvatanja.Danas zahvaljujuci njemu imamo i mnoge druge operacione pojacavace dostupne za manje od 25 centi. Operacioni pojacavac je vjerovatno najvise korisceno analogno integrisano kolo. Takodje ako imamo problem analognog signala, instiktivno se poseze za najboljim resenjem,tj. za operacionim pojacavacem.

 

 

 

• CFB i VFB Operacioni pojacavaci

 

Current-feedback operational amplifier ili CFB operacioni pojacavac je vrsta operacionog pojačavača čiji je invertujući ulaz osjetljiv na elektricnu struju, a ne na električni napon kao što je to slučaj sa konvencionalnim VFB operacionim pojačavačima. CFB je prvi put dizajniran od strane Davida Nelsona u Comlinear Corporation u Sjedinjenim Američkim Državama, i prvi je prodat 1982. godine kao hibridni operacioni pojačavač, oznake CLC103. Prvo CFB integrisano kolo je predstavljeno 1987. godine, konstruisao ga je Bill Gross. Ova kola se obično proizvode sa istim rasporedom pinova kao i VFB operacioni pojačavači, što omogućava da se ova dva tipa operacionih pojačavača mogu zamijeniti kada je to moguće. U jednostavnim šemama, kod linearnih pojačavača, CFB možemo zamjeniti VFB operacionim pojačavačem, bez prethodne modifikacije kola, ali u drugim slučajevima, kada kolo ima funkciju integratora, modifikacija je neophodna. CFB operacioni pojačavač se može koristiti i pri realizaciji diferencijalnog pojačavača sa 4 otpornika, ali je CMRR) u ovom slučaju nešto lošiji nego kod VFB-a. Što se tiče njihove cijene, prvi CFB operacioni pojačavači bili su jako skupi. Prvi komercijalni monolitski CFB operacioni pojačavač, oznake CLC400 prodat je za 16.50 $. Ako ste željeli veću brzinu odziva, morali ste da platite za to. Danas taj isti op možete imati za samo 0.5 $. Iznad svega CFB operacioni pojačavači danas nude mnogo raznovrsnih dizajna, sa različitim cijenama.

 

 

Negativna povratna sprega

 

Prvi covijek koji je uveo pojam negativne povratne sprege bio je Herold Blek (US patent 2,102,671, izdat 1937). Zanimljivo je to da mu je ta ideja pala na pamet dok je putovao iz mjesta Lackawanna Ferry prema mjestu gdje je radio, Belovim laboratorijama 2. avgusta 1927. Herold Blek je naporno radio na smanjenju izoblicenja u repetitoru pojacavaca koji se koristio za prenos telefonskog signala. Harold je predao zahtjev za patentiranje svog izuma u americki patentni zavod U. S. Patent Office 8. avgusta 1928, gdje ce i ostati i cekati na red vise od devet godina da bi bio izdat. Blek je kasnije napisao: „Jedan od razloga zasto se toliko cekalo na izdavanje patenta za moj izum je taj sto U. S. Patent Office nije verovala da ce moj pronalazak uopste funkcionisati“.  

 

 

Armstrongov oscillator

 

Armstrongov oscilator je nazvan je po Edvinu H.Armstrongu, koji ga je konstruisao. Koristi se kao lokalni oscilator u prijemnicima, kao izvor u signalnim generatorima i kao RF oscilator u rangu srednjih i visokih frekvencija. Spada u grupu oscilatora koji daju sinusoidalan signal.  

• najcesce koriscena sema*

 

 

Hartley oscilator

 

Hartley oscilator je izmislio Ralf V.L Hartli dok je radio za istrazivacku labaratoriju Western Electric Company.Hartli je izumio i patentirao dizajn 1915 godine, dok je nadgledao Bell sistem transatlanskih radiotelefonskih testova. Godine 1946 Hartli je dobio IRE Orden casti, za svoja rana istrazivanja u oblasti oscilatornih kola,upotrebi triode,kao i za znanje i jasno izlaganje osnovnih odnosa izmedju ukupne kolicine informacija koje mogu da se prenose preko prenosnog sistema, ogranicenog propusnog opsega i vremena koje je potrebno za taj prenos.

 

• orginalna sema*

 

 

Kolpicov (Colpitts) oscilator

 

Kolpicov oscilator je nazvan po svom pronalazacu Edwin H.Colpitts....Ovo je jedan od brojnih projekata za elektronska oscilatorna kola kod kojih se koristi kombinacija induktivnosti sa kapacitivnoscu,za odredjivanje frekfencije,zbog cega se jos i naziva LC oscilator.Ono po cemu se Kolpicovo kolo izdvaja jeste sto je povratna informacija signala preuzeta iz naponskog dijelitelja,koji cine 2 kondenzatora vezana u seriju.Jedna od kljucnih karakteristika ovog tipa oscilatora je njegova jednostavnost(treba samo jedan kalem). Kolpic dobija US patent 1624537 za ovo kolo.

 

 

 

Wien bridge oscilator

  Wien bridge oscilator je vrsta elektronskog oscilatora koji generise sinusne talase. Moze da generise sirok spektar frekfencija. Kolo se zasniva na elektricnoj semi orginalno razvijenoj od strane Max Wien-a 1981 godine.Most se sastoji od cetri otpornika i dva kondenzatora. Bio je predvidjen kao pozitivni, povratni sistem informacija u kombinaciji sa pojasnim filtrom.Wien nije imao sredstava , tako da nije realizovan. Moderno kolo je napravljeno 1939 od strane William Hewlett-a sa Stanford univerziteta, direktora kompanije Hewlett zajedno sa suosnivacem kompanije Hewlett-Packard,David Packard-om. Njihov prvi proizvod je HP200A, precizni sinusni oscilator zasnovan na Wien mostu. 200A je bio jedan od prvih instrumenata koji je mogao da proizvede tako male distorzije.

 

 

 

Kvarcni oscilatori

 

Piezoelektricitet je prvi otkrio Jacques i Pierre Curie 1880 godine. Paul Langevin je prvi istrazio kvarcni rezonator za upotrebu eho efekta tokom Prvog svijetskog rata. Prvi kristalom kontrolisani oscilator, koristeci kristal Rochelle soli napravljen je 1917 a patentiran 1918 godine od strane Alexander M. Nicholson-a u Bell Telephone Labaratories.Njegov pronalazak je osporio Walter Guyton Cady. Cady je napravio prvi kvarcni kristalni oscilator 1921 godine. Drugi pioniriu istrazivanju kvarcnog kristalnog oscilatora su G.W. Pierce i Louis Essen. Kvarcni kristalni oscilatori su napravljeni za visoko stabilne frekfencijske reference,tokom 1920-tih i 1930-tih. Do 1926 kvarcni oscilatori su korisceni za kontrolu frekfencije radio stanice,i bili su popularni kod radio amatera. Jedna od upotreba kvarcnog kristalnog oscilatora je kod satova. Iako je kristalni oscilatori i dalje koriste kvarcne kristale,sve je veci broj uredjaja koji koriste neke druge materijale,kao sto su keramicki rezonatori.

 

 

 

PLL kolo

 

Automatska sinhronizacija elektronskih oscilatora je krenula 1923 godine. Najranija istrazivanja vezana za PLL petlju se javljaju 1932 godine, kada su Britanski istrazivaci razvili alternativu Edwin Armstrong-ovom superheterodinskom prijemniku,sa homodinskim ili prijemnikom direktne konvercije. Kod Homodinskih sistema, lokalni oscilator je bio podesen na zeljenu ulaznu frekfenciju, i pomnozen sa ulaznim signalom. Rezultujuci izlazni signal, zahtjeva orginalnu modulaciju informacije. Namjera je bila da se razvije alternativno kolo prijemnika koji zahtjeva manje podeseno kolo nego superheterodinski prijemnik.. Posto lokalni oscilator brzo odgovara na promjenu frekfencije,automatska korekcija signala bi bila dodata oscilatoru, koji bi odrzavao istu fazu i frekfenciju koja bi odgovarala zeljenom signalu.

 

 

Tehnika je opisana 1932 godine u radu Henri de Bellesicize u Francuskom listu L’Onde Électrique.

 

 

Negativna otpornost

 

Prvo kolo negativne impedanse je napravio John G Linvill 1953 godine.

 

 

kolo negativne otpornosti

 

 

Elektronski filtri

 

Najstariji oblici elektronskih filtara su analogni pasivni linearni filtri, konstruisani koristeci samo otpornike i kondenzatore ili samo otpornike i kalemove. Poznati su kao RC odnosno RL jednopolni filtri. Mnogo poznatiji LC filtri su egzistirali mnogo godina, i njihov rad je bio zadovoljavajuci. Hibridni filtri su takodje moguci, obicno ukljucuje kombinaciju analognih pojacavaca sa mehanickim rezonatorom. Uz sve vecu upotrebu digitalne obrade signala, digitalni aktivni filtri su postali uobicajni.