что такое радиоэлектроника кратко
Что такое радиоэлектроника кратко
Что такое радиоэлектроника?
Сначала несколько слов о зарождении радиотехники. Два человека стоят у ее истоков: русский ученый Александр Степанович Попов (1859 – 1906 г.) и итальянский изобретатель Гульельмо Маркони (1874 – 1937 г.). Но кто из них все же первым передал на расстояние информацию с помощью электромагнитных волн, распространяющихся в свободном пространстве или, как было принято говорить, с помощью беспроволочного телеграфа? Прежде чем ответить на этот вопрос, кратко о предшественниках двух великих изобретателей.
В 1873 г. английский ученый Джеймс Клерк Максвелл опубликовал работу «Трактат по электричеству и магнетизму». Как следствие из составленных им уравнений, следовал вывод о возможности распространения электромагнитных волн в свободном пространстве со скоростью света. Но полученному теоретическим путем открытию мало кто поверил, даже известные в ту пору физики. Однако спустя 15 лет немецкий ученый Генрих Рудольф Герц экспериментальным путем доказал справедливость теории Максвелла.
Сущность опытов Герца состояла в следующем. К двум латунным стержням с малым зазором между ними подключалась индукционная катушка, создающая высокое напряжение. Когда это напряжение
превышало напряжение пробоя, в зазоре проскакивала искра и происходило возбуждение электромагнитных колебаний. Излученные колебания регистрировались на расстоянии в несколько десятков метров, что неопровержимо доказывало распространение электромагнитных волн. Герцем была получена минимальная длина волны λ = 60 см. В современном представлении осциллятор Герца есть открытый колебательный контур, в котором при возбуждении его искровым способом возникают затухающие колебания, излучаемые в пространство.
От опытов Герца, опубликовавшего результаты своих экспериментальных исследований, отталкивались как Попов, так и Маркони. 7 мая 1895 г. А.С. Попов впервые продемонстрировал на заседании физического отделения Русского физико-химического общества свой чувствительный радиоприемник, названный в начале грозоотметчиком, принимавший колебания, излучаемые видоизмененным осциллятором Герца. Этот день в нашей стране отмечается как день радио. Отчет о знаменательном заседании с описанием доклада и эксперимента А.С. Попова был опубликован в журнале общества в августе 1895 г. и январе 1896 г.
24 марта 1896 г. на заседании того же общества А.С. Попов помимо радиоприемника демонстрирует и созданный им искровой радиопередатчик, передав из одного здания в другое азбукой Морзе первую в мире радиотелеграмму. Текст ее был краток: «ГЕНРИХ ГЕРЦ». Этой телеграммой Александр Степанович продемонстрировал дань уважения своему предшественнику. В 1897 г. при испытаниях на кораблях дальность связи с помощью аппаратов Попова достигла 5 км, а к 1900 г. она возросла до 47 км во время спасательных работ севшего на камни корабля в Балтийском море.
Другой изобретатель радио – Маркони – также приступил к своим экспериментальным исследованиям, отталкиваясь от опытов Герца. Вот что говорил о себе итальянский изобретатель в зрелом возрасте: «Я никогда не изучал физику и электротехнику систематически, хотя еще мальчиком я очень интересовался этими вопросами. Однако я прослушал полный курс лекций по физике …и я был достаточно хорошо знаком с публикациями того времени, относящимися к научным вопросам, включая также работы Герца, Бранли и Риги».
В 1896 г. Маркони из Италии переселяется в Великобританию, где его изобретением заинтересовались Почтовое ведомство и Адмиралтейство. В 1896 г. Маркони подает заявку на изобретение, связанное с передачей импульсов, а в июле 1897 г. получает на него первый английский патент. В том же году он создает крупное акционерное общество «Маркони и К0», сумев привлечь к своему изобретению значительные финансовые средства. Маркони в Великобритании зарекомендовал себя не только великим изобретателем, но крупным предпринимателем, сумевшим быстро и эффективно внедрить в промышленное производство изобретенные им радиотелеграфные аппараты, приносившие созданной им компании большую прибыль. В 1901 г. с помощью аппаратов Маркони была установлена радиосвязь через Атлантический океан с Америкой, а в 1918 г. – с Австралией. В 1909 г. за изобретение радио Маркони была присуждена Нобелевская премия по физике. За три года до этого события скончался А.С. Попов. Поскольку Нобелевская премия присуждается только при жизни, то кандидатура последнего не рассматривалась.
Внимательно изучая различные источники, в том числе и такой авторитетный как «Британская энциклопедия», можно сделать вывод о том, что первым публично продемонстрировал и сделал сообщение о своем изобретении радио А.С. Попов. А вот в деле патентования и продвижения в промышленное производство созданных им радиотелеграфных аппаратов преуспел Маркони.
В России громадный вклад в развитие радиоэлектроники внесли М.А. Бонч-Бруевич, М.В. Шулейкин, В.П. Вологдин, Б.А. Введенский, Л.И. Мандельштам, Н.Д. Папалекси, А.И. Берг, А.Л. Минц, Ю.Б. Кобзарев, А.М. Прохоров, Н.Г. Басов, В.А. Котельников, Ж.И. Алферов, Ю.В. Гуляев и многие другие ученые и инженеры.
Кратко рассмотрим, что представляет собой современная радиоэлектроника как сформировавшаяся научно-техническая дисциплина из числа высоких технологий.
В техническом плане радиоэлектроника объединяет разнообразные устройства, предназначенные для передачи, приема и обработки информации в рамках определенной радиотехнической системы – радиосвязи, радиовещания, радиолокации, радионавигации, радиоуправления и т.д.
В технологическом плане радиоэлектронные устройства представляют собой сборки из микросхем, транзисторов, диодов, конденсаторов, электровакуумных приборов и множества иных элементов, соединенных между собой согласно определенной электрической схеме. Наиболее совершенные конструкции полностью состоят из полупроводниковых гибридных и интегральных микросхем. Микроэлектроника, акустоэлектроника и оптоэлектроника позволили перейти к принципиально новому поколению радиоэлектронных устройств, обеспечили возможность формирования и обработки с высокой скоростью громадных объемов информации в цифровой форме.
В научном плане радиоэлектроника занимается анализом, синтезом и расчетом радиотехнических устройств и исследованием протекающих в них процессов, связанных с формированием, приемом и обработкой радиосигналов.
В математическом плане радиоэлектроника опирается на такие разделы математики как линейные и нелинейные дифференциальные уравнения, матричная алгебра, нелинейное программирование, теория вероятностей и случайных процессов, математический анализ и другие. Причем анализ и решение большинства сложных задач проводится с использованием компьютера по специальным программам.
Авторы: В. И. Каганов, В. К. Битюков. Основы радиоэлектроники и связи.
Радиоэлектроника, или как я начал её постигать
Добрый день, уважаемое сообщество.
Меня все время удивляли люди, которые понимают в радиоэлектронике. Я всегда их считал своего рода шаманами: как можно разобраться в этом обилии элементов, дорожек и документации? Как можно только взглянуть на плату, пару раз «тыкнуть» осциллографом в только одному ему понятные места и со словами «а, понятно» взять паяльник в руки и воскресить, вроде как почившую любимую игрушку. Иначе как волшебством это не назовёшь.
Расцвет радиоэлектроники в нашей стране пришёлся на 80-е годы, когда ничего не было и все приходилось делать своими руками. С той поры прошло много лет. Сейчас у меня складывается впечатление, что вместе с поколением 70-х уходят и знания с умением. Мне не повезло: половину эпохи расцвета меня планировали родители, а вторую половину я провёл играя в кубики и прочие машинки. Когда в 12 лет я пошёл в кружок «Юный техник» — это были не самые благополучные времена, и ввиду обстоятельств через полгода пришлось с кружком «завязать», но мечта осталась.
По текущей деятельности я программист. Я осознаю, что найти ошибку в большом коде ровно тоже самое, что найти «плохой» конденсатор на плате. Сказано — сделано. Так как по натуре я люблю учиться самостоятельно — пошёл искать литературу. Попыток начать было несколько, но каждый раз при начале чтения книг я упирался в то, что не мог разобраться в базовых вещах, например, «что есть напряжение и сила тока». Запросы к великому и ужасному Гуглу также давали шаблонные ответы, скопированные из учебников. Попробовал найти место в Москве, где можно поучиться этому мастерству — поиски не закончились результатом.
Итак, добро пожаловать в кружок начинающего радиолюбителя.
Я люблю учиться и узнавать что-то новое, но просто знания мне мало. В школе мне привили навык «теорему нельзя выучить — её можно только понять» и теперь я несу это правило по жизни. Окружающие, конечно, смотрят с недоумением, когда вместо того, чтобы взять готовые решения и сложить по-быстрому их воедино я начинаю изобретать свои велосипеды. Второй довод для написания статьи — это мысль «если ты понимаешь предмет — ты можешь его с лёгкостью объяснить другому». Ну что ж, попробую сам понять и другим объяснить.
Первая моя цель, прямо как по книгам — аналоговый радиоприёмник, а там пойдем и в цифру.
Сразу хочу предупредить — статья написана дилетантом в радиоэлектронике и физике и является скорее рассуждением. Все поправки буду рад выслушать в комментариях.
Итак, чем что такое напряжение, ток и прочее сопротивление? В большинстве случаев для понимания электрических процессов приводят аналогию с водой. Мы не будем отходить от этого правила, правда с небольшими отклонениями.
Представим трубу. Для контроля некоторых показателей мы включим в неё несколько счётчиков расхода воды, манометров для измерения давления, и элементы, которые мешают току воды.
В электрическом эквиваленте схема будет выглядеть примерно так:
Напряжение
Курс физики нам говорит, что напряжение — это разность потенциалов между двумя точками. Если перекладывать определение на нашу трубу с водой, то потенциал — это давление, т. е. напряжение — это разница давлений между двумя точках. Этим и объясняется принцип его измерения вольтметром. Получается, что если попытаться измерить напряжение в двух соседних точках трубы, где нет никаких сопротивлений движению воды (отсутствуют краны и сужения, внутренним трением воды о стенки трубы мы пока пренебрежём) и давление не меняется — то разница давлений в этих двух точках будет равна нулю. Если же сопротивление присутствует, происходит снижение давления (в электрическом эквиваленте падение напряжения), то мы получим величину напряжения. Сумма напряжений на всех элементах равна напряжению на источнике. Т.е. если сложить показания всех вольтметров на нашей схеме, мы получим напряжение батареи.
Например, будем считать, что наша батарея даёт напряжение 5 вольт и резисторы имеют сопротивление 100 и 150 Ом. Тогда по закону Ома U=IR, или I=U/R, получаем, что по цепи течёт ток с силой I=5/250=20мА. Так как сила тока во всей цепи одинакова (пояснения чуть дальше), из того же закона Ома следует, что первый вольтметр покажет U=0,02*100=2В, а второй U=0,02*150=3В.
Сила тока
Из того же курса физики известно, что это количество заряда за единицу времени. В водяном эквиваленте — это сама вода, а её измеритель, амперметр — есть счётчик воды. Опять таки становится понятно, почему амперметр подключается в разрыв цепи. Если его подключить на место, например, вольтметра V1, то образуется новая цепь, из которой будет исключено сопротивление R1, а значит как минимум мы получим некорректные значения (что будет «как максимум»станет понятно чуть позже). Вернёмся к нашей водичке — подключение амперметра параллельно любому из элементов означает, что часть воды пойдёт по основной трубе, а другая часть пойдёт через счётчик — и как раз этот счётчик будет врать.
Ах, да, о цепи. В большинстве литературы что мне попадалось фраза о том, что батарейки являются лишь источником напряжения, и только сопротивления являются источником тока. Как же так? Как сопротивление может являться источником чего-то ещё, кроме как источником сопротивления (тепло пока не в счёт)? Все верно, если опираться на закон Ома I=U/R, однако сколько не прикладывай сопротивление, ток не появится, пока не будет источника напряжения и замкнутой цепи (ровно как если заткнуть справа нашу трубу пробкой что не делай — счётчики воды будут молчать)!
Сопротивление в цепи просто должно присутствовать, ведь если оно равно нулю — сила тока устремится в бесконечность. Такую ситуацию мы видим при «замыкании» — искры это и есть очень большая сила тока, а если точнее теплота, равная Q=(I^2)Rt (формула действительна при постоянной силе тока и сопротивления).
Ещё одно важное замечание — при рассмотрении расчёта напряжения и силы тока я не нашёл уточнений, что в замкнутой цепи на всех участках сила тока будет одинаковой. Т.е. все счётчики будут крутиться с одной скоростью и показывать одни и те же значения. По сути, количество тока, который прошёл по цепи аналогичен количеству «воды», вышедшей из трубы.
Сопротивление
Пожалуй, самое простое явление для объяснения. Вернувшись к нашей трубе, сопротивление — это есть все возможные сужения и краны. Согласно тому, что мы разобрали выше — при повышении сопротивления уменьшается ток во всей цепи и понижает напряжение на концах сопротивления. Или снова в водяных реалиях — закрытие нашего крана на пол оборота вызовет уменьшение расхода воды на всех счётчиках и пропорциональное (в зависимости от сопротивления) снижение давления на манометрах.
Так куда же все падает и уменьшается? Вот здесь аналогия с водой неоднозначна, так как в случае с электричеством «излишки» превращаются в тепло и рассеиваются. Количество теплоты, которое при этом выделяется, снова можно рассчитать формулой Q=(ΔI^2)Rt (снова при постоянном сопротивлении). Если поделить количество теплоты на время, получим мощность, которую нужно применить при выборе самого резистора P=Q/t=(ΔI^2)R.
С постоянным током все понятно, а переменный?
Переменный ток, как таковой в радиоэлектронике используется редко. Его как минимум делают постоянным и в большинстве случаев снижают. Видимо по этому в попадавшейся мне литературе про него практически не говорится.
В чем же его отличие? C обывательской точки зрения, в малом — направление тока в нем меняется. Здесь аналогия с трубой не совсем уместна, первое что приходит в голову — шейкер для коктейлей (жидкость при смешивании в нем гуляет туда-сюда). Нам в радиоэлектронике нужно знать, как идёт ток в нашей цепи, чтобы получить от него то, что мы хотим.
Следующее, с чем я пошёл разбираться — полупроводники. Дырки? Электроны? Ключевой режим? Каскады? Полевой транзистор, то тот, который нашли в поле? Пока ничего не понятно…
Значение слова «радиоэлектроника»
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
Термин появился в 50-х годах XX века. Радиоэлектроника охватывает радиотехнику и электронику, в том числе полупроводниковую энергию, микроэлектронику, квантовую электронику, хемотронику, оптоэлектронику, акустоэлектронику и пр. Данная область с одной стороны тесно связана с радиофизикой, физикой твёрдого тела, оптикой и механикой, а с другой — с электротехникой, автоматикой, телемеханикой и вычислительной техникой.
Методы и средства радиоэлектроники находят широкое применение в радиосвязи, системах дистанционного управления, радионавигации, автоматике, радиолокации, в бытовой, военной, космической, вычислительной техниках и др.
Область использования радиоэлектроники непрерывно расширяется, проникая в экономику, промышленность, сельское хозяйство, медицину, транспорт и другие сферы человеческой деятельности.
радиоэлектро́ника
1. собирательное название ряда областей науки и техники, связанных с передачей и преобразованием информации на основе использования радиочастотных электромагнитных колебаний и волн
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.
Насколько понятно значение слова бряцание (существительное):
Что такое радиоэлектроника кратко
Что такое радиотехника, радиоэлектроника и радиолюбительство мы разобрались, приступим к детальному изучению предмета.
СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА, АТОМА
В середине XVII в. в Голландии, в Лейденском университете, ученые нашли способ накопления электрических зарядов. Таким накопителем электричества была «лейденская банка» (по названию университета) стеклянный сосуд, стенки которого снаружи и изнутри оклеены свинцовой фольгой. Лейденская банка, подключенная обкладками к электрической машине, могла накапливать и долго сохранять значительное количество электричества. Если ее обкладки соединяли отрезком толстой проволоки, то в месте замыкания проскакивала сильная искра и накопленный электрический заряд мгновенно исчезал. Если же обкладки заряженного прибора соединяли тонкой проволокой, она быстро нагревалась, вспыхвала и плавилась, т.е. перегорала, как мы часто говорим сейчас. Вывод мог быть один: по проволоке течет электрический ток, источником которого является электрически заряженная лейденская банка.
Сейчас подобные приборы мы называем электрическими конденсаторами (слово «конденсатор» означает «сгуститель»), а их не соединяющиеся между собой полоски фольги обкладками конденсаторов.
Более совершенный, а главное почти непрерывный источник электрического тока изобрел в конце XVIII в. итальянский физик Александр Вольта. Между небольшими дисками из меди и цинка он помещал суконку, смоченную раствором кислоты. Пока прокладка влажная между дисками и раствором происходит химическая реакция, создающая в проводнике, соединяющем диски, слабый электрический ток. Соединяя пары дисков в батарею, можно было получать уже значительный электрический ток. Такие батареи назвали «вольтовыми столбами». Они-то и положили начало электротехнике.
 |  |
| Лейденская банка-конденсатор | Элемент Вольта |
Орбиты электронов изображены в одной плоскости
Я думаю что этот рисунок вам должен что то напомнить. Кто догадался молодцы, кто нет подскажу что это как раз и есть логотип моей странички для начинающих. Теперь вы понимаете почему был выбран именно такой логотип. Он довольно символичен. Продолжим.
Вы, конечно, не раз забавлялись магнитиками. Ведь только существованием невидимого магнитного поля, пронизывающего пространство вокруг его полюсов, можно объяснить явление притягивания им железных предметов. Благодаря этому полю можно, например, заставить гвоздь держаться на столе вертикально, не касаясь его магнитом. А если попробовать соединить два магнита одноименными полюсами? Они будут отталкиваться! А разноименными? В этом случае полюсы магнитов притянутся и прилипнут друг к другу. Подобным образом ведут себя и электрические заряды: одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Поэксперементируйте с магнитами, так сказать закрепите знания на опыте.
Вот и все, что в этом уроке вам необходимо освоить. Урок конечно получился довольно емким, но зато практическая часть очень легкая. Из этого урока нужно запомнить основные понятия (электротехника, электроника) и определения (строения вещества и атома). Все о чем было рассказано в этом уроке, вы неоднократно будете вспоминать и сталкиваться, поэтому если вырешили посвятить себя радиоэлектроники постарайтесь вникнуть в суть сказанного.
Практическая работа
РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
Полезное
Смотреть что такое «РАДИОЭЛЕКТРОНИКА» в других словарях:
радиоэлектроника — радиоэлектроника … Орфографический словарь-справочник
РАДИОЭЛЕКТРОНИКА — собирательное название ряда областей науки и техники, связанных с передачей и преобразованием информации на основе использования радиочастотных электромагнитных колебаний и волн; основные из них радиотехника и электроника. Методы и средства… … Большой Энциклопедический словарь
РАДИОЭЛЕКТРОНИКА — РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, и, жен. Общее название отдельных отраслей науки и техники, развившихся из электроники и радиотехники. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Радиоэлектроника — область науки и техники, охватываюшая обширный круг вопросов использования электромагнитной энергии для приема, передачи и преобразования информации. К областям наибольшего применения радиоэлектроники относятся радиосвязь, радиолокация,… … Морской словарь
радиоэлектроника — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN radioelectronics … Справочник технического переводчика
радиоэлектроника — и; ж. Название совокупности различных отраслей знания, связанных с передачей и преобразованием информации на основе использования радиочастотных электромагнитных колебаний и волн. * * * радиоэлектроника собирательное название ряда областей науки… … Энциклопедический словарь
радиоэлектроника — (см. радио(техни ка) + электроника) область науки и техники, изучающая и использующая способы передачи и преобразования информации при помощи электромагнитных колебаний радиодиапазона и управляемого движения электронов. Новый словарь иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка
радиоэлектроника — radioelektronika statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. radio electronics; radioelectronics vok. Radioelektronik, f rus. радиоэлектроника, f pranc. radioélectronique, f … Fizikos terminų žodynas
Радиоэлектроника — термин, объединяющий обширный комплекс областей науки и техники, связанных главным образом с проблемами передачи, приёма и преобразования информации с помощью электромагнитных волн. Появился в 50 х гг. 20 в. и является в некоторой степени … Большая советская энциклопедия
Радиоэлектроника — ж. 1. Название комплекса различных отраслей знания, развившихся из связи радиотехники и электроники. 2. разг. Совокупность приборов, работающих на основе использования радиочастотных электромагнитных колебаний и волн. Толковый словарь Ефремовой.… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой