Rzeplinski o Kascie w 2004 roku

Rzeplinski o Kascie w 2004 roku

 W 2004 roku późniejszy prezes Trybunału Konstytucyjnego  Andrzej Rzepliński  bił w Kastę znacznie mocniej niż to obecnie czyni PiS. Było to jedno wielkie ostre oskarżenie pod adresem sędziów.
 Wytknął sędziom:
-Lenistwo i nieróbstwo sędziów
-Nadużywanie zbędnego immunitetu
-Rozbuchane przywileje sędziów
-System pracy sędziów i ledwie 30 godzin pracy w tygodniu
-KRS jako związek zawodowy i obrońcę interesu sędziów

Gdy został przez Kastę obdarowany prezesurą TK zmienił poglądy o 180 stopni !

Spoleczne uznanie zawodow

Spoleczne uznanie zawodow
https://businessinsider.com.pl/twoje-pieniadze/praca/ranking-zawodow-cieszacych-sie-najwiekszym-spolecznym-uznaniem/dhbs7kj

Wzmacniacz. Technologia i postep

Wzmacniacz. Technologia i postep

  Rzekomo wszystko na świecie ma swoją cenę. Jednak aby jakiś towar miał cenę to musi istnieć na niego rynek bowiem cena jest kategorią rynkową. Pluton do celów militarnych nie ma jednak oficjalnej ani nawet czarnorynkowej ceny.

Ludzie przetwarzają przemysłowo wydobyte surówce oraz płody rolne i zwierzęta.

Zawartość krzemu w zewnętrznej skorupie Ziemi wynosi aż blisko 27%. Krzem metalurgiczny ( Metallurgical Grade Silicon ) o czystości 97-99% otrzymuje się w elektrycznym łukowym piecu z ochronnym kożuchem na powierzchni płynnego wsadu z dobrej jakości kwarcytu ( jest to prawie czysty SiO2) i bardzo dobrej jakości koksu ale z nadmiarem kwarcytu. Po zestaleniu uzyskany krzem jakości metalurgicznej jest mielony. W reaktorze ze złożem fluidalnym w temperaturze ca 350C przez krzem z katalizatorem przepuszcza się gazowy chlorowodór uzyskując głównie 80-90% SiHCl3 czyli trichlorsilan i wodór.

Si + 3HCl → SiHCl3 + H2

Resztę stanowią głównie SiCl4, Si2Cl6, SiH2Cl2. Są to produkty uboczne, które mogą być wykorzystane. Uzyskany trichlorosilan ( jaka jest nazwa polska ? ) jest w temperaturze pokojowej ciekły. Jego temperatura wrzenia wynosi 31.8C. Zanieczyszczenia jak FeCl3, AlCl3, BCl3 są znacznie mniej lotne co ułatwia ich oddzielenie. Jest on wielokrotnie destylowany frakcyjnie celem oczyszczenia. Trichlorosilan różnej czystości jest produktem handlowym transportowanym w cysternach kolejowych. Jest on używany w syntezie organicznej.

Z publikowanych informacji nie wynika jak bardzo samodzielne są koncerny i ich fabryki półprzewodników. Czy mają własna hutę krzemu (raczej nie) czy raczej kupują trichlorosilan czy może już gotowy krzem polikrystaliczny lub półprzewodnikowy a może nawet same surowe wafelki.

Zawsze działa efekt skali i mała samodzielna produkcja czegoś co jest efektywnie produkowane w dużej skali jest nonsensem.

Oczyszczony trichlorosilan jest w procesie CVD ( Chemical Vapour Deposition -Chemiczne Parowe Osadzanie , ten ciekawy proces nie jest tu omawiany ) z jednoczesną redukcją wodorem osadzany na końcu rosnącego grubego pręta – wału.

SiHCl3 + H2 → Si + 3HCl

Po 200-300 godzinach procesu uzyskamy parometrowy pręt bardzo czystego krzemu polikrystalicznego, Semiconductor Grade Silicon. Proces zachodzi w temperaturze 1100C. Proces jest energochłonny i daje produkty uboczne a krystalizacja jest nierównomierna. Stąd cena krzemu elektronicznego nie jest niska.

Ale do technologi monolitycznej potrzebny jest krzem krystaliczny a nie polikrystaliczny !

Z uwagi na czystość wszystkie procesy są próżniowe albo przebiegają w atmosferze obojętnego argonu lub helu co ułatwia budowę urządzeń.

Do uzyskania monokrystalicznego krzemu używany jest praktycznie wyłącznie proces Czochralskiego próżniowy lub w atmosferze obojętnego argonu lub helu. Jest on już dobrze opanowany technologicznie. Polikrystaliczny krzem jest roztapiany w obracanej kwarcowej wannie – tyglu. Kwarc praktycznie nie wchodzi w reakcje z krzemem ale niestety zdarza się wprowadzenie tlenu do krzemu. Z uwagi na powstające uszkodzenia tygiel często jest wymieniany. Dodaje się odrobinkę boru lub fosforu w zależności od tego czy chcemy uzyskać krzem typu n czy p. Wsad jest nagrzewany indukcyjnie lub oporowo do temperatury 1425 C czyli tuż powyżej punktu mięknięcia krzemu przy temperaturze 1417C. Po całkowitym roztopieniu krzemu w wannie trochę się zanurza – zwilża pręcik zarodnikowy średnicy ca 5 mm z monokrystalicznego krzemu i następnie powoli go wyciąga obracając w przeciwną stronę niż obraca się wanna. Powielana jest struktura krystaliczna zarodnika. Zapewnione są warunki kontrolowanej i stabilnej krystalizacji. Po godzinach procesu uzyskuje się pręt-walec monokrystalicznego krzemu o długości rzędu 2 metrów i średnicy tym większej im nowocześniejszy jest proces. Orientacja wielkiego kryształu jest taka sama jak zarodka. Im szybciej wyciągamy walec tym ma on mniejszą średnice.

Tlenu można się pozbyć powolnym topieniem strefowym z przesuwaniem zanieczyszczenia i ponowną krystalizacja według nowego zarodnika.

Automatyka procesu Czochralskiego ( szybkość obracania wanny i pręta, szybkość wyciągania pręta, serwomechanizmy, temperatury pieca i chłodzenia, próżni lub procesu gazów obojętnych, sekwencje czynności binarnych... ) zbudowana jest na minikomputerze ze sporą pamięcią. Optymalne parametry procesu uzyskuje się drogą eksperymentów i obserwuje się wyciągany pręt.

Genialny Polak Czochralski metodę krystalizacji odkrył przypadkowo pracując nad krystalizacją metali w 1915 roku.

Prymitywne tranzystory krzemowe wytworzono już w 1954 roku.

Na zdjęciu technik w czasach pionierskich moc nagrzewania indukcyjnego widoczną cewką reguluje na podstawie wskazań pirometru optycznego. Pręt zarodnikowy jest dopiero co zwilżony płynnym krzemem w kwarcowym naczyniu. Uzyskano pręt jednocalowy a więc cienki jak na czasy obecne. Ale metodą Czochralskiego german dla tranzystorów laboratoryjnie wytworzono już w 1948 roku .

Końcówki uzyskanego pręta – wału ( zależnie od średnicy ) monokrystalicznego krzemu precyzyjnie i delikatnie są obcinane tarczą diamentową bowiem jest tam najwięcej wad w sieci krystalicznej i zanieczyszczeń a następnie zewnętrzna warstwa pręta – wału krzemu jest zeszlifowana na dokładną średnicę.

Aparatem rentegenowskim precyzyjnie wyznacza się orientacje wielkiego kryształu krzemu i stosownie zeszlifowuje bok pręta na płasko aby później dokładnie trzymać się w pozycjonowanych procesach orientacji. Druga boczna płaskość służy do rozróżnienia orientacji <100> od <111> Oznaczany jest typ p lub n krzemu.

Pręt - wał krzemu jest następnie cięty na plasterki grubości 0.5-1mm.

Podczas szlifowania ( także dwóch orientacyjnych płaskości ) i cięcia powierzchnia krzemu jest uszkodzona na głębokość do 10 um a nawet zanieczyszczona. Powierzchnie wafla trawi się mieszaniną kwasów ( w tym fluorowego ) lub zasadowo zdejmując ca 20 um grubości. Następnie „wafelki” są delikatnie polerowane. Po polerowaniu ich powierzchnia jest zanieczyszczona filmem organicznym i maleńkimi cząstkami metali. Używa się w kolejnych kąpielach czyszczących roztworu zdejonizowanej wody z kwasem solnym HCL i na koniec starannie płucze w zdejonizowanej wodzie.

Po tylu zabiegach mamy dopiero surową płytkę krzemową do procesu monolitycznego !

W zależności od jakości krzemu atom zanieczyszczenia jest na miliard do stu miliardów atomów krzemu !

Średnica wyprodukowanego wału monokrystalicznego krzemu i późniejszych wafelków jest bardzo ważna ekonomicznie bowiem ilość wyprodukowanych z jednego wafla układów scalonych jest więcej niż proporcjonalna do kwadratu średnicy wafla. Z drugiej strony im większa jest średnica wału krzemu tym średnio mniej jest wad co podnosi uzysk produkcyjny. Nietrudno zgadnąć że uparte wysiłki idą w kierunku produkcji jeszcze grubszych wałów monokrystalicznego krzemu !

Tanienie układów monolitycznych spowoduje pojawienie się nowych zastosowań dla nowych układów scalonych i wypieranie rozwiązań z dyskretnymi tranzystorami, także tranzystorami mocy.

Przy rocznej produkcji miliardów tranzystorów i setek milionów układów scalonych przemysł krzemu półprzewodnikowego opracował stosowne normy tak aby w proces projektowania maszyn i urządzeń mogło wejść więcej firm co sprzyja rozwojowi technologii.

Zakład produkujący układy scalone nie musi produkować krzemu ani surowych wafelków. Można je jako standardowy ( po to właśnie producenci ustalają swoje normy ! ) towar kupić.

Do technologi monolitycznej wrócimy później.

Technologia mikroelektroniczna jest dużo bardziej zaawansowana niż technologia nuklearna, która jest też chemią i fizyką ! Wzbogacenie rud uranu i uzyskanie uranu nie jest trudne. Naturalny uran ma jednak tylko około 0.7% pożądanego izotopu U235 a resztę stanowi U238 i śladowe ilości U234. Naturalny uran przeprowadza się do fazy gazowej fluorków uranu i wprowadza do kaskady bardzo dużej ilości szybkobrotowych wirówek gdzie więcej lżejszego U235 ( to znaczy fluorku U235 ) pozostaje w komorze środkowej a odrobinkę cięższy izotop U238 siłą odśrodkową jest silniej wypychany na zewnątrz. Skuteczność separacyjna jednego stopnia wirowania jest znikoma. System działa podobnie jak destylacja frakcyjna.

Takiego systemu wirówek chętni na posiadanie broni jądrowej nie są w stanie wyprodukować ! Reszta drogi do głowicy jądrowej jest już całkiem łatwa.

Widać tu ciekawe podobieństwo. Metalurgiczny krzem przeprowadza się w związku do fazy ciekłej-gazowej i bardzo skutecznie destyluje. Uran przeprowadza się do fazy gazowej i też oczyszcza U238 tylko że produktem jest „odpad” U235.

Różnica jest w skali produkcji – wyrafinowane wirówki zajmują dużą hale.

Produkcja świeżych wafelków krzemowych to chemia i fizyka i tak jest w całej produkcji monolitycznych układów scalonych. Elektronika pojawia się w ich produkcji dopiero przy testowaniu struktur i obudowanych układów.

Drugą po wafelkach najważniejszą substancją używaną w fotolitografii procesu monolitycznego jest nowoczesny fotorezyst o wielkiej rozdzielczości. Ich sprzedaż jest surowo zabroniona krajom RWPG. Można kupić tylko starsze fotorezysty.

W urządzeniach produkcyjnych użyto całego repertuaru sensorów także unikalnych w przemyśle takich jak sensor próżni czy sensor jakości zdejonizowanej wody.

Wyraźnie widać samonapędzający się mechanizm dodatniego sprzężenia zwrotnego w rozwoju nauki i technologi. Niewielki i wydany minikomputer sterujący urządzeniami zbudowano przecież na układach scalonych !

Coraz lepszy sprzęt do laboratoriów badawczych pozwala dalej prowadzić trudne badania.

Twórcą technologi są ludzie.

Genialny Czochralski po powrocie z Niemiec, gdzie dużo osiągnął, do Polski stał się przedmiotem zajadłej nienawiści i zazdrości miernot profesorskich. Najgorsze jest to że potencjał Czochralskiego po wojnie został zmarnowany.

Czochralski w swoich zakładach chemicznych „Bion” produkował kosmetyki i artykuły drogeryjne. Zmarł po rewizji bandytów z UB. Współcześnie wysokiej jakości kosmetyki to ogromny pieniądz ! Zaś perspektywy farmaceutyki są po prostu fantastyczne !

Utalentowana Maria Skłodowska - Curie w Polsce pozostałaby anonimowym nikim. Skłodowska nagrodę Nobla w 1903 z fizyki otrzymała z mężem Pierreem Curie i z Henrim Becquerelem za badania nad odkrytym zjawiskiem promieniotwórczości. Drugą nagrodę w 1911 z chemii otrzymała za odkrycie polonu i radu, wydzielenie czystego radu i badanie właściwości chemicznych pierwiastków promieniotwórczych. Jest jedną trzech laureatów, którzy nagrodę Nobla dostali więcej niż jeden raz. Skłodowska jest pierwszą kobieta, którą pochowano w paryskim Panteonie.

Najgorsze jest to że nawet w Polsce pisze i mówi się Curie - Skłodowska deprecjonując jej Polskość i akcentując rolę Francji.

Tadeusz Sędzimir już zwany w Stanach Zjednoczonych Edisonem metalurgi jest w Polsce przemilczany. Stalinowski Związek Radziecki w USA kupował przestarzałą technologię metalurgiczną którą potem od ZSRR kupuje Polska. Z trzeciej ręki kupujemy przestarzałe coś co dawno mogliśmy mieć z pierwszej reki.

„Polskie piekło” więc obiektywnie istnieje. W Polsce najważniejszy kapitał jaki jest czyli ludzki talent był i jest marnowany !

Pierwszy popularny monolityczny wzmacniacz operacyjny uA709 był trzystopniowy to znaczy każdy stopień wnosił wzmocnienie napięciowe. Statyczne wzmocnienie pierwszego stopnia wynosi circa 15, drugiego 100 a trzeciego 27. Oczywiście był jeszcze wyjściowy komplementarny wtórnik emiterowy o wzmocnieniu odrobinę mniejszym od jedności Mankamentem układu była zewnętrzna trzyelementowa kompensacja częstotliwościowa.

Popularne wzmacniacze operacyjne mają obecnie różnicowy stopień wejściowy z lustrem prądowym na wyjściu dającym już sygnał asymetryczny do stopnia napięciowego o dużym wzmocnieniu z kompensacją Millera zbuforowanego komplementarnym wyjściowym wtórnikiem emiterowym. Stopnie wzmocnienia napięciowego są tylko dwa. Wzmocnienie stałoprądowe jest mniejsze od 110 dB.

Natomiast w nowych bardzo szybkich wzmacniaczach operacyjnych zastosowano ( w przykładowym układzie HA-2500 i serii pochodnych ) w gruncie rzeczy jeden stopień napięciowy.

W szerokopasmowych układach dyskretnych bardzo ważne jest wykorzystanie pola wzmocnienia tranzystora. Bardzo dobre wzmacniające własności szerokopasmowe mają stopnie pojedyncze ze sprzężeniami zwrotnymi i tak zwane dwójki z ujemnymi sprzężeniami zwrotnymi. Natomiast niewiele jeszcze wiemy o trójkach. Sugeruje to że także szerokopasmowy wzmacniacz operacyjny winien być jedno lub dwustopniowy. Mowa jest o stopniach napięciowych. To kryterium wykorzystania pola wzmocnienia tranzystora musi być zmodyfikowane dla układów monolitycznych jako że przykładowo bardzo oszczędzający miejsce chipa czyli koszt jest najprostszy wejściowy wtórnik emiterowy na który składa się tranzystor wtórnika i rezystor Rbe ustalający prąd pracy wtórnika kolejnego tranzystora sterowanego przez wtórnik.

Szerokopasmowy bez elementów sprzężenia zwrotnego jest wtórnik emiterowy pracujący z definicji ze 100% lokalnym sprzężeniem zwrotnym. Wzmocnienie prądowe tranzystora we Wspólnej Bazie mimo iż odrobinę mniejsze od jedności spada dopiero od częstotliwości Ft. Kaskoda czyli stopień WE+WB uważany jest za pojedynczy stopień. Jej zaletą w zakresach radiowych RF jest izolacja wejścia od wyjścia dająca duże stabilne wzmocnienie. Kaskoda ma dużą rezystancje wyjściową a więc możliwość uzyskania bardzo dużego statycznego wzmocnienia przy pracy na bardzo dużą rezystancje. Zatem potencjalnie ma duże wzmocnienie w bardzo szerokim paśmie.

Harris a za nim między innymi Intersil produkuje technologią „Dielectric Insulation” z rezystorami cieńkowarstwowymi bardzo szybkie wzmacniacze operacyjne.

W normalnej technologi izolacją elementów jest wykonana de facto złączami PN. „Dielectric Insulation” pozwala wytworzyć tranzystory PNP tylko trochę gorsze od NPN. Niestety produkcja wymaga większej ilości masek i procesów. Produkcja jest droższa i cechuje ją mniejsze uzysk. W rezultacie produkty są bardzo drogie. Są stosowane w sprzęcie wojskowym, kosmicznym i badawczym najwyższej jakości.

Wejściowa para różnicowa z ujemnym emiterowym sprzężeniem zwrotnym Q38, Q39 poprzedzona wejściowym wtórnikiem emiterowym na Q37, Q40 pracuje w przedłużonej kaskodzie z Q6, Q8. Tranzystory Q7, Q9 to właśnie to przedłużenie kaskodowe dające bardzo dużą oporność wyjściową stopnia. Na tranzystorach Q23, Q24, Q25 wykonano zwierciadło prądowe przetwarzające sygnał symetryczny z kaskody w asymetryczny dla wtórnika. Sygnał dalej jest podany na potrójny wyjściowy wtórnik emiterowy o ogromnej oporności wejściowej : Q12 z bootstrapem na Q11 oraz Q17, Q19 i Q15, Q16.

Wtórniki komplementarne także połówkowo są o tyle ciekawe że tranzystorom wyjściowym może być podany większy prąd wyłączający niż włączający co przy bardzo szybko narastającym sygnałach jest istotne.

Zwróćmy uwagę na podobieństwo do pierwszego stopnia układu trzystopniowego wzmacniacza uA715. Tam jednak niewielkie było wyjściowe obciążenie rezystancyjne i wzmocnienie statyczne pierwszego stopnia a w HA-2500 oporność na wyjściu jest bardzo duża.

Typowe napięciowe wzmocnienie stałoprądowe rodziny HA-2500 wynosi 15 tysięcy razy . Biorąc pod uwagę że osiągnięto to w jednym kaskodowym stopniu jest to bardzo dużo. W zastosowaniach układów szybkich z reguły nie jest konieczne bardzo duże wzmocnienie stałoprądowe.

Poniżej schemat układów wzmacniaczy operacyjnych rodziny HA-2500/02/05/10/12/15/20/22/25. Nowsze jednostopniowe rodziny szybkich wzmacniaczy operacyjnych Harrisa są jeszcze bardziej skomplikowane.

Maksymalne napięcie zasilania popularnych wzmacniaczy operacyjnych wynosi +-15V do +-22V czyli sumarycznie 30V i 44V.

Natomiast wzmacniacz operacyjny LM143 ma maksymalne napięcie zasilania +-40V czyli 80V co sugeruje że scalone tranzystory mają napięcie Uceo powyżej 110V. W konstrukcji układu nie ma wiele ciekawego ( w stopniu napięciowym zastosowano kaskodę ! ) i przytaczanie schematu jest niecelowe.

Oczywiście obowiązuje generalna zasady że im wyższe jest napięcie Uceo tranzystora bipolarnego tym mniejsze jest jego statyczne wzmocnienie prądowe i szybciej spadające z prądem kolektora oraz mniejsza częstotliwość graniczna Ft. Pojawia się też obszar quasi - nasycenia z towarzyszącym mu silnym spowolnieniem tranzystora co jest zawsze kłopotliwe w układach ze sprzężeniem zwrotnym.

Akustyczny wzmacniacz mocy wysokiej jakości z obciążeniem 8 Ohm zasilany napięciem +-40V z prostownika sieciowego ma moc ciągłą circa 60W a przy sztywnym zasilaniu z przetwornicy oczywiście większą. Scalony tranzystor mocy jest de facto równoległym połączeniem wielu małych tranzystorów. Tranzystor taki w układzie scalonym może mieć szeroki obszar pracy bezpiecznej SOA na tle dyskretnych tranzystorów mocy. Tak duża moc wyjściowa cechuje już segment drogiego sprzętu.

Kolorowy odbiornik telewizyjny ma coraz lepsze parametry i jest coraz bardziej skomplikowany. Pierwsze zdalne sterowanie czyli Remote Control pojawiło się w 1956 roku. Mechaniczny nadajnik czyli Pilot z czterema przyciskami po naciśnięciu przycisku emitował ultradźwiękowy „click” o czterech częstotliwościach odbierany sensorem układu elektronicznego zmieniającego głośność i programy. Przestrajanie lub przełączanie głowicy odbywało się silnikiem. W latach sześćdziesiątych zastosowano do przestrajania głowic diody pojemnościowe. Później zastosowano już elektroniczne piloty ultradźwiękowe ale nadal ilość przycisków była mała.

Przełom stanowiły nadajniki / odbiorniki zdalnego sterowania koncernu RCA w technologi MOS z 1970 roku. Pilot może mieć wiele przycisków. Odbiornik TVC z pilotem nie ma już potencjometrów do regulacji głośności ale ma jeszcze lokalne przyciski na wypadek zagubienia lub uszkodzenia pilota.

Koncern Philips produkuje układ TCA730 do fizjologicznej regulacji głośności i balansu stereofonicznego napięciem stałym. Oczywiście to napięcie regulujące pochodzi z odbiornika zdalnego sterowania. Układ TCA740 reguluje tony niskie i wysokie. Zatem pilotem w fotelu można regulować głośność i tony ! Układy nie są udane. Za wysoki jest poziom zniekształceń a zwłaszcza szumów. Oczywiście można je ulepszyć.

Brytyjska telewizja BBC w 1974 roku rozpoczęła programowe nadawanie informacji cyfrowych Ceefax. Informacja przekazywana jest w czasie impulsów synchronizacji pionowej. Zastosowana modyfikacja standardu telewizyjnego nie zaburza jednak synchronizacji odbiornika.

Na numerowanych ( potrzebne są klawisze numeryczne pilota ! ) stronach Ceefax są najnowsze informacje, prognozy pogody i spisy programów telewizyjnych na bieżący dzień. System do TVC do odbioru CeeFax jest skomplikowany i znacznie bardziej złożony niż terminal komputerowy. System zbudowany z użyciem mikroprocesora, pamięci RAM i ROM oraz standardowych układów logicznych i analogowych jest strasznie złożony co rzutuje na zaporową cenę i niewielką ale rosnącą ilość odbiorników z „dekoderem”.

Oczywiście potrzebne jest monolityczne scalenie dekodera tak aby obniżyć cenę a wtedy praktycznie każdy nowy odbiornik będzie musiał mieć dekoder jako że przecież „sąsiad już ma Ceefax”

Pilot do odbiornika z Ceefax musi mieć klawisze numeryczne do wyboru numeru stron.

Pilotem zdalnego sterowania można nie wychodząc z samochodu otworzyć bramę garażu czy bramę wjazdowa na posesje rezydencji. I tak dalej.

Obecnie każdy wzmacniacz czy amplituner ma potencjometry regulacji głośności, balansu, tonów niskich i wysokich oraz różne przyciski. Aby je zachować przy użyciu pilota trzeba by potencjometry wyposażyć w silniczki z przekładniami co jest rozwiązaniem drogim. Regulacje można wykonać ulepszonymi układami jak TCA 730 i 740 ale co dać na opustoszałej płycie przedniej wzmacniacza czy amplitunera ? „Magiczne oko” w gruncie rzeczy tylko podnosiło estetykę lampowego odbiornika radiowego bowiem i tak radio stroiło się na słuch. Na płycie frontowej bardzo ładnie wyglądają efektownie podświetlone mierniki wskazówkowe. Diody LED czy ich linijki ( plus układ do sterowania ) mogą pokazywać różne ustawienia. Bardzo ładne są wyświetlacze neonowe i fluoroscencyjne.

Zatem potencjometry a już zwłaszcza z serwomechanizmami nie są potrzebne !

Aby móc zdalnie sterować pilotem magnetofon kasetowy trzeba w jego mechanizmie zastosować elektromagnesy. Z pewnością cena by wzrosła ale nie radykalnie.

Można także rozbudować mechanizm gramofonu aby móc rozpocząć odtwarzanie płyty. Zatem z wygodnego fotela można pilotem wybrać program radiowy lub posłuchać muzyki z magnetofonu lub gramofonu.

Zdaniem autora regulacje tonów niskich i wysokich są obecnie nonsensem psującym jedynie słuchany materiał. „Z pustego i Salomon nie naleje” Jeśli brakuje wysokich tonów to podniesiemy tylko szumy. Jeśli głośniki nie odtwarzają dobrze niskich tonów to podnosząc je głośnik wytwarza głównie zniekształcenia harmoniczne w miejsce basów.

Polskie czarno - białe odbiorniki mają przełączniki brzmienia dźwięku – Jazz, Mowa... Stosując klucze CMOS z serii 4000 można prosto (pilotem) przełączyć elementy RC zmieniające charakterystykę częstotliwościową wzmacniacza czyli brzmienie bez szumów i zniekształceń układu TCA740.

Ale aby wybierać pilotem programy radiowe i telewizyjne ktoś je musi nadać !

W realnym życiu wszystko jest ze wszystkim związane !

Po co komu odbiornik TVC z pilotem jak są dwa programy telewizyjne ?

Otwarcie Polski na świat sprawiło że Polacy zachłysnęli się widokiem witryn zachodnich sklepów a już zwłaszcza urokiem elektroniki domowej. Jest ona dostępna cenowo dla mieszkańców zachodu ale dla Polaka zarabiającego po kursie czarnorynkowym 15 dolarów jest strasznie droga. Coś co jest drogie staje się przedmiotem pożądania.

Kapitalizm przemysłowy przyniósł nieznany w historii wzrost technologiczny i gospodarczy ale także koszmarny Wielki Kryzys który był głównym powodem wybuchu II Wojny Światowej. Po wojnie sojusz USA i Anglii z ZSRR niestety się rozpadł a niedawni alianci stali się wrogami. USA planem Marshalla uruchomiły i ustabilizowały gospodarkę Europy Zachodniej, która weszła na tor szybkiego rozwoju.

Na temat planu Marshalla funkcjonują przeróżne mity. W wymiarze finansowym nie był on ogromny. Jego skuteczność polegała na tym że rządy zobowiązane były dary z USA sprzedawać i je sprzedawały co skutkowało pohamowaniem inflacji, unormalnieniem rynku i możliwością dania ludziom pracy przy odbudowie za pieniądze ze sprzedaży darów USA. Polska dostała od USA ogromną pomoc materialną w okresie 1945-1948 która została źle użyta !

Okres 1945-1971 stabilnego wysokiego wzrostu i egalitarnego podziału bogactwa na zachodzie jest unikalny w historii. Sen zakończył się wycofaniem przez prezydenta Nixona wymienialności dolara na złoto i kryzysem energetycznym.

A dla nas złudzenie że można zmodernizować gospodarkę na kredyt zakończyło się pustoszejącymi półkami sklepów.

Realne płace są pochodną zaawansowania technologicznego każdej gospodarki. Technologie tworzą ludzie. Gdy nie ma się własnej nowej technologi to obcą można tylko drogo kupić.

W Polsce żyją teraz ludzie którzy potencjalnie mogą się stać współczesną Skłodowską, Czochralskim i Sędzimirem. Na pewno jest wielu chętnych na bycie Hipolitem Cegielskim. Ten potencjał trzeba odblokować !

Stany Zjednoczone dość późno ale z przytupem przystąpiły do grona krajów bogatych. Jeszcze później do wyścigu przystąpiły Niemcy i Japonia oczywiście badając doświadczenia USA i selektywnie wzorując się na nich. Mądre korzystanie z cudzych doświadczeń jest dobre a dołączenie do klubu bogatych jest możliwe ale jednak bardzo trudne.

Zakup licencji i fabryki dla samochodów osobowych ( i innej fabryki ) może mieć sens jeśli licencja i fabryka nie są drogie i potrafimy zorganizować w fabryce dobrą i intensywną pracę na 3 zmiany ( zanim wyrób się zestarzeje i nie da się go eksportować ) a produkcje skierować na eksport, który spłaci koszt zakupu. ZSRR w samochodach był słaby i sam kupił fabrykę samochodów od Fiata. Nie stawiając na swoich inżynierów musieliśmy więc licencje na samochody kupić na zachodzie.

Genialna Barbara Piela

Genialna Barbara Piela

"Wojna o praworządnosc"

"Wojna o praworządnosc"

 Wyłącznym celem rozpętania przez Niemcy "wojny o praworządność" w Polsce, w której wykorzystywani są jako mafijni "żołnierze" polscy sędziowie i  kontrolowane przez Niemcy instytucje Unii Europejskiej oraz niemieckie polskojęzyczne media  jest osłabienie pozycji rządzącej agentury Amerykańsko - Izraelskiej na rzecz swojej agentury z nadzieją powrotu jej do władzy. Przy okazji mocno cierpi wizerunek Polski co mocno cieszy Niemców.

Konstytucja 3 Maja, Insurekcja Kościuszkowska, powstania  były ówczesnym  łamaniem "prawa"  i "praworządności".  Targowica, Sejm Grodzieński, traktaty rozbiorowe  przywracały "rządy prawa"  !

https://www.salon24.pl/u/tajikase/1014638,sad-najwyzszy-tylko-werbalnie
"Sąd Najwyższy wreszcie zrobił to, na co, z pewną dozą niepokoju, od pewnego czasu czekałem - przewrócił szachownicę i zmiótl z niej wszystkie piony zostawiając tylko swojego czarno - fioletowego króla i oznajmił, że to on jest zwycięzcą moralnym i faktycznym. Sędzina Gersdorf postawiła  na chaos, przekonana, że rząd nie zdecyduje się na żadne silowe rozwiązania - na przykład pozbawienie wszystkich sędziów ich stanowisk i wyrzucenie na przysłowiowe mordy. Resztę, jak zapewne łudzi się główna sędzina, załatwi ulica i zagranica, z naciskiem na tą ostatnią.

Osobiście, gdybym mógł radzić rządowi (rzecz jasna jestem zbyt małym żuczkiem aby to czynić) zasugerowałbym aby tym razem rozczarować główną sędzinę i dokładnie,tak jak napisałem, wywalić wszystkich sygnatariuszy i akceptowaczy owego podłego (zaraz wyjaśnię dla czego podłego) buntu.

Bunt jest podły bowiem jego przyczyny i pobudki są małe i parszywe. Sędzina Gerzdorf i jej poplecznicy głosem stentorowym i dostojnym mówią o zlamaniu demokracji i zamachu na Sąd Najwyższy czyli na kastę wspaniałych ludzi. Czynią to wbrew państwu i narodowi, bowiem tak jak kiedyś, najważniejsza jest koszula bliska ciała czyli przywileje, kasiora i poczucie bezkarności. I chocby przyszło w Polsce ponownie pisać cyrylicą i gotykiem, kasta owe trzy przywileje traktuje jako pryncypia, a pryncypia są wazniejsze od państwa, narodu czy niepodleglości.

Sędzina Gersdorf w sposob na prawde erudycyjnie wiarygodny, poważny i podparty autorytetem całego Sądu Najwyższego gotowa jest  odwołujac sie do Europy i Śwwiata wolać o obrone sądow i demokracji, udowadniajac, że prawo to ona, a sprawiedliwość Sąd Najwyższy. Odwołując się do szczytnych ideałów, do wolnosci i demokracji w rzeczywistości błagać bedzie o zachowanie dla jej kasty przywilejów, kasiory i poczucia bezkarności.

Dla tego wywalmy ich na te ich kastowe pyski, może nie w tej chwili ale za tydzień kiedy przygotujemy się medialnie i dyplomatycznie. Wywalmy i pozbawmy przywilejów, raz na zawsze."

Komentarz pod artykułem
"sylwan
Przecież wyjątkową kastą nazwała swoje środowiska sędzia , nie Kaczyński.
Powiedziała prawdę bo środowisko sędziowskie jest kastą, spełnia wszystkie cechy kasty.
1.Pasożytuje na innych
2.Sama się tworzy, ustala u siebie hierarchie, awanse i system wewnętrzny zapewniający całkowitą bezkarność,
3.Nie podlega kontroli społecznej, zewnętrznej,
4.Jest arogancka i uważa się sama za ludzi ważniejszych, lepszych od pozostałych.Wszyscy jej członkowie mają ego rozrośnięte do monstrualnych rozmiarów.
5. Gardzi innymi spoza kasty
6.Jest całkowicie nie wrażliwa na krzywdę innych ( wszystkie te wyroki ,niesprawiedliwe charakteryzują się wyrządzaniem wielkiej krzywdy innym ludziom.)
Ten brak wrażliwości jest charakterystyczny dla psychopatów."

Sadokracja postkomuny

Sadokracja postkomuny

 22 lipca 1952 roku "Sejm" uchwalił „konstytucję”. Głosiła ona, że „Polska Rzeczpospolita Ludowa jest krajem demokracji ludowej” Opracowana w pierwotnej postaci była według wzoru stalinowskiej konstytucji ZSRR z 1936. Była głównie aktem deklaratywno-propagandowym. Wprowadziła ona wzorowaną na konstytucji sowieckiej zasadę jedności władzy państwowej a w tym brak niezawisłych sądów. Na projekcie Konstytucji PRL w języku rosyjskim odręcznie poprawki naniósł sam  Józef Stalin. Formalnie PRL była dyktaturą terrorystyczną !
"Sądy" PRL były tylko oszukańczą fasadą.  Kto zostanie skazany orzekała partia i bezpieka.

W latach osiemdziesiątych przewodniczym Rady Państwa nominującej nowych "sędziów" na wniosek partyjnego Ministra Sprawiedliwości  ( formalnie ręczył on za kandydatów ) był szef junty która dokonała zamachu stanu i wypowiedziała wojnę Polakom, TW Wolski czyli ruski generał w Polskim mundurze.
Suwerenna Polska powinna powiesić juntę i Jaruzela pierwszego a "sędziów" wybatożyć, obłożyć rujnującymi grzywnami za uzurpacje funkcji sędziego i osądzić. Ale w atrapie państwa z dykty i paździerza o kryptonimie operacyjnym III RP , miłośnicy partii komunistycznej i pupilowie bezpieki nominowani przez  Jaruzela z czasem stali się też sędziami Sądu Najwyższego. Ich zadaniem było ochranianie bezkarności i interesów postkomuny.

Pierwotnie "Peryferyjny Kapitalizm Zależny" ( dostępny w GoogleBooks ) jako rozdziały umieszczono na podstronie Interia.pl. Rozdział Korupcja był dużo dłuższy. Szczegółowo omówiono tam korupcje SN. Sąd Najwyższy w jednej kwestii w stronę A orzekł 18 razy  i 19 razy w drugą stronę B. Ktoś zbadał od czego zależało stanowisko SN. Zależało to od tego kim były strony ! SN był i jest totalnie skorumpowany. Strona ta stała się przedmiotem ataków a ja otrzymałem pocztą sporo anonimów z groźbami że jeśli nie usunę tych informacji to pożałuje. Wychodząc rano do pracy zobaczyłem że mam wyłamaną klapkę od wlewu paliwa i wyjęty korek. Włożona tam była kartka z wydrukowanymi paragrafami i wielkimi literami PKZ - SN. 

http://matusiakj.blogspot.com/2019/03/wniosek-o-wniesienie-skargi.html
" Zażalenie skierowane do SN zostało przez SN oddalone. Centralny punkt wywodu SN jest w zdaniu - "Jest tak dlatego, że o zaliczaniu darowizn w postępowaniu o dział spadku, co podkreśla się także w piśmiennictwie, sąd rozstrzyga w drodze przesłanki. " - a dokładniej w jego ostatniej części. Co to znaczy "sąd rozstrzyga w drodze przesłanki." ? Nikt nie wie.
Po wpisaniu w wyszukiwarkę Google ("sąd rozstrzyga w drodze przesłanki ") otrzymujemy jeden wynik wyszukiwania, link do postanowienia II CZ 110/13 ! Zatem centralny fragment wywodu SN jest nieznany w języku polskim i nic nie znaczy. Został stworzony na potrzeby tego postanowienia. "
SN w ogóle nie odniósł się ani do argumentacji Zażalenia ani do materiału sprawy co zobowiązany był przecież uczynić.

Deprecjacja tytułów w Polsce osiągnęła taki poziom ze tytuł profesora dostają nawet przygłupy. 

Sądokracja to tyraniczna forma rządów, w której władza sądownicza nie podlega kontroli obywateli, władzy ustawodawczej i wykonawczej. Polsce zagraża sądokracja niekompetentna, skorumpowana i zadufana w sobie.
Sędziowie w sprawowaniu swojego urzędu są niezawiśli i podlegają tylko konstytucji oraz ustawom. Wyrażone w orzeczeniu SN stanowisko wiąże sądy tylko w jednej konkretnej sprawie. 
 Uchwała Sądu Najwyższego, nawet taka posiadająca moc zasady prawnej, nie jest źródłem prawa i żaden sędzia sądu powszechnego ani wojskowego nie jest nią bezpośrednio związany. Przede wszystkim, uchwała taka nie ma mocy 'powszechnie obowiązującej wykładni przepisów'. Od 1997 roku żaden organ państwa nie posiada do tego kompetencji.  Wcześniej kompetencję tę posiadał Trybunał Konstytucyjny.

Determinacja starego układu jest taka, że w ostateczności podpalą lub wysadzą Sąd Najwyższy. Nie cofną się w prowokacji „ulica i zagranica” przed niczym.
Chcą zniszczyć demokrację i wprowadzić sądokrację. Stawiają się ponad konstytucję, ponad Prezydenta, ponad Sejm i Senat. To jest zamach na państwo prawa! To nie są już żarty. Kasta sędziowska chce zniszczyć porządek prawny byle utrzymać swój nietykalny status i bezkarność.
Uchwały SN zmierzają w kierunku anarchizacji i zaraz podważą wyroki nowych sędziów. To bunt przeciwko Polsce praworządnej, suwerennej i demokratycznej.

Przemysław W. Radzik Zastępca Rzecznika Dyscyplinarnego Sędziów Sądów Powszechnych:
"Dzisiejsze stanowisko niektórych sędziów trzech izb SN to nic innego jak bezprawna próba zmiany ustroju Rzeczypospolitej. Nie ma mocy wiążącej, a sędziowie kwestionujący legalność powołania innych sędziów będą ścigani dyscyplinarnie."

Media bardzo niechętnie pokazują kto wypromował sędziów SN,  kim w PRL byli ich dziadkowie i ojcowie.

Kasta nie chce oddac majatku Zydom i szkodzi wizerunkowi Polski

Kasta nie chce oddac majatku Zydom i szkodzi wizerunkowi Polski

 Zdaniem autora jak ktoś był w księdze wieczystej nieruchomości to należy mu się uczciwy  zwrot niezależnie od tego kto to jest, jeśli tylko nie był zbrodniarzem.  Uczciwy to znaczy uwzględniający stan po zakończeniu wojny, poczynione nakłady, osiągnięte korzyści  i z uwzględnieniem ewentualnego długu.
Takie skandaliczne przypadki jak opisany poniżej są wodą na młyn Przemysłu Holocaustu i ogromnie szkodzę Polsce !

https://www.reuters.com/article/us-holocaust-memorial-auschwitz-restitut/75-years-on-holocaust-survivors-struggle-to-recover-property-in-poland-idUSKBN1ZJ0Y8

"75 lat później ocaleni z Holokaustu walczą o odzyskanie mienia w Polsce...
Pierwszą sprawę sądową Evrons wszczęli w 1992 r., Zachęcani przez polityków, takich jak były prezydent Lech Wałęsa, że restytucja zostanie szybko rozwiązana.

Para chce odzyskać mienie od rządu, który przejął własność w czasach komunizmu.

W latach 90. rząd sprzedał budynek mieszkalny, który kiedyś był ich własnością, osobie, która przekształciła go w centrum handlowe, pomimo ofert Evrons na zakup nieruchomości, co jeszcze bardziej komplikuje sprawę.

Odwołania nowego właściciela jeszcze bardziej wydłużyły ten proces. Podczas gdy wiele sądów orzekało na korzyść Evrons przez prawie trzy dekady, para nie otrzymała nic.

Prawdopodobnie wydali więcej pieniędzy na sprawę sądową niż wartość samych aktywów.

„Mogę pokazać pełną szafę z korespondencją i dokumentami związanymi z tym zagadnieniem i niestety nigdzie to nie zmierza” - powiedział Evron."

Wzmacniacz. Ogólnie

Wzmacniacz. Ogólnie

  Tylko człowiek ma umiejętność abstrakcyjnego i spekulatywnego myślenia oraz tworzenia.

Ludzkość trwała w stagnacji ( roczny wzrost gospodarczy poniżej 0.2-0.5% ) aż do połowy XVIII wieku gdy w Anglii zaczął z oporami rodzić się kapitalizm przemysłowy i trwały ( pomijając wahania koniunktury czyli kryzysy ) wzrost gospodarczy. Długie okresy powolnego wzrostu gospodarczego ( nawet wieloletnie tempo wzrostu 0.1-0.2% rocznie powodowało duże różnice w poziomie gospodarczym krajów czy raczej obszarów ) przeplatały się wcześniej z rujnującymi kataklizmami i wojnami.

Od lat osiemdziesiątych XIX wielu centrum cywilizacji przeniosło się z Europy do Stanów Zjednoczonych. Wtedy rozpoczął się tam wysp wynalazków w dodatku wdrażanych do masowej produkcji przemysłowej. Przyczyna była prozaiczna. Obfitości kapitału naturalnego, rzeczowego i finansowego towarzyszyły braki w drożejącej sile roboczej i to mimo potężnej imigracji. Prowadzono więc zdeterminowane prace nad mechanizacją a potem automatyzacją produkcji aby oszczędzić na drogiej pracy i zarobić. Powstawały więc coraz to bardziej skomplikowane maszyny !

Wdrożenie do produkcji opatentowanego czyli chronionego prawem odkrycia dawało potężną przewagę nad konkurencją. Przedsiębiorcy i twórcy mieli silny motyw do pracy – wielkie pieniądze do zarobienia ! Rozbudowana sieć kolei zintegrowała gospodarczo cały kraj tworząc przeogromny rynek. Masowa produkcja samochodów narodziła się w USA, które przed wojną miały więcej samochodów niż cała reszta świata. Ojcem masowego samochodu jest genialny Henry Ford. Stany Zjednoczone były faktycznie jedynym zwycięzcą w II Wojnie Światowej. Przerażający spektakl diabelskiej mocy zniszczenia nad Hiroszimą i Nagasaki uświadomił wszystkim jak wielka jest przewaga technologiczna, gospodarcza i militarna USA nad światem. USA wojnę ( intencjonalnie z ich strony była to wojna powietrzna ) wygrały z laboratoriach i fabrykach tracąc w wojnie z Niemcami i Japonią zaledwie 403 tysiące ludzi.

Pojęcie kapitału ewoluuje na przestrzeni wieków. Kiedyś kapitałem była ziemia rolna i chłopi pańszczyźniani czyli niewolnicy. Najwcześniej realizowalny pomysł na zarobek stał się kapitałem w USA. Podstawowe potrzeby są tam zaspokojone od dawna i potrzebny jest do produkcji nowy towar i nowa potrzeba. Henry Ford z pomysłem samochodu z silnikiem spalinowym bankrutował trzy razy nie spłacając wierzycieli. Obecnie na giełdzie wysoko notowane są firmy które wdrażają nowości albo nawet tylko zapowiadają że takie mają ! Pieniądze z oszczędności obywateli i firm szukają okazji do zarobku i dobrze rokujące firmy są wysoko notowane.

Teraz dopiero okazuje się że Polska za dziesiątki miliardów pożyczonych dolarów kupił ponad 250 licencji na wszystko. Fiat 125, 126, autobus Berliet, ciągnik Massey Fergusson, silniki wysokoprężne, magnetofon kasetowy Thomson, czarno biały odbiornik scalono tranzystorowy Telefunken, zintegrowana głowica telewizyjna od Thomsona, tranzystory, układy scalone, tyrystory od Thomsona, RCA, Sanyo, Westinghouse ...

Zatem kupiliśmy uprzedmiotowione pomysły a sprzedajemy swoją tanią prace eksportując węgiel i miedź. Efekty tego widać gołym okiem na coraz bardziej pustych półkach sklepowych.

Z braku komunikacji wielokrotnie zdarzały się identyczne odkrycia w różnych krajach a nawet powtórne zapomniane już odkrycia. Wielokrotnie wyważano dawno otwarte już drzwi także w konstrukcjach różnych urządzeń.

Obecnie elektronika stosowana jest nieomal wszędzie – we wszelkich urządzeniach laboratoryjnych, urządzeniach przemysłowych, w wyposażeniu domu, komunikacji i telekomunikacji, samochodzie, samolocie, rakiecie, sprzęcie militarnym, medycynie...

Przykładowo możliwości alternatywnej przemysłowej automatyki pneumatycznej są ograniczone na tle automatyki elektronicznej.

Bez elektroniki systemu sterowania z sensorami, monitoringu i alarmu nie może bezpiecznie pracować energetyczny reaktor jądrowy choć przede wszystkim jego konstrukcja powinna zapewniać bezpieczeństwo radzenia sobie z ciepłem powyłączeniowym.

W nowoczesnych systemach broni najważniejsza jest właśnie elektronika.

Wysoki poziom bezpieczeństwa rejsowe samoloty odrzutowe zawdzięczają też elektronice. Stąd rosnąca popularność podróży lotniczych i malejące ceny biletów lotniczych.

Elektroniczny wtrysk paliwa i zapłon w silniku samochodowym polepsza parametry silnika spalinowego i zmniejsza zużycie paliwa co nie zmienia faktu że nadal jest to tylko silnik spalinowy ze wszystkimi jego wadami i zaletami.

W latach pięćdziesiątych panowała fascynacja energią jądrową która miała być bardzo tanim lekarstwem na wszystko. Okładki kolorowych czasopism zdobiły futurystyczne rysunki prywatnych odrzutowych samochodów-samolotów pionowego startu i lądowania dające ogromne możliwości szybkiego przemieszczania się czyli swobodę komunikacji. Z tego szybkiego fizycznego przemieszczania się do innych ludzi nic nie wyszło i raczej nie wyjdzie dlatego że postęp w energetyce zrobił się ślamazarny i nie ma nadziei na zmianę tego stanu rzeczy. Natomiast coraz łatwiej przesyła się informacje co pozwala na pośredni kontakt z ludźmi telekomunikacją.

W Polsce telekomunikacja jest strasznie zapóźniona zwłaszcza międzymiastowa.

Tragikomedią jest zamawianie połączeń międzymiastowych u telefonistki.

Według Rocznika Statystycznego w USA jest 762 numerów czyli też linii i aparatów telefonicznych na 1000 obywateli. W Europie zachodniej ogólnie ponad 400. Natomiast w Polsce jedynie 82. Zła sytuacja w telekomunikacji jest we wszystkich krajach RWPG gdzie trochę wyróżniają się pozytywnie NRD i Czechosłowacja.

Aparaty telefoniczne i wszystko do linii abonenckich jest produkcją masową. Ale także produkcja central telefonicznych i systemów przesyłu jest wartościowo bardzo duża.

W Japonii produkuje się na potrzeby własne i na wielki eksport rocznie 140 odbiorników telewizyjnych na 1000 ludności. 2/3 z nich to odbiorniki kolorowe. W USA 51 sztuk, RFN 71, Anglii 40. Na zachodzie odbiorniki czarno białe wychodzą z produkcji. Odbiorniki kolorowe stanowią tam około 2/3 produkcji ale w RFN ponad 86%. Produkcja w Polsce wynosi 19.8 odbiorników ale odbiorniki kolorowe stanowią mniej niż 4% całości. Jest to odbiornik T5601 na licencji francuskiej i strasznie przestarzałe radzieckie Rubiny.

Urządzenia profesjonalne produkowane są jednostko ale także w dziesiątkach tysięcy sztuk rocznie. Zachodnie kraje małe i średnie nie podejmują mikroskopijnej produkcji importując potrzebny sprzęt. Wymiana handlowa jest intensywna. Nawet USA nie są samodzielne technologicznie i produktowo w całym repertuarze potrzeb.

Niestety wymiana między krajami RWPG jest mała i kraje te podejmują z przymusu ( blokada USA ) zupełnie nieopłacalną, małą produkcją prowadzoną także w innych krajach co przecież jest nonsensem.

USA w dziedzinie mikroelektroniki prowadza blokadę technologiczną krajów RWPG.

Na Zachodzie ( tutaj rozumiane jak USA, Europa Zachodnia i Japonia) coraz większą popularność zyskują maszyny sterowane numerycznie NC i CNC.

Obrabiarek skrawających produkuje się w Polsce rocznie około 29 tysięcy sztuk a obrabiarek do obróbki plastycznej 10 tysięcy sztuk. Ułamek z tego w przyszłości będą stanowić maszyny CNC. Produkcja elektroniki do tych maszyn jest więc niewielka na tle masowej produkcji elektroniki.

Wzmacniacze operacyjne używane są wszędzie:

-Układach „kondycjonujących” i przetwarzających wszelkich sensorów. Istnieje kilkaset różnych rozwiązań do różnych sensorów

-Regulatorach PI-PID w układach automatyki

-Jako wolne komparatory zwłaszcza w zastosowaniach przemysłowych

-Filtrach aktywnych

-Systemy telekomunikacyjne

-Energoelektronice

-Generatorach sygnałów sinusoidalnych, prostokątnych i trójkątnych

zwłaszcza przestrajanych napięciem jako VCO i jako przetwornika napięcie na częstotliwość V/F.

-W układach Próbkująco Pamiętających

-W układach realizujących funkcje nieliniowe. Na przykład do linearyzacji pomiaru przepływu z różnicy ciśnień potrzebne jest pierwiastkowanie

-W układach logarytmicznych i antylogarytmicznych. Bardzo dobre własności mają układy logarytmujące z tranzystorem na bardzo małe prądy wejściowe

-Prostowniki szczytowe i idealne

-Przetwornik wartości skutecznej sygnału RMS

-W przetwornikach A/D i D/A.

-Bufory przetworników A/D i D/A

-Zasilacze

-Komputery analogowe i hybrydowe

-Jako podsystem w większym układzie scalonym

Pionierem monolitycznych cyfrowych i analogowych układów scalonych był amerykański Fairchild. Układ operacyjnego wzmacniacza szerokopasmowego uA702 z 1963 roku z racji wad i zaporowej ceny nie zrobił kariery. Powolny ale uniwersalny układ uA709 z 1965 roku naśladowczo produkowany był przez wiele firm świata także w RWPG ale niektóre kopie były mocno niedoskonale. Szerokopasmowy układ uA715 też nie zrobił kariery. Niszowe zastosowania ma układ uA725 ( także popularne są jego kopie ) o małym dryfcie napięciowym.

Popularność zdobył szerokopasmowy ale nieoperacyjny wzmacniacz uA733.

Fairchild szybko stracił prymat. Jego bardzo popularny układ uA741 z 1968 roku był naśladowczy w stosunku do znacznie lepszego układu LM101 National Semiconductor z 1967 roku. O popularności zadecydowała niższa cena uA741.

Dobre parametry ma chętnie kopiowany układ z tranzystorami Super Beta LM108 z 1968 roku.

Popularny jest też wzmacniacz programowalny uA776 także z licznymi kopiami.

Pionierski wzmacniacz uA740 z wejściem JFet z racji wad także się nie przyjął. Dopiero NS wyprodukował niedrogie i dobre układy z wejściem JFet typu LF155-157. Pionierem wzmacniaczy MOS i CMOS jest koncern RCA.

Wzmacniacz operacyjny uA791 z wyjściem mocy o prądzie 1A stał się prekursorem wysokiej jakości wzmacniaczy akustycznych zbudowanych tak jak wzmacniacz operacyjny z symetrycznym zasilaniem.

O ile Fairchild i NS ( i ich naśladowcy ) produkują masowo i sprzedają po umiarkowanych cenach to Analog Devices i Burr Brown oferują niszowe układy bardzo dobre ale szokująco drogie.

Popularyzatorem wiedzy o zastosowaniach wszelkich układów scalonych a w tym wzmacniaczy operacyjnych ( Application Note ) są koncerny produkujące układy. National Semiconductor publikuje chętnie przedrukowywane i omawiane w literaturze Application Note do różnych układów analogowych, nie tylko wzmacniaczy. W AN-4 z 1968 roku „Monolithic OP-AMP-The Uniwersal Linear Component” omówiono wzmacniacz różnicowy ( Instrumentalny), wzmacniacz jako komparator, bufor do wzmacniacza zwiększający obciążalność prądową, dodanie pary różnicowej tranzystorów JFet na wejściu celem uzyskania bardzo małego prądu polaryzacji i szumów, detektor szczytowy, układ Sample Hold czyli Próbkująco Pamiętający, Stabilny układ o odcinkowej charakterystyce nieliniowej, układ antynasyceniowy, układ mnożąco dzielący, układ pierwiastkujący, kompensacje destabilizującej pojemności wejściowej wzmacniacza.

Wydawane w świecie książki o elektronice są strasznie przestarzałe, nie tylko w Polsce. W prestiżowych czasopismach naukowo - technicznych pojawiają się znakomite artykuły wiodących pracowników koncernów półprzewodnikowych i firm produkujących technologie dla nich.

Pojawienie się tanich mikrokontrolerów spowodowało że NS wypuścił układ ADC0816 w technologi CMOS będący 8 bitowym przetwornikiem A/D z 16 kanałowym multiplexerem wejściowym z interfejsem wprost do mikrokontrolera. System analogowych wejść zrobił się tani i trywialny.

Dokładność 8 bitów może być za mała ale to nie jest przecież ostatnie słowo ale dopiero pierwsze.

Technologia CMOS wydaje się absolutnie przyszłościowa jako że można na przykład z mikrokontrolerem scalić funkcjonalność taką jak ADC0816.

Bardzo słabe własności częstotliwościowe monolitycznych tranzystorów PNP w konwencjonalnej taniej technologi są powodem powolności popularnych wzmacniaczy operacyjnych. Po prawdzie szybkich wzmacniaczy operacyjnych nie potrzeba wcale wiele co demobilizuje producentów w wysiłkach technologicznych. Z drugiej strony gdyby takie wzmacniacze były tanie i dostępne na pewno znajdą się dla nich zastosowania.

W technologi CMOS tranzystor P jest około 2-3 razy wolniejszy niż N czyli dysproporcje szybkości są o wiele mniejsze niż w układzie bipolarnym.

Rozkład elementów mikroprocesorów ( także układy peryferyjne i pamięci ) projektuje się już z użyciem komputerów. Natomiast działanie projektowanych układów analogowych sprawdza się na fizycznym modelu układu wykonanym z odpowiednich elementów dyskretnych. Sprawdzenie to uchodzi za pewne bowiem modele komputerowe są za mocno uproszczone i nie zawsze model komputerowy daje zgodny wynik z rzeczywistością a wyprodukowany prototyp IC nie działa jak trzeba albo nawet wcale nie działa. Układy analogowe mają niewiele elementów i polutowanie modelu nie jest czasochłonne. Model musi być ciasny aby długie połączenia ( w IC ich nie ma ) nie były przyczyną powstania lokalnych pasożytniczych generatorów na zakresie VHF-UHF.

Jako tranzystory PNP stosujemy starsze tranzystory krzemowe stopowo-dyfuzyjne produkcji ZSRR o częstotliwości ca 2 MHz. Tranzystory germanowe są tu bezużyteczne z uwagi na za małe napięcie Ube i duży prąd upływu.

Pierwotnym źródłem elektrycznych sygnałów są głównie przeróżne sensory używane w przemyśle, militariach, badaniach i rozwoju oraz w dziale RTV i medycynie... Sensor często ma własną elektronikę ( typowo używającą wzmacniaczy operacyjnych ) wytwarzającą łatwy do przesłania i dalszego przetwarzania standardowy sygnał elektryczny jak 0-10V lub 0/4-20mA.

Produkowane są scalone sensory temperatury. Dla rozsądnych zakresów temperatur dobrym sensorem jest też dioda lub tranzystor ale oczywiście muszą być obudowane.

National Semiconductor produkuje sensory ciśnienia. Układ hybrydowy na podłożu ceramicznym zawiera sensor oraz układy zasilania i kompensacji temperaturowej sensora oraz chipy monolitycznych wzmacniaczy sygnałów. Hybrydowe sensory są umieszczone w hermetycznej obudowie metalowej ze złączem do medium lub w obudowie plastikowej do montażu na płycie drukowanej z rurką do nałożenia plastikowego przewodu z medium. Mierzą ciśnienia absolutne lub różnicowe do przepływomierzy. Sam sensor to krzemowy monolityczny mostek prawdopodobnie ( nie jest to powiedziane ) piezorezystancyjny.

NS wymienia liczne zastosowania dla swoich sensorów ciśnienia.

Sensory NS są dużo mniejsze i tańsze niż klasyczne sensory ciśnienia stosujące rurkę Bourdona i sensor przemieszczenia liniowego LVDT.

Sensorem jest mikrofon i odbiorcza antena radiowa. Anteny kierunkowe w zakresie UHF i mikrofalowym mogą mieć spore a nawet bardzo duże wzmocnienie.

Źródłem sygnałów dla serwomechanizmów maszyny CNC jest minikomputer z wyjściowymi przetwornikami cyfrowo – analogowymi D/A interpretujący program obróbczy dla maszyny CNC w G-Code opracowany przez człowieka.

Wyprzedzając trochę tok wywodu.

Małe jest napięcie z sensorów - termopar ale ich oporność wewnętrzna jest mała i moc dysponowana źródła nie jest mała. Optymalny będzie wzmacniacz bipolarny o małym dryfcie napięciowym i małych szumach napięciowych ale jego prąd polaryzacji i niezrównoważenia wejścia praktycznie nie ma tu znaczenia.

Przeciwieństwo stanowią sensory elektrometryczne. Ogromna jest ich oporność wewnętrzna i bardzo mały prąd wyjściowy. Optymalny będzie wzmacniacz JFet o bardzo małym prądzie polaryzacji ale napięcie niezrównoważenia wejścia nie ma dużego znaczenia.

Pasmo sygnałów elektrycznych interesujących człowieka zawiera się w przedziale 0.000001Hz zwanym jako stałoprądowy do 100 GHz. Każdy sygnał w paśmie podstawowym lub zmodulowany analogowo lub cyfrowo niesie informacje.

Nowoczesne procesy przemysłowe nie mogą się obyć bez automatyzacji bowiem tolerancje parametrów procesów są coraz mniejsze.

Informacje o wolno zmiennej temperaturze obiektu przemysłowego mogą zbierać platynowe lub miedziane rezystancyjne sensory temperatury najczęściej PT100. Znacznie szybsze są termopary których pasmo może sięgać kilkunastu Hz.

Napięcie z termopary jest małe ale mała jest też jej oporność wewnętrzna i niemała potencjalna moc źródła ale wzmacniacze sygnału z termopary z tej potencjalnej mocy nie korzystają.

Impedancja wewnętrzna sensorów elektrometrycznych jest z kolei ogromna i wejściowy prąd polaryzacji wzmacniacza elektrometrycznego powinien być poniżej 1 pA

Małe częstotliwości z przedziału 20-20 000 Hz to domena sygnałów akustycznych. Zrozumiałość mowy szybko spada przy ograniczeniu pasma od góry poniżej 3.5 KHz i od dołu powyżej 0.5 KHz. Nieprzyjemnie odbierane są zniekształcenia nieliniowe sygnału. Słuch ludzki maksimum czułości ma przy częstotliwości 4 KHz i obcinanie pasma muzyki poniżej 7 KHz istotnie ją zubaża w odbiorze. Także mowa bez nadmiernego obcięcia pasma jest przyjemniejsza w odbiorze – jest pole działania dla telekomunikacji.

Najważniejszymi szerokopasmowymi zmysłami człowieka jest oko i ucho. W EEG rejestrujemy sygnały pracy mózgu. Czy uda się bezpośrednio do mózgu podać szerokopasmowe sygnały z dużą ilością informacji tego nie wiemy. Jaki jest strumień informacji w dźwięku i obrazie ? Mózg zawiera mnóstwo połączonych neuronów. Przy najszybszej obecnej scalonej logice ( najszybsze ECL<0.2 ns a NMOS 3 ns) są one strasznie powolne. Jest to zatem strasznie rozbudowany samoprogramujący się komputer równoległy o nieznanym algorytmie pracy.

Ucho ma zakres dynamiczny 120 db co wymaga w modulacji PCM użycia próbek 20 bitowych ! W telefonii stosowane jest nieliniowe kompresowanie próbek z 12 na 8 bitów. Załóżmy że 20 bitów skompresujemy na wygodniejsze dla minikomputerów 16 bitów. Najwyższa częstotliwość odbierana uchem wynosi 20 KHz czyli próbkowanie musi być co najmniej 40 KHz na sekundę. Dwa kanały stereofoniczne są niewystarczające do pełnego przekazu bowiem uszy lokalizują - odbierają także dźwięki z tyłu. Załóżmy że sprawę rozwiązują 4 kanały. Zatem strumień wynosiłby 2.56 Mbitów na sekundę. Strasznie dużo ! Ale aparat analityczny ucha - uszu przekazuje mózgowi dużo mniejszy strumień informacji. W analizującym i kodującym ślimaku ucha występuje między innymi efekt maskowania dźwięków i faktycznie do zakodowania sygnału tak aby ucho nie rozróżniło oryginału i zubożonego zakodowanego sygnału z usunięciem „nadmiaru” informacji potrzebny jest circa 100 krotnie mniejszy strumień informacji. Ale to zakodowanie wymaga wydajnego komputera i jest to dopiero melodia przyszłości.

W europejskiej 625 liniowej telewizji czarno – białej pasmo wizji wynosiło i wynosi 5 / 6 MHz. Ale pasmo luminancji w systemie kodowania PAL i Secam nie przekracza 4 MHz. Ile linii i jakie pasmo powinien mieć obraz telewizyjny aby nie były widoczne jego wady. Znacznie więcej niż obecnie ! Zatem strumień informacji PCM dla obrazu jest raczej większy od 100 Mbits na sekundę. Oczywiście oczy nie przekazują takiego strumienia informacji mózgowi. O kodowaniu obrazu przez oko też już sporo wiemy i na pewno jest sposób takiego zakodowania informacji z usunięciem jej zbędnego „nadmiaru” aby oko tego nie zauważyło.

Komputerowe systemy regulacji są jeszcze nowością. Literatura zachodnia podaje optymalne okresy ( sekunda do 10 sekund ) próbkowania sygnałów dla sensorów temperatury, ciśnienia, przypływu, poziomu... dla różnych obiektów regulacji. Zupełnie wystarczająca jest dla przetwornika A/D tego systemu dokładność 12 bitowa. Zatem strumień informacji z przemysłowych sensorów jest niewielki.

Sygnały szerokopasmowe nazwane umownie „Video” pochodzą z sensorów obrazu na przykład Vidiconu ( pasmo do 6 MHz), fotopowielacza lub diody lawinowej ( pasmo do 1GHz ale najczęściej kilkanaście MHz ) w impulsowym dalmierzu laserowym lub innym przyrządzie pomiarowym oraz po demodulacji z radaru oraz głowic odczytujących z dysków komputerowych i taśm magnetycznych pamięci i magnetowidów. Pasmo sygnału Video z kamery zaczyna zaczyna się od 0 Hz ale telewizyjny sygnał nie musi mieć składowej stałej DC jako że znany jest poziom odniesienia szczytów impulsów synchronizacji ponad poziomem czerni i składowa stałą DC jest łatwo odtwarzana prostym kluczowaniem. Amplituda sygnału z płytki sygnałowej Widikonu wynosi jedynie ca 0.1-0.2 uA.

Lampa elektronowa z racji dużych pojemności jest słabym przyrządem szerokopasmowym. Jest lepsza w zastosowaniach wąskopasmowych.

W lampowych wzmacniaczach szerokopasmowych stosowano kompensacje pojemności anody i siatki pierwszej z użyciem indukcyjności: szeregowej, równoległej, mieszanych i zdecydowanie najlepszej T - sprzężonych w jednej cewce z odczepem. Dodawano też równolegle do katodowego rezystora szeregowego ujemnego sprzężenia zwrotnego kondensator podnoszący wzmocnienie przy najwyższych częstotliwościach pasma.

Typowym przykładem wzmacniacza szerokopasmowego jest tor odchylania pionowego Y w oscyloskopach i wzmacniacz szerokopasmowy sterujący katody kineskopu w odbiorniku telewizyjnym sygnałem o amplitudzie do 100V.

Wykonany z elementów dyskretnych wielostopniowy wzmacniacz Y oscyloskopu ma liczne potencjometry i trymery pojemnościowe. Regulacja jest trudna i czasochłonna i co gorsza powinna być po kilku latach powtórzona. Jest to rozwiązanie kosztowne i przestarzałe. Dobrej klasy oscyloskop jest najbardziej wszechstronnym i użytecznym przyrządem pomiarowym zwłaszcza na etapie prac konstrukcyjnych. W serwisie wystarcza najprostsze przyrządy.

Zastosowanie nowoczesnych rozwiązań jak monolityczny wzmacniacz szerokopasmowy uA733 w oscyloskopie nie zmienia faktu że jest to tylko i wyłącznie oscyloskop. Przełomem było tylko wynalezienie lampy oscyloskopowej i jej zastosowania.

Przełomem będzie ( albo i nie) przetworzenie sygnału analogowego teraz obserwowanego przez człowieka na lampie oscyloskopowej na cyfrowy i jego automatyczna analiza programem komputerowym.

Przystawką do oscyloskopu jest na przykład wobuloskop. Operator obserwuje obraz charakterystyki częstotliwościowej filtru - wzmacniacza i na tej podstawie kręci rdzeniami ferrytowymi w strojonych indukcyjnościach obwodów LC częstotliwości pośredniej IF i rozgina lub zgina drutowe cewki obwodów LC i reguluje trymerki na zakresach VHF ( 30-300 MHz w w tym mały zakres UKF ) i UHF.

Przełomem będzie automatyzacja procesu gdy mikrkomputer wraz z przyrządami sterując serwomechanizmami regulującymi cewki obwodów LC szybko doskonale nastroi telewizyjną głowicę bowiem obwody LC w torze częstotliwości pośredniej fonii zostały wyparte przez filtry ceramiczne i scalone wzmacniacze szerokopasmowe.

Polska w 1972 roku kupiła od francuskiego Thomsona licencje na telewizyjne głowice zintegrowane ZTGxx. Jej uruchomienie w WZT sprawiło wielkie kłopoty i do dziś głowice nie są dobrze nastrojone !

Jeszcze trudniejsza dla pracowników jest regulacja układów zbieżności dynamicznej dla kolorowych kineskopów Delta. Przestarzałe kineskopy Delta są jednak wypierane przez kineskopy PIL (patent RCA ) które nie mają układów i regulacji zbieżności. Trudna jest też regulacja balansu bieli TVC.

Strojony obwód LC dla scalonego demodulatora kwadraturowego - koincydencyjnego FM lub „AM” ( telewizyjny sygnał z częściowo wytłumioną jedną wstęgą boczna VSB ) nie jest niezastąpiony. Równie dobrze można scalić niskoszumny generator RC w pętli PLL demodulatora zarówno FM jak i VSB.

O ile w demodulacji FM dźwięku w radiu czy odbiorniku TVC scalonym detektor koincydencyjnym nie daje przyrostu jakości ponad detektor stosunkowy to umożliwia dobrą demodulacje sygnału telewizyjnego zmodulowanego VSB niezbędną dla odbiornika kolorowego.

Układ głównie telewizyjnego wzmacniacza i demodulatora dźwięku FM TBA120 pobiera sporo prądu co jest bez znaczenia w odbiorniku telewizyjnym ale kompletnie nie nadaje się do przenośnego, zasilanego także z baterii radiomagnetofonu. Układ TBA120 znakomicie pracuje w TVC z filtrem ceramicznym nie wymagającym strojenia !

Układ scalony TBA120 z filtrem ceramicznym i niezbędnymi do pracy elementami RC i obwodem LC demodulatora zastępuje ponad 2 razy więcej elementów dyskretnych ! Elementy dyskretne są tańsze ale zajęte na płycie drukowanej PCB miejsce jest większe. Zmontowanie elementów i nastrojenie filtrów LC to także konkretny koszt. Co do miejsca to wielkie obwody LC stosowane w lampowych torach wzmacniacza IF zastąpiły kubki rozmiaru 10x10 a potem 7x7 a w Japonii nawet 5x5.

Automatyzacja strojenia obwodów IF nie będzie trudna. Kolejne podanie sygnału częstotliwości zer filtru IF ( tak zwane pułapki także skompensowane ) powoli na regulacje ich obwodów LC a podanie częstotliwości gdzie mają wystąpić maksima pozwala iteracyjnie wyregulować obwody LC biegunów. Najtrudniejsza jest weryfikacja gotowej charakterystyki i odrzucenie egzemplarza do naprawy nie spełniającego wymagań. Charakterystyką na wobuloskopie w półautomatyzacji może zaakceptować człowiek.

Kolejne udane technologicznie minikomputery Hewlett Packard rodziny HP2100 od 1967 roku powstały po to aby zarządzać pracą systemów pomiarowych i zbierać wyniki pomiarów. Hewlett Packard produkuje przecież głównie bardzo dobre przyrządy pomiarowe. Czasem lepsze przyrządy niż HP produkuje tylko Tektronix.

Od strony listy rozkazów minikomputer HP2100 był to tylko podpompowany z 12 na 16 bitów prymitywny minikomputer PDP 8. HP procesor scalił w technologi CMOS ! Jest to pierwszy produkowany mikroprocesor 16 bitowy. Natomiast Intersil wyprodukował mikroprocesor z listą rozkazów PDP-8. Z kolei mikroprocesor Intel 8008 ( 8080 to mocno udoskonalony 8008 ) to blokowo - funkcjonalna kopia w technologi NMOS procesora wykonanego na ponad 100 układach TTL.

Ta automatyzacja strojenia ma tylko sens przy masowej produkcji i tylko tam gdzie alternatywna praca ludzka jest droga. Roczne zapotrzebowanie w Polsce na kolorowe odbiorniki TVC może wynosić 0.7-1 mln sztuk pod warunkiem że cena nie będzie zaporowa czy wariacka. Można też TVC eksportować i produkować ich jeszcze więcej.

Najprostszą monolityczną technologią bipolarną wytwarza się tylko tranzystory i rezystory. Dioda jest odpowiednio połączonym tranzystorem. Monolityczny kondensator jest nieefektywny kosztowo – milimetr kwadratowy struktury to zaledwie maksymalnie 1000 pF pojemności kondensatora. Jest więc on kosztownym złem koniecznym. W układach monolitycznych nie stosuje się indukcyjności a indukcyjność wyprowadzeń chipa na piny obudowy jest zawsze szkodliwa i musi być minimalizowana.

Monolityczne wzmacniacze operacyjne i szerokopasmowe produkuje się po to aby konstruktorzy różnego sprzętu nie musieli po raz setny wyważać otwartych drzwi i projektować oraz budować tych wzmacniaczy. Są jak gotowa cegła lub pustak do budowy muru lub nawet prefabrykat. W dobie rosnącej złożoności układy scalone są w głównym nurcie rozwoju technologicznego !

Scalone wzmacniacze szerokopasmowe znacznie uprosiły konstrukcje oscyloskopów gdzie zastosowane są w torach wzmacniaczy Y i we wzmacniaczu X lub wzmacniaczu sygnału do synchronizacji.

Także zastosowanie scalonego szerokopasmowego wzmacniacza uA733 a dla wyższych częstotliwości par różnicowych układu scalonego 10116 z rodziny układów logicznych ECL w częstościomierzu upraszcza konstrukcje systemu wejściowego.

Przed II Wojną najlepszych fizyków świata miała III Rzesza ale to potężne Stany Zjednoczone były w stanie sfinansować i poprowadzić różne projekty a w tym projekt broni jądrowej. Naukowcy i inżynierowie niemieccy mieli sporo osiągnięć także w elektronice. Po splądrowaniu Niemiec przez specjalne ekipy poszukiwawczo - wywiadowcze USA i ZSRR ukradziono nie tylko rzeczy materialne ale ukradziono i wywieziono także inżynierów i techników. Czyli znowu najcennijszym kapitałem są pomysły ! Kradzież jeszcze umocniła światową pozycje USA i ZSRR.

Na potrzeby projektu jądrowego stworzono wiele przyrządów pomiarowych i metod badawczych.

W Bell Laboratories gdzie wynaleziono tranzystor bipolarny i tranzystor Mosfet poszukiwano elementu aktywnego do zastąpienia lampy elektronowej. Swoje wynalazki BL przede wszystkim stosował w nowych projektach AT&T bowiem koncern przewagę konkurencyjną uzyskiwał na drodze szeroko prowadzonych badań i nowoczesnych projektów niedostępnych dla konkurencji.

We współczesnym procesie produkcji półprzewodników najważniejsza jest fotolitografia i procesy z nią związane. Maszyny i urządzenia fotolitograficzne stworzono na podstawie najnowszych osiągnięć fizyki i chemii. Praktycznie zastosowano wyniki badań naukowych. To jest właśnie rzeczywista a nie pozorowana Nauka przez duże N. Nauka której nie mamy.

Tranzystory planarne powstają w takim samym procesie jak układy scalone i w USA produkcje układów scalonych uruchomiono bardzo szybko co Europie Zachodniej zajęło sporo czasu a Wschodniej jeszcze więcej.

Polska kupiła od ZSRR technologie do produkcji tranzystorów planarnych nazwanych u nas BF519 i pochodnych. Zdemontowane w 1970 roku sprawne urządzenia i zapas materiałów przywieziono z Woroneża i uruchomiono w Warszawie. Są to struktury radzieckich tranzystorów KT315 tylko w innej obudowie. Litera F w nazwie sugeruje tranzystor radiowy a jest to marny tranzystor gorszy niż zachodnie serii BC. Gdy kupiliśmy licencje i linie produkcyjne od Francji oraz przypadkowe maski do układów scalonych od Sanyo i RCA radziecka linia była wyśmiewana.

Kardynał Rochefucault powiedział że „wszyscy są niezadowoleni ze swojego losu ale wszyscy są zadowoleni ze swojego rozumu”. Gdy po protestach okazało się że Polska jest zadłużona na Zachodzie i trzeba zacisnąć pasa aby spłacać pożyczki jest jasne ze „rozwój” polskiej mikroelektroniki bez dolarów na zakup licencji jest zakończony.

Zapożyczyć się i nakupować byle czego to żadna sztuka. To prosta droga do bankructwa. Co innego rozwinąć technologie i zrobić nowe lepsze maszyny !

Prace prowadzone nad nowymi układami scalonymi są kosztowne i motywowane przyszłymi zyskami ze sprzedaży urządzeń z tymi kluczowymi układami lub zyskami ze sprzedaży tych układów. Duże koncerny mają uproszczone zadanie. Potężny holenderski Philips produkuje półprzewodniki dla siebie i na rynek. Scalenie dekodera kolorów PAL czy wzmacniacza IF z demodulatorem czy kontrolera zasilacza impulsowego można powiedzieć że było oczywistością. Wcześniej te układy były wykonywane na elementach dyskretnych a najwcześniej prymitywnie ( poza zasilaczem impulsowym ) na lampach. Scalenie pozwoliło obniżyć koszty i jednocześnie mocno podniosło jakość i funkcjonalność realizacji.

Zanim Intel a w ślad za nim inne koncerny wypuściły scalone mikroprocesory, mikroprocesorem nazywano płytę drukowaną na której mieścił się cały procesor minikomputera. Wcześniej procesor wykonywano na lampach, tranzystorach, układach scalonych SSI, MSI, LSI. Wcześniej przetwarzanie informacji próbowano wykonać mechanicznie i na przekaźnikach.

Nauka i technologia rozwijają się ewolucyjnie.

W USA największy repertuar produkcji półprzewodników ma Motorola ale w procesorach i pamięciach o ponad rok prowadzi Intel. Są to silne firmy. Część koncernów produkuje niemasowo półprzewodniki głównie do swoje produkcji finalnej , zwłaszcza firmy o podwójnym profilu produkcji cywilnej i zbrojeniowej.

Dużą produkcje półprzewodników mają koncerny Japońskie. Najsilniejszy w Europie Holenderski Philips kupił kilka firm w Wielkiej Brytanii i Niemczech.

Koszt fabryki najnowszych układów scalonych podwaja się co 4 lata co wymaga coraz większej produkcji. Część firm będzie musiała poprzestać na nienowoczesnej produkcji lub ją zamknąć.

W bloku RWPG wszystkie kraje mają fabryki półprzewodników nawet o tak mikroskopijnych gospodarkach jak Rumunia czy Bułgaria. W Jugosławii jest parę fabryk republikańskich z uwagi na tlące się waśnie narodowe. Sześć fabryk w RWPG produkuje podstawową linie układów TTL, które na zachodzie wychodzą już z użytku zastąpione głównie przez TTL-LS ! Wydaje się to nieracjonalne – Gdzie kucharek sześć tam nie ma co jeść !

Z uwagi na prowadzoną przez USA politykę blokady technologicznej krajów RWPG nie można oficjalnie kupić technologi mikroelektronicznej a nawet nowocześniejszych układów scalonych. Kraje RWPG w dziedzinie mikroelektroniki są w sytuacji produkcji przymusowej wynikającej z Zimnej Wojny. Tym większy sens miałaby specjalizacja produkcji mikroelektroniki w krajach RWPG i technologi dla niej.

Sytuacja w mikroelektronice RWPG jest zła i raczej będzie jeszcze gorsza a bez niej nie ma nowoczesnej produkcji finalnej.

W wojnie toczone są bitwy ale w II Wojnie oblegano też zablokowany Leningrad niczym w średniowieczu twierdze. Zdesperowana Japonia zdecydowała zaatakować USA dlatego że te od dawna zablokowały jej dostawy ropy naftowej i innych ważnych surowców. Japończycy atakując wiedzieli jak wielka jest dysproporcja w sile gospodarczej USA : Japonia i chcieli za wszelką cenę szybkiego rozstrzygnięcia aby później tylko utrzymać pozycje obronne.

Sygnały analogowe mogą być przetwarzane liniowo czyli filtrowane ( a w tym całkowanie i różniczkowanie), sumowane, opóźniane. Mogą być przetwarzane nieliniowo - modulowane w różnymi metodami, mieszane z sygnałem heterodyny w odbiorniku superheterodynowym, linearyzowane, przetwarzane w przetworniku A/D na postać cyfrową i tak dalej.

Do czasu wynalezienia tranzystora elementem aktywnym była lampa elektronowa.

Szybko zauważono że pojemności międzyelektrodowe w triodzie destabilizują wzmacniacz selektywny z filtrami LC deformując charakterystyki częstotliwościowe filtrów a nawet prowadząc do wzbudzenia się czyli powstania generatora. O ile pojemności są szkodliwe dla wzmacniacza to są mało szkodliwe dla generatora i średnio szkodliwe dla mieszacza – tak powstała idea odbiornika superheterodynowego gdzie dodatkowo wzmacniacze częstotliwości pośredniej ( dalej jako IF ) pracują przy mniejszej i ustalonej częstotliwości gdzie można uzyskać większe wzmocnienie. Celem zmniejszenia przecieku sygnału z wyjścia do wejścia lampy stosowano neutralizacje. Szkodliwe pojemności lampy zmniejszono w tetrodzie a następnie pentodzie. W pentodach przeznaczonych do telewizyjnych wzmacniaczy częstotliwości pośredniej IF zastosowano trzy zoptymalizowane lampy o dużym nachyleniu i pojemnościach między Anodą a Siatką 1 zmniejszonych tak dalece że nie trzeba ich brać pod uwagę.

Problem destabilizacji wzmacniacza selektywnego powtórnie powstał wraz z tranzystorami które miały początkowo duże pojemności. Stosowano kłopotliwą neutralizacje. Stosunkowo szybko opracowano technologie produkcji tranzystorów o małych pojemnościach Cbc. Telewizyjny wzmacniacz częstotliwości pośredniej stosował trzy tranzystory o małych pojemnościach Cbc i częstotliwości granicznej Ft nawet ponad 500 MHz.

Częstotliwość graniczna wielu tranzystorów radiowych serii BF jest podobna jak tranzystorów małej częstotliwości serii BC ale mają one mniejszą powierzchnie chipa i dużo mniejsze pojemności. Co ciekawe w ZSRR nie opanowano technologi tranzystorów o małej pojemności co skutkuje bardziej złożonym rozwiązaniami z gorszymi tranzystorami.

W USA opracowano system telewizji kolorowej NTSC, w Niemczech Zachodnich system PAL a we Francji Secam który w zmodyfikowanej wersji przyjęto też w krajach RWPG. Do czarno białego sygnału luminancji dodano sygnały różnicowe kolorów.

Nadajniki telewizji kolorowej muszą być o wiele bardziej liniowe niż dla telewizji czarno – białej i ich konstrukcja jest znacznie trudniejsza. Prosty diodowy demodulator sygnału telewizyjnego VSB ( Vestigal Side Band czyli o częściowo stłumionej wstędze bocznej, standard modulacji – demodulacji VSB w telewizji jest przyjęty w całym świecie ) jest nieliniowy. Wszelkie nieliniowości powodują w systemie TVC prześwity kolorowe i fałszowanie kolorów. Obniżają one jakość odbioru obrazu.

Drugim problemem okazała się nieliniowa faza filtrów LC toru częstotliwości pośredniej IF TVC powodująca niespójność czasową sygnałów luminacji i kolorów. Korektor opóźnienia grupowego stosował kolejne filtry LC. Cały filtr LC z korektorem jest skomplikowany i za mało stabilny długoczasowo.

Scalony wzmacniacz częstotliwości pośredniej fonii z demodulatorem koincydencyjnym TBA120 wypuszczono w 1969 roku. Pojawiły się filtry ceramiczne dla telewizyjnego dźwięku FM. Znakomicie komponują się z układem scalonym TBA 120 i późniejszymi układami scalonymi.

W pierwszej połowie lat siedemdziesiątych opracowano scalone wzmacniacze dla IF TVC jak TDA440 i podobne. Demodulator koincydencyjny daje znacznie mniejsze zniekształcenia demodulacji sygnału VSB niż detektor diodowy. Poprawiła się jakość obrazu i dźwięku. Cały skupiony filtr IF z elementami LC realizowany jest przed układem TDA440. Cewki filtru wykonywano jako także jako „drukowane” na płycie drukowanej.

Temat stabilnego (destabilizująca pojemność zwrotna Cbc) tranzystorowego wzmacniacza z międzystopniowymi filtrami pasmowymi LC będącymi jednocześnie dopasowaniem impedancji wyjścia do wejścia tranzystora przestał istnieć bowiem w układach TBA120 i TDA 440 zastosowano wzmacniacze szerokopasmowe.

Filtrem ceramicznym nie daje się uzyskać pożądanej charakterystyki częstotliwościowej dla wzmacniacza IF do TVC. Przyszłością są prawdopodobnie filtry z falą powierzchniową SAW ( Surface Acoustic Wave) wykonywane technologią fotolitograficzną podobnie jak układy scalone.

Tranzystorowe wzmacniacze selektywne w RTVC będą stosowane tylko w głowicach.

Scalone mieszacze zrównoważone w układzie mnożącym Gilberta są jako radiowy mieszacz znacznie bardziej liniowe niż tranzystor. W głowicach UKF stosowane są układy scalone SO42 i TDA1062. Istnieją eksperymentalne liniowe układy mieszaczy – generatorów na telewizyjny zakres UHF.

O co tyle hałasu z tą liniowością ?

W USA telekomunikacja stała się ogromnym interesem co wcześniej wizjonerzy przewidzieli. W okresie wojny oddawano do użytku systemy telefonii nośnej pokrywające całe, ogromne Stany Zjednoczone. Udane systemy telefonii nośnej produkowano też w III Rzeszy. Pojemności ich liczone w kanałach telefonicznych cały czas zwiększano z uwagi na ogromy popyt na usługi telefoniczne, teleksowe i inne.

System telefonii nośnej L5 opracowany przez Bell Laboratories koncernu AT&T stosuje kabel koncentryczny o średnicy 3/8 cala czyli 9.5 mm. Ma pojemność 10 800 kanałów telefonicznych. Wzmacniaki zasilane z linii ( repeater czyli powtarzacz niezbyt dobrze oddaje istotę rzeczy ) umieszczone są co mile a co 75 mil są stacje wzmacniające wymagające zasilania z sieci energetycznej.

Obiekty te mają taką wagę dla funkcjonowania struktur państwa i infrastruktury że muszą przeżyć uderzenie jądrowe.

Dopuszczalny poziom intermodulacji wprowadzony przez każdy wzmacniacz jest strasznie niski i wynosi -90 db ! Wymagania te są bardzo trudne do spełnienia.

Dla minimalizacji szkodliwych odbić od linii na wejściu i na wyjściu wzmacniacze pracują z szeregowym i równoległym sprzężeniem zwrotnym zapewniającym dobre dopasowanie do impedancji falowej kabla koncentrycznego. Sprzężenia zwrotne podnoszą niestety poziom szumów ale dają płaską charakterystykę wzmocnienia i kontrolowane impedancje wejściową i wyjściową.

Sprawę zniekształceń nieliniowych / intermodulacji zaczęto właśnie badać przed wojną w czasie szerokich prac badawczych nad telefonią nośną. Na jej potrzeby wyprodukowano specjalne lampy elektronowe.

Intermodulacje powstają m.in. w stopniu wzmacniacza częstotliwości radiowej ( Radio Frequency - dalej RF ) i w mieszaczu. Wymagania na liniowość są tym większe im więcej jest stacji na zakresie i im bardziej zróżnicowany jest poziom odbieranych sygnałów. Selektywność filtrów LC wzmacniacza RF głowicy nie jest duża i „zakłócenia” czyli inne stacje niż stacja odbierana nie są mocno tłumione.

W USA funkcjonują płatne sieci telewizji kablowej oferujące dużo programów a w tym całkiem nowych filmów.

Wyjaśniło się zatem do czego potrzebne są liniowe głowice odbiorników TVC.

W świecie zachodnim prywatne stacje radiowe i telewizyjne muszą wykupić od rządu pozwolenie używania przydzielonej im fali radiowej lub telewizyjnej. Ilość fal jest ograniczona i anarchia w ich użyciu jest wykluczona.

Niemniej z liniowymi odbiornikami odpornymi na intermodulacje „fal” radiowych możliwych do użycia jest dużo. W przypadku sieci telewizji kablowej żadna umowa i pozwolenie emisyjne nie jest potrzebne bowiem sieć niczego w przestrzeń nie emituje. Stąd atrakcyjność tej płatnej formy rozpowszechniania programów.

Organizacje międzynarodowe przydzielają nadawcom ( państwa są niejako pośrednikami ) fale tak aby minimalizować wzajemne zakłócenia się stacji na całym kontynencie.

Prawo międzynarodowe zabrania działalności radiostacji dywersyjnych i radiostacji zakłócających inne radiostacje. Z tego punktu widzenia działalność na terenie RFN finansowanej przez USA stacji Wolna Europa, którą opiekuje się CIA i stacji ZSRR i innych z naszego bloku ją zagłuszających jest czystym bezprawiem ale w gruncie rzeczy supermocarstwa nie podlegają żadnym prawom międzynarodowym. Liczy się tylko siła. Niemniej do agresji potrzebny jest pretekst. Pretekstem do niemieckiego najazdu na Polskę był rzekomy atak Polski na radiostację Gliwicką.

Działalność radiostacji dywersyjnych jest niestety dowodem na to że Zimna Wojna trwa i może niestety przerodzić się w gorącą wojnę, do której wojna propagandowa jest tylko przygrywką

Telekomunikacja jest bardzo potrzebna sprawnej gospodarce i społeczeństwu. Zaniedbania w dziedzinie telekomunikacji strasznie zemściły się na Związku Radzieckim po napadzie Niemiec. Wojska niemieckie miały dobrą telekomunikacje a wojska radzieckie miały bardzo słabą komunikacje. W czasie wojny głównie USA w ramach programu Lend Lease dostarczyły ZSRR 89% całości sprzętu radiowego ! ZSRR już przed wojną kupił licencje na lampy elektronowe od potężnego koncernu RCA i produkował odpowiedniki amerykańskich lamp ale radiokomunikacja w Niemczech rozwijała się bardzo szybko.

Częstotliwość graniczna Ft tranzystora bipolarnego rośnie wraz z napięciem Uce osiągając dla każdego Uce maksimum przy podanym na katalogowym wykresie prądzie kolektora.

Przy napięciu Uce powyżej 10V prąd dla maksymalnej Ft zmienia się niewiele w funkcji napięcia Uce.

Tranzystor BC237 przy Uce=5V i Ic=1mA ma częstotliwość graniczną Ft=100 MHz a maksymalną częstotliwość Ft=250 MHz osiąga przy prądzie Ic=20mA.

Dla konfiguracji wzmacniacza szerokopasmowego istnieje współczynnik wykorzystania Ft tranzystora jako iloczyn pasma i wzmocnienia BW. Im BW jest bliżej Ft tym lepsza jest konfiguracja wzmacniacza. Dobre a nawet bardzo dobre BW osiągają tak zwane dwójki ze sprzężeniami zwrotnymi.

Jednak tranzystor musi pracować z odpowiednim prądem kolektora aby miał dużą częstotliwość Ft.

„Radiowy” tranzystor BF240 o mniejszej powierzchni niż typy BC maksymalną Ft ma już przy prądzie Ic=5mA a spore częstotliwości Ft ma już przy prądzie poniżej 1 mA.

Scalone tranzystory mogą być małe i osiągać duże Ft przy małym prądzie kolektora. Zatem układy mogą pobierać niewiele mocy.

Technologią planarną tranzystory produkuje się podobnie jak układy scalone. W USA pierwsze układy scalone pojawiły się niedługo po tranzystorach planarnych. Para różnicowa tranzystorów jest znana od pierwszych lat pięćdziesiątych. IBM w układach logicznych pary różnicowe opatentował w 1956 roku i niedługo zastosował w swoich komputerach. Pierwszą ubogą serie układów ECL Motorola pod nazwą MECL I wypuściła w 1962 roku, serie II w 1966 a najszybszą ale niezbyt nieudaną serie III w 1968 roku. Częstotliwość Ft tranzystorów w serii II wynosiła około 500 MHz podobnie jak w układach TTL. Tranzystory w logice ECL nie są nasycane i stąd logika ECL z braku czasu wyjścia tranzystorów z nasycenia jest najszybsza. Podstawową jednostką konstrukcyjną w technologi ECL jest para różnicowa i wtórnik emiterowy. W układach skali scalenia MSI stosowane są różnorodne wewnętrzne rozwiązania celem minimalizacji ilości użytych tranzystorów , przyśpieszenia działania i obniżenia pobieranej mocy.

W małej serii 16XX w technologi ECL produkowane są przestrajane generatory LC i RC, najszybsze komparatory, proste przerzutniki, kilka bramek i bardzo szybkie dzielniki do układów syntezy częstotliwości. Motorola produkuje syntezery PLL w technologii CMOS ale ich częstotliwość maksymalna nie przekracza 10 MHz i potrzebne są dla większych częstotliwości dodatkowe dzielniki. Można się domyślać że Ft tranzystorów w tej serii zwykłych, komercyjnych układów 16XX jest circa 4-5 GHz. Częstotliwość scalonych tranzystorów rośnie wraz z rozdzielczością procesu fotolitografii i za dekadę Ft może dojść do 20-30 GHz.

Dla materiałów półprzewodnikowych charakterystyczny jest iloczyn Ft x Uceo. Gigaherzowe tranzystory będą miały oczywiście małe napięcie Uceo.

Rezystor emiterowy Re lokalnego szeregowego ujemnego sprzężenia zwrotnego tranzystora rozszerza pasmo stałej transkonduktancji tranzystora wzmacniacza w konfiguracji WE z tym rezystorem. Rezystor ten linearyzuje wzmacniacz oraz zwiększa też impedancje wejściową i wyjściową tranzystora. Pojemność Cbc czyli z wyjścia na wejście znacznie spada przy zastosowaniu kaskody WE-WB oraz równoważna pojemność w stopniu różnicowym asymetrycznym dla składowej zmiennej gdy wejściem jest baza tranzystora 1 a wyjściem tylko kolektor tranzystora 2. Dla prądu zmiennego pierwszy tranzystor pary różnicowej pracuje jako wtórnik emiterowy we Wspólnym Kolektorze WK a drugi tranzystor pracuje we Wspólnej Bazie WB.
Wtórnik Emiterowy skutecznie zmniejsza obciążenia i jest tez pożądanym przesuwnikiem napięcia stałego. Gdy potrzebne jest większe przesunięcie napięcia stałego daje się kaskadę dwóch wtórników emiterowych. Wtórnik emiterowy w zakresie częstotliwości gdy już spada wzmocnienie prądowe tranzystora staje się inwerterem impedancji i przy małej pojemności na wyjściu ma ujemną oporność na wejściu co skutkuje nawet przerzutami odpowiedzi czasowej ale też poszerzeniem płaskiej charakterystyki częstotliwościowej. Wtórnik emiterowy pracuje ze 100 % lokalnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Analizy pracy wtórnika emiterowego są dostępne w literaturze.

Wtórniki są jednocześnie w układach scalonych potrzebnymi przesuwnikami poziomu napięcia stałego.

Na licencji RCA produkowany jest przez Cemi przestarzały układ wzmacniacza pośredniej częstotliwości IF FM dźwięku UL1201. Zastosowano w nim dwie opisane konfiguracje stopni różnicowych asymetrycznych dla składowej zmiennej AC. W pierwszym stopniu wejściem jest pin 8 a pin 12 jest zablokowany zewnętrznym kondensatorem do masy. Za rezystorem kolektorowym pierwszej pary różnicowej dano wtórnik emiterowy. Aby tranzystory miały w punkcie pracy znaczną częstotliwość Ft pracują z prądem circa Ic=0.5mA. Przy wyjściowym obciążeniu obwodem LC o Zl=2K cały wzmacniacz ma przy częstotliwości IF FM 10.7 MHz wzmocnienie 61 dB.

Układ jest ewidentnie niekompletny i mało przydatny bowiem wymaga na wyjściu dwóch strojonych obwodów LC detektora stosunkowego z wieloma elementami. Zatem brakuje demodulatora kwadraturowego !

Oczywiście w kolejnych układach ( także National Semiconductor ) jest dołożony do wzmacniacza demodulator kwadraturowy !

Nawet pojedynczego zewnętrznego strojonego obwodu LC demodulatora koincydencyjnego FM lub AM można się teoretycznie pozbyć stosując prosty układ pętli PLL z przestrajanym generatorem RC. Autor wypróbował takie wymyślone rozwiązanie z symetrycznym generatorem dwu-tranzystorowym z kondensatorem C w obwodzie emiterów do demodulatora dźwięku FM. Niestety poziom szumów jest dużo za wysoki i rozwiązanie jest niedostateczne i wymaga znacznego udoskonalenia. „Nie od razy Kraków zbudowano”

W katalogów producentów są szczegółowe schematy układów o złożoności do około 50-70 tranzystorów. Później są tylko schematy blokowe. Ale znając generalną kompozycje można sporządzić schemat ideowy i wypróbować działanie modelu z elementami dyskretnymi.

Scalone wzmacniacze częstotliwości pośredniej wizji IF TVC z demodulatorem koincydencyjnym oraz z regulacją wzmocnienia AGC ( ARW) mają płaskie pasmo wzmocnienia IF przekraczające 50 MHz.

W układzie TDA440 pierwsze dwa (regulowane diodami jako opornikami szeregowego sprzężenia zwrotnego Re ) stopnie są symetryczną parą różnicowa z symetrycznymi wtórnikami emiterowymi na wejściu i na wyjściu pary różnicowej. Trzeci stopień z wtórnikiem na wyjściu ma stałe rezystory emiterowe Re polepszające liniowość i pasmo.

Zauważyć należy że układ TDA440 jest ewidentnie niekompletny nie mając kwadraturowego detektora częstotliwości do podstrajania ARCz. Pin do regulacji poziomu bieli jest do zwolnienia bo funkcja ta nie jest efektywnie wykorzystywana. Mimo tego musiałaby być zastosowana większa ilość pinów obudowy.

Funkcjonalność układów cyfrowych rośnie dużo szybciej niż ilość pinów ich obudowy. Szczególnie jest tak z pamięciami ROM i RAM. Prawidłowość ta jest słabsza w układach analogowych ale też występuje choćby w poczwórnym wzmacniaczu operacyjnym w obudowie DIP14.

Większy układ mogłyby mieć dodatkowo wzmacniacz z demodulatorem pośredniej częstotliwości fonii FM i/lub układ synchronizacji odchylania poziomego i pionowego dający dodatkowo logiczny sygnał potwierdzający odbiór stacji telewizyjnej.

Programator stacji z potencjometrami na 4-8 kanałów jest prymitywny a stacji może być więcej.

Samochodowy odbiornik Akropol ma proste automatyczne szukanie stacji. Po naciśnięciu przycisku płynnie powiększa napięcie strojące podane do diod pojemnościowych aż pojawi się sygnał czyli kolejna stacja. Kierowca jest zajęty i jest to rozwiązanie wygodne zwłaszcza że samochód w podróży wychodzi z zasięgu jednych stacji i wchodzi w zakres innych stacji. Finalne dostrojenie stacji FM i AM zapewnia system ARCz. Automatyczna detekcja odbioru stacji telewizyjnej przez odbiornik TV jest bardziej skomplikowana. Obecność jakiegokolwiek sygnału potwierdza zadziałanie ARW ( powstaje problem akceptowalnej wielkości sygnału aby nie dostroić się do „śmiecia” ale też z drugiej strony nie pominąć użytecznego sygnału TV ) a dodatkowo zsynchronizowanie się pętli PLL częstotliwości odchylania poziomego byłoby dowodem na to że jest to sygnał telewizyjny.

Mikrokontroler to scalony prosty mikroprocesor z niewielkimi pamięciami programu ROM i danych RAM, portami, licznikami. Mikrokontroler 4 lub 8 bitowy znakomicie nadaje się do automatycznego nastrojenia się odbiornika TVC ( i zapamiętania stacji) i współpracy z pilotem zdalnego sterowania ! W Polsce są tylko dwa programy TV i można na terenach przygranicznych odbierać stacje sąsiednich państw. Ale ilość stacji może wzrosnąć zwłaszcza w systemach telewizji kablowej.

Para różnicowa jest podstawą budowy wszelkich liniowych ( to znaczy nie cyfrowych ) układów scalonych.

Z dużym wyprzedzeniem, jedynie dla ilustracji stosowania rozszerzającego pasmo stałej transkonduktancji tranzystora rezystora emiterowego Re szeregowego ujemnego lokalnego sprzężenia zwrotnego, wtórnika emiterowego i symetrycznej kaskody WE-WB pokazano schemat wewnętrzny szerokopasmowego wzmacniacza operacyjnego Fairchild uA715 z 1968 roku o paśmie bez kompensacji częstotliwościowej i sprzężenia zwrotnego aż 65 MHz ! Niestety z konieczną kompensacją częstotliwościową użyteczne pasmo jest dużo węższe.

Wejściowa para różnicowa Q3,Q4 z rezystorami emiterowymi R11, R12 ma na wejściu poprzedzające wtórniki emiterowe Q1,Q2 jak w układzie Darlingtona. Para pracuje w kaskodzie z tranzystorami Q16, Q17 na wyjściowe rezystory R3, R4.

Aby tranzystory w punkcie pracy miały dużą częstotliwość Ft tranzystory pary różnicowej pracują z prądem aż 350 uA co na wzmacniacz operacyjny jest wartością ogromną. Nawet wejściowe wtórniki pracują z prądem 70uA co skutkuje prądem polaryzacji wejść aż 400 nA.

Zauważmy że w tym układzie scalonym zbieżne rozwiązanie znalazły dawniej zupełnie osobne tematy – powolnego wzmacniacza operacyjnego, wzmacniacza szerokopasmowego i takiego wzmacniacza zastępującego wzmacniacz z selektywnych tranzystorowych stopni z filtrami LC !

Kompensacja częstotliwościowa układu wymaga aż 3 zewnętrznych kondensatorów.

Zauważyć należy że wejściowe napięcie niezrównoważenia powstaje też z różnicy wartości dwóch rezystorów 25K ! Muszą być one identyczne podobnie jak rezystory kolektorowe stopni różnicowych. Układ jest przestarzały.

W Data Sheet producenta podano przykładowe schematy zastosowania układu uA715:

-Wzmacniacz sygnału Video z wyjściowym buforem tranzystorowym na większy prąd obciążenia

-Wzmacniacz wyjściowy szybkiego 10 bitowego przetwornika D/A

-Szybki układ Sample / Hold czyli Próbkująco / Pamietający

-Szybki integrator

W nowszym szybkim wzmacniaczu LM118 sygnały o dużych częstotliwościach z wyjścia szybkiego stopnia wejściowego z tranzystorami NPN omijają środkowy wolny stopień z tranzystorami PNP kondensatorkiem monolitycznym wprost do wejścia szybkiego stopnia napięciowego z tranzystorami NPN.

Zwróćmy uwagę że w konfiguracji odwracającej drogi układ LM118 jest niewiele lepszy od popularnego układu LM101 z kompensacją feedforward czyli ze sprzężeniem wprzód. Tu również szybki sygnał ( ale z wejścia wzmacniacza ) wprost do stopnia napięciowego przechodzi kondensatorkiem. Sytuacja jest niemal identyczna.

Szybki wzmacniacz operacyjny o bardzo dobrych parametrach stałoprądowych musi mieć niestety pełnowartościowe częstotliwościowo tranzystory PNP

Działalność człowieka cechuje budowa coraz bardziej skomplikowanych maszyn, urządzeń i systemów. Idea wzmacniacza operacyjnego jako modułu w komputerze analogowym powstała tuż przed wojną. Współcześnie wzmacniacz operacyjny to „standardowa cegła w budowanym murze”.

We wczesnych latach pięćdziesiątych produkowano moduł lampowego wzmacniacza operacyjnego na dwóch podwójnych triodach.

Później produkowano też modułowe wzmacniacze operacyjne z normalnymi dyskretnymi tranzystorami bipolarnymi i tranzystorami polowymi JFet. Pionierski monolityczny wzmacniacz operacyjny uA702 pojawił się na rynku z 1963 roku w szokująco wysokiej cenie 200 ówczesnych dolarów. Ma jedynie 9 tranzystorów NPN. Zastosowano w nim tylko tranzystory NPN co skutkowało bardzo wąskim zakresem wejściowych napięć wspólnych i małym zakresem napięcia wyjściowego przy słabiutkiej obciążalności wyjścia .Choć układ miał małe napięcie niezrównoważenia i jego dryft to miał duży prąd polaryzacji wejść i jego dryft. Z kompensacją tylko wyprzedzającą przy wzmocnieniu większym od ca 100 mógł być stosowany we wzmacniaczach Video m.in. w kamerach i radarach.

Od początku historii wzmacniacza operacyjnego najważniejsza w nim jest dla dokładności stałoprądowej para różnicowa tranzystorów ( wcześniej para różnicowa triod ) i źródła prądowe a niedługo lustro prądowe zamieniające symetryczny sygnał wyjściowy z pary różnicowej w sygnał asymetryczny do stopnia napięciowego. Para różnicowa jest podstawowym rozwiązaniem we wszystkich bipolarnych scalonych układach analogowych, także do zastosowań RTV i przemysłowych. Jest podstawą budowy szybkich układów logicznych ECL. Tam gdzie sygnał wspólny jest niezmienny prąd zasilający emitery parze różnicowej może dostarczać także opornik.

Generalnie uniwersalny i łatwy w stosowaniu wzmacniacz operacyjny o dobrych parametrach stałoprądowych można stworzyć tylko z udziałem tranzystorów NPN i PNP lub P-JFet lub P-Mosfet. Monolityczny tranzystor NPN o napięciu Uceo ca 50V ( wzmacniacz można bezpiecznie zasilać napięciem +-15V) ma częstotliwość graniczną Ft w granicach 300-500 MHz i dobre wzmocnienie prądowe. Boczny monolityczny tranzystor PNP ma bardzo małą częstotliwość Ft na poziomie zaledwie kilku MHz. Dla odmiany dyskretny tranzystor PNP ma parametry zbliżone do tranzystora NPN z jego komplementarnej pary. Komplementarne do tranzystorów NPN BC237-239 są typy PNP BC307-309. To jest zasadnicza różnica miedzy scalonym wzmacniaczem operacyjnym ze "słabymi" tranzystorami PNP a układem wykonanym na elementach dyskretnych gdzie sygnałowy tranzystor PNP jest pełnowartościowy. Produkcje krzemowych tranzystorów PNP uruchomiono później niż tranzystorów NPN i początkowo były one droższe.

Wzmacniacze operacyjne w których sygnał w pełnym paśmie przechodzi przez różnicową parę tranzystorów PNP lub pojedynczy taki tranzystor ma w układzie wtórnika częstotliwość graniczną mniejsza od 1 MHz. Opracowano układy w których sygnał o znacznej częstotliwości z wejścia pary PNP podano kondensatorem na jej wyjście. Tak zbudowano szybki wzmacniacz operacyjny LM318. Wczesny szybki układ operacyjny uA715 nie miał w torze sygnałowym tranzystorów PNP. Miał zewnętrzną wieloelementową kompensacje częstotliwościową i słabe parametry stałoprądowe. Tranzystora PNP i tak użyto w wyjściowym komplementarnym wtórniku emiterowym ale jest on tam bardziej diodą niż tranzystorem. Jest to tranzystor podłożowy a nie boczny. Układ operacyjny LM 301 można użyć w konfiguracji odwracającej ze sprzężeniem feedforwad czyli w przód gdzie użyto tej samej idei co w układzie LM318 to znaczy sygnał dużej częstotliwości przechodzi równolegle do pary PNP kondensatorkiem. Układ LM301 z kompensacja feedfoward jest zdumiewająco szybki !

Kłopotliwą w kompensacji częstotliwościowej konfiguracje trzystopniową szybko porzucono na rzecz konfiguracji - para różnicowa, stopień napięciowy z kompensacją Millera i wyjściowy wtórnik komplementarny.

Układy operacyjne LF155-157 gdzie w wejściowej parze różnicowej zastosowano tranzystory P-JFet a w torze sygnałowym nie ma tranzystorów bipolarnych PNP są szybkie i małoszumne. Wyjściowy "wtórnik" z tranzystorem P-Jet ma niestabilny prąd spoczynkowy co jest niebezpieczne i układ wymaga dopracowania. Wejściową parę różnicową JFet mają układy TL081 oraz podwójne TL082 i poczwórne TL084. Układy standardowych bipolarnych wzmacniaczy operacyjnych w większości nie nadają się do zastosowań Audio z powodu zbyt małej maksymalnej szybkości narastania napięcia wyjściowego Slew Rate będącej pochodną słabych parametrów tranzystora PNP. Układy JFet mogą być stosowane bowiem mają wystarczającą szybkość narastania sygnału na wyjściu.

Efekt Earlyego ogranicza wzmocnienie napięciowe stopnia napięciowego i stosowany jest układ Darlingtona lub podobny do Darlingtona.

Charakterystyczna dla każdego układu operacyjnego jest wrażliwość na obciążenie pojemnościowe powodujące spory przerzut sygnału i znaczne powiększenie czasu ustalania się wzmacniacza a nawet destabilizacje. Im układ jest mocniej skompensowany częstotliwościowo tym lepiej toleruje obciążenia pojemnościowe ale nadmierna kompensacja pogarsza własności dynamiczne układu. Co ciekawe początkowo ze wzrostem pojemności obciążenia przerzut rośnie a potem zaczyna maleć pod warunkiem wszakże że nie dojdzie do wzbudzenia układu. Jest zatem pojemność obciążenia przy której przerzut jest największy.

Wtórnik emiterowy od częstotliwości przy której zaczyna maleć wzmocnienie prądowe tranzystora jest inwerterem impedancji. Przy obciążeniu wtórnika rezystancją na wejściu jest on pojemnościowy zaś przy obciążeniu pojemnością ma ujemną (!) oporność na wejściu z czym musi sobie radzić skompensowany stopień napięciowy. Jeszcze trudniejsza jest sytuacja z kaskadą wtórników emiterowych stosowaną we wzmacniaczach mocy ale w standardowych wzmacniaczach operacyjnych kaskada wtórników nie jest stosowana z uwagi na niewielki prąd wyjściowy wzmacniacza operacyjnego.

Tranzystory wyjściowego wtórnika są na tyle powierzchniowo małe że w zasadzie nie występuje w nich II przebicie i prosta ochrona nadprądowa jest wystarczająca. Ponieważ tranzystor chroniący tranzystor wyjściowego wtórnika jest sprzężony z nim cieplnie to awaryjnie ograniczony prąd spada wraz z temperaturą tak jak napięcie Ube tranzystora wraz z temperaturą co jest korzystne z punktu widzenia ochrony wzmacniacza operacyjnego przed zwarciem wyjścia. Generalnie wzmacniacza operacyjnego nie należy obciążać prądem większym od paru mA bowiem powoduje to m.in. wzrost dryftu wejścia i spadek niezawodności i żywotności układu. Gdy sygnał wyjściowy ma być przesłany kablem ( "obciążenie pojemnościowe" ) należy go dopasować szeregowo rezystorem circa 68-100 Ohm lub równoległym rezystorem i indukcyjnością perełki ferrytowej (ona sama ma już pożądaną dużą stratność ) gdy sterowanie ma być niskoimpedancyjne. Pamiętać należy o tym że pojemność kabla oscyloskopu obciążająca wyjście wzmacniacza operacyjnego działa destabilizująco i konieczne jest użycie sondy z dzielnikiem 1:10 lub sondy aktywnej o małej pojemności wejściowej.

W konwencji uproszczonego wzmacniacza operacyjnego zbudowane są układy scalone uA739, TBA231, TBA931, TCA250, TCA490... Dedykowano je do przedwzmacniaczy akustycznych ale rozwiązanie z nimi jest droższe i gorsze niż dyskretnymi tranzystorami ! N.B Zupełnym niewypałem jest układ dla przedwzmacniacza Cemi - UL1321 produkowany na licencji Sanyo.

Scalone wzmacniacze akustyczne mocy niskiej jakości produkowane są głównie dla zasilania asymetrycznego. Jednym z pierwszych układów wysokiej jakości zbudowanych w konwencji wzmacniacza operacyjnego mocy jest układ TDA2020 włoskiej firmy Ates. Nieszczęśliwie umieszczono go w obudowie DIL14 z metalową wstawką na górnej powierzchni dla radiatora. To sprawdzone rozwiązanie nie nadaje się do większego poziomu mocy strat jak w układzie TDA2020. Przy stabilizowanym napięciu zasilania ( czyli z zasilacza impulsowego ) z układu TDA2020 można wycisnąć 20W mocy wyjściowej a więc sporo co stwarza duże możliwości zastosowania. W praktyce ze zwykłym niestabilizowanym zasilaczem sieciowym otrzymamy trochę ponad 10 -12W zależnie od sztywności transformatora sieciowego i pojemności kondensatorów prostownika.

Tranzystory mocy w układach scalonych są wyłącznie typu NPN. Poziom zniekształceń nieliniowych scalonych wzmacniaczy wynika z nieliniowości tranzystorów mocy i marnych parametrów tranzystorów PNP zawężających pasmo wzmacniacza objętego sprzężeniem zwrotnym. Wejściowa para różnicowa ( ale każdy inny układ jeszcze bardziej jest wrażliwy ) jest poddana działaniu strumienia ciepła emitowanego przez tranzystory mocy układu. Powoduje to wzrost zniekształceń nieliniowych przy małych częstotliwościach. Zaradzić można temu umieszczając parę różnicową jak najdalej i jak najbardziej symetrycznie od zmiennego źródła ciepła i "przeplatając" na powierzchni tranzystory różnicowej pary wejściowej. Problem jest zatem możliwy do rozwiązania.

Koszt produkcji struktury układu scalonego zależy od jego powierzchni, rodzaju użytego procesu ( zwłaszcza ilości masek i procesów fotolitograficznych ) i rozdzielczości procesu fotolitograficznego. Najmniejszej ilości masek i czynności w procesie produkcyjnym wymaga proces PMOS. Jak powiedziano tani standardowy proces bipolarny daje nędzne tranzystory typu PNP. Ale znany jest bardziej skomplikowany proces dający znacznie lepsze tranzystory PNP. Nie są co prawda równoważne typowi NPN ale nie stanowią już tak dramatycznego problemu. Proces jest bardziej skomplikowany czyli droższy i daje mniejszy uzysk produkcyjny. Zatem układ scalony jest istotnie droższy co ogranicza ilość potencjalnych nabywców.

Cemi produkuje na licencji RCA lub tylko opakowuje układ 5 monolitycznych tranzystorów NPN a w tym parę różnicową UL1111 = CA3046. Gwarantowane napięcie Uceo wynosi 15V ale w praktyce przekracza 22 V. Prąd Ic = 50 mA. Jest to zatem monolityczny tranzystor sporych rozmiarów. Pojemność Cbc wynosi 0.6 pF ale pojemność kolektora do podłoża wynosi 2.8 pF.

Najmniejsze typowe napięcie niezrównoważenia circa 0.4 mV para różnicowa ma w zakresie prądów kolektora 0.03-0.3 mA. Maksymalną częstotliwość Ft=560 MHz tranzystory osiągają przy prądzie ca 4 mA ale nawet przy prądzie 0.5 mA Ft dochodzi do 400 MHz. Szumy są dość wysokie podobnie jak częstotliwość podwojenia szumów typu 1/F co świadczy o raczej słabej technologii.

Częstotliwość graniczna tranzystora Ft wynosi około 8/E gdzie E to szerokość emitera. W układzie CA3046 wynosi ona około 12 um i stąd wynika Ft.

Wraz z polepszeniem rozdzielczości procesu monolitycznego wzrośnie Ft a dla małych powierzchni tranzystorów bardzo mocno spadną pojemności złącz i przede wszystkim pojemności do podłoża.

Wzmacniacze operacyjne na lampach elektronowych miały bardzo duże napięcie niezrównoważenia i jego dryft. Goldberg wynalazł wzmacniacz z przetwarzaniem sygnału w 1949 roku. Mechaniczny wibrator modulował sygnał wejściowy DC i demodulował sygnał AC na wyjściu wzmacniacza sygnału zmiennego AC.

Wzmacniacz z przetwarzaniem wprowadza intermodulacje i ma niemały prąd szumów na wejściu. Nie za bardzo nadaje się do scalenia.

Czterocyfrowy woltomierz na zakresie 100mV musi mieć niezrównoważenie zera mniejsze od 10 uV ( jedna cyfra ) co osiąga się wzmacniaczem z przetwarzaniem. Ale też niezrównoważenie od czasu do czasu likwiduje się potencjometrem. Układ jest skomplikowany a woltomierz drogi.

Układ „precyzyjnego” wzmacniacza uA725 ma dryft napięcia niezrównoważenia do 2uV/C ale po zrównoważeniu – wyzerowaniu offset spada on do circa 0.5uV/C. Jakie są granice dryftu napięciowego wzmacniacza.

Skupmy wpierw uwagę na wzmacniaczu różnicowym z rezystorami kolektorowymi. 1mV wejściowego napięcia niezrównoważenia daje dryft 3.3 uV/C. Niezrównoważenie wynika z nieidentyczności powierzchni tranzystorów i oporności rezystorów kolektorowych. Zrównoważenie wejścia można uzyskać regulacją stosunku rezystorów kolektorowych. Ale przy zrównoważeniu odrobinę różne są prądy tranzystorów pary czyli też prądy wejściowe i ich offset oraz dryft. Odchyłki wartości rezystorów dadzą też dryft drugiego stopnia.

Jak najmniejsze różnice między tranzystorami osiągniemy stosując dobrą technologie o dużej rozdzielczości oraz duże powierzchnie tranzystorów. Ale przy mniejszej gęstości prądu spadnie ich wzmocnienie i Ft. Aby poradzić sobie ze zwiększoną pojemnością wyjściową trzeba zastosować konfiguracje kaskodową. Jak widać istnieją różne ograniczenia.

Gradient temperatury w strukturze pary różnicowej daje potężny dryft. Stąd tranzystory pary różnicowej muszą być wzajemnie przeplecione a strumień ciepła zwłaszcza duży z wtórnika wyjściowego musi być symetryczny.

Niezrównoważenie i dryft daje też drugi stopień. Niemniej możliwa jest konstrukcja o wiele lepszych wzmacniaczy niż uA725. Prąd wejściowy można zredukować stosując tranzystory Super Beta jak w układzie LM108 i pochodnych.

Zmorą są szumy typu 1/F wynikające z wady sieci krystalicznej krzemu. Ten szum dla bardzo małych częstotliwości może być nawet większy niż dryft cieplny napięcia niezrównoważenia. Ratunkiem jest lepsza technologia. Częstotliwość przy której ten szum 1/F podwaja całkowity szum maleje od lat. I będzie dalej malała.

Sygnał z sensorów jest podany do układu regulacji lub pokazany obsłudze miernikiem analogowym lub cyfrowym. Dokładność miernika wskazówkowego jest niewielka. Odczyt jest czasochłonny i obsługa może szybko jedynie stwierdzić że wskazówka jest tam gdzie powinna być co może być oznaczone paskiem czy kreską.

Firma Intersil wypuściła przełomowy jednoukładowy 3.5 cyfrowy ( zakres -1999...1999 ze stabilnym zerem ) miernik z przetwornikiem A/D z podwójnym całkowaniem w technologi CMOS w obudowie DIL40. Układ zasilany z bateryjki 9V pobiera niewiele prądu i wprost steruje wyświetlacz LCD Cyfrowy multimetr z tym układem mieści się w dłoni co stwarza możliwość ogromnej popularyzacji i wielkiej produkcji.

Tranzystory Mosfet mają bardzo duże szumy typu 1/F a wzmacniacze z nimi mają duże napięcie niezrównoważenia. W układzie zastosowano więc autozerowanie !

Trzy użyte wzmacniacze ( bufor, integrator i bufor napięcia odniesienia ) operacyjne są dość proste. Stopnie wyjściowe wzmacniaczy pracują w klasie A. Układ jest kompletny i ma też wewnętrzne napięcie odniesienia.

Układ może też wprost mierzyć oporność. Może też różnicowo mierzyć wprost napięcie wyjściowe z mostka z sensorami temperatury PT100 lub innymi ! Sensorem temperatury może być też dioda lub tranzystor. Układ załatwia cały łańcuch przetwarzania od elementarnego sensora bez kondycjonera do wzroku (+ wyświetlacz) człowieka.

Identyczną cześć analogową ma układ 12 bitowy ICL7109 ( plus znak czyli faktycznie 13 bitowy ) ale z interfejsem do mikroprocesora a nie do wyświetlacza LCD.

Taką funkcjonalność wcześniej Intersil uzyskiwał dwoma układami scalonymi. Póki co rozdzielczość 4.5 cyfrową Intersil uzyskuje stosując rozwiązanie z dwoma układami scalonymi. Bipolarny układ analogowy ICL8068 zawiera trzy wzmacniacze i napięcie odniesienia. Wejściowe napięcie szumów wynosi 2 uVpp. Układ cyfrowy ICL7103 jest w technologi CMOS. Ale kwestią paru lat będzie jeden układ 4.5 cyfrowy. Pozostaje pytanie czy taka dokładność do ręcznego multimetru jest w ogóle potrzebna. O ile precyzyjne dzielniki wejściowe do miernika 3.5 cyfrowego nie mają zaporowej ceny to do miernika 4.5 cyfrowego z pewnością są bardzo drogie.

Przetwornik analogowo - cyfrowy A/D metody podwójnego całkowania jest względnie prosty w budowie. Jego dużą zaletą w mierniku jest dobre tłumienie zakłóceń sieciowych 50/60 Hz przy odpowiednim czasie całkowania czyli też okresu pomiarów. Wadą tego przetwornika A/D jest jego powolność ale multimetr nie musi a nawet nie powinien być za szybki ( wystarczą 2-3 pomiary na sekundę ) aby człowiek mógł odczytać nie migający rezultat.

Rozdzielczość tego przetwornika A/D zależy najczęściej od czasu zadziałania komparatora lub rzadziej maksymalnej częstotliwości taktowania licznika. W wersji podstawowej algorytmu wpierw przez stały czas całkuje się integratorem sygnał mierzony a następnie z przeciwnym znakiem de-całkuje się napięciem odniesienia przez mierzony czas do wyzerowania integratora. W rozbudowanej, szybszej i bardziej rozdzielczej wersji wpierw de - całkowanie przebiega szybko a po zbliżeniu się stanu integratora do zera de-całkowanie wykonywane jest 10-100 razy wolniej aby komparator zdążył precyzyjnie zadziałać.

Scalony w mikrokontrolerze przetwornik A/D ulepszonego podwójnego całkowania może działać z sygnałem wejściowym tylko jednego znaku co jeszcze uprości układ.

Wzmacniacze operacyjne w scalonym przetworniku są proste ponieważ są mało obciążone szczególnie gdy wyjście nie musi sterować i tolerować zakłóceń długich ścieżek płyty drukowanej PCB Prąd polaryzacji wejść wzmacniacza CMOS jest bliski zeru i można stosować dość duże rezystancje w torze sygnałowym aby nie obciążać wyjść wzmacniaczy. Zaletą prostego stopnia wyjściowego wzmacniacza operacyjnego w klasie A jest bardzo duży zakres napięcia wyjściowego, bliski napięciu zasilania co ma znaczenie gdy system pracuje tylko z jednym napięciem zasilania 5V a więc małym jak na układy analogowe.

Jaka jest wymagana szybkość przetwornika A/D pracującego z mikroprocesorem lub wbudowanego w mikrokontroler ? Wynika on z wykonywanego zadania a siłą rzeczy mikroprocesory są jeszcze powolne.

Filtrowanie sygnału przez przetwornik A/D z podwójnym całkowaniem może być cenne.

Przykładowo mostek tensometryczny może być użyty w wadze przemysłowej. Po położeniu przedmiotu do zważenia występują gasnące drgania mechaniczne ale też w sygnale wyjściowym stale są obecne odebrane drgania konstrukcji budynku. Toteż sygnał przed podaniem do próbkującego przetwornika A/D poddawany jest filtracji dolnoprzepustowej. Sam całkujący przetwornik A/D ma wystarczającą filtracje.

Konstrukcja układu Próbkująco - Pamiętającego czyli Sample - Hold do przetwornika A/D w technologi CMOS jest prosta. Wymagana pojemność wewnętrznego kondensatora pamiętającego jest niewielka. Układ przetwornika całkującego nie wymaga systemu Sample – Hold.

Technologia monolityczna CMOS wytwarza wystarczająco dokładne elementy R i C do wykonania nieskomplikowanego 8-10 bitowego przetwornika D/A zamienionego w próbkujący przetwornik A/D trywialnym rejestrem aproksymacyjnym. Przetworniki CMOS D/A dokładności 12 bitowej stosują niestety drogie drabinki stabilnych rezystorów wykonane technologią cieńkowarstwową.

Dryft temperaturowy wzmacniaczy CMOS i tak likwidowany autozerowaniem nie jest duży jako że przyrost temperatury układów CMOS jest mały. Przykładowo mikroprocesor IM6100 firmy Intersil mający rozkazy minikomputera PDP-8E taktowany zegarem 3.3MHz przy napięciu 5V pobiera jedynie 10 mW mocy !

Wzmacniacze MOS mają bardzo duże szumy typu 1/F. Autozerowanie mocno zmniejsza te szumy przy bardzo małych częstotliwościach ale niestety nadal są one obecne przy większych częstotliwościach

Prąd polaryzacji wejścia układu ICL7106 wynosi jedynie 1 pA przy dryfcie napięciowym jedynie1uV/C ale szum dochodzi do 15 uVpp co niestety ogranicza od dołu zakres napięcia pomiarowego ! Mimo tego wprost układem iCL7106 mierzy się sygnał z mostków z różnymi sensorami ale szumy wejściowe są za duże do bezpośredniej współpracy z mało czułą termoparą ( większość termopar przy dużym zakresie temperatur ma wystarczającą czułość ) i dokładnym mostkiem tensometrycznym.

Szumy wzmacniaczy CMOS można jednak znacznie zmniejszyć i temat jest dopiero studiowany.

Jak już powiedziano układy analogowe historycznie startujące w rozwoju z niewielkim opóźnieniem ( mniej niż dwa lata ) w stosunku do cyfrowych zatrzymały się nisko w stopniu komplikacji.

Technologia CMOS pozwalająca integrować z mikrokontrolerem złożony system do obsługi sensorów odblokowała rozwój !

Co da integracja przetworników A/D i D/A. Obecnie przetworniki te w mikrokomputerach dołączone są do magistral Data / Adres / Control poprzez bufory lub układy portów równoległych lub przez porty mikrokontrolera. Integracja wszystkie te układy eliminuje !

Generalnie integracja monolityczna:

-scala i potania znane rozwiązania

-czyni możliwe nowe rozwiązania.

Na przykład można masowo produkować elektroniczny system sterowania do silnika samochodowego !

Ulepszenie masowej produkcji mostków tensometrycznych i własności układu ICL7106 pozwoli produkować dobre i niedrogie elektroniczne wagi dla wielu zastosowań.

Bardzo duże szumy typu 1/F podwajają szumy Mosfetów już przy częstotliwości ca 10-100 KHz. Mniej szumią typy P niż typy N Mosfetów. Ale przy dużych częstotliwościach do 1 GHz Mosfety mają najmniejsze szumy ze wszystkich tranzystorów a w dodatku są bardzo liniowe. RCA produkuje Mosfety z podwójną bramką ( mała pojemność zwrotna Bramka1 - Dren daje wysokie stabilne wzmocnienie ) stosowane w głowicach telewizyjnych. Z racji bardzo małych intermodulacji doskonale nadają się do telewizji kablowej.

Najprostszy inverter CMOS można linearyzować jednym opornikiem równoległego sprzężenia zwrotnego. Można więc stworzyć ze wzmacniaczem operacyjnym CMOS zintegrowany szybki dwutorowy wzmacniacz szerokopasmowy. Czas propagacji bramek układów VLSI NMOS i CMOS cały czas maleje i będzie malał !

Suma. Sumarum.

1.Współczesna elektronika to mikroelektronika. Bez niej nie da się milionami produkować odbiorników TVC ani każdemu założyć telefonu. W gospodarce zachodu od dwóch dekad rośnie udział usług. Usługi telekomunikacyjne, płatna telewizja kablowa i sto innych usług do … kupienia. Na coś trzeba wydawać zarobione w pracy pieniądze.

2.W mikroelektronice najważniejsza jest technologia będąca wdrożonymi w maszyny i urządzenia oraz materiały i proces osiągnięciami fizyki i chemii. Polska musiała kupić technologie do układów scalonych z czego prosty wniosek że żadnej nauki nie mamy. Są tylko pozoranci. Od tego trzeba zacząć i przestać się w końcu oszukiwać.

3.W mikroelektronice odstajemy od USA 8-12 lat ale są wyjątki gdzie dużo mniej. USA niestety prowadzi bardzo szkodliwą dla nas blokadę technologiczną i handlową krajów RWPG- trwa przecież Zimna Wojna. Produkcja części mikroelektroniki w małej skali jest w krajach RWPG wymuszona. Jeszcze gorszy jest brak koordynacji produkcji.

4.Mając schematy a nawet zdjęcia chipów wykonanie projektu masek nie jest trudne. Fizyczne wykonanie z projektu kompletu masek to na zachodzie wydatek 2-15 tysięcy dolarów a więc niemały. Zależnie od stopnia komplikacji i rozdzielczości procesu. U nas jest znacznie taniej. Do coraz bardziej skomplikowanych układów coraz rzadziej będą podawane schematy. Aż w końcu będą tajne. Zatem jak wysiądzie się z pędzącego pociągu Technologia to nie można do niego już wsiąść. Koszt fabryki nowoczesnych półprzewodników podwaja się co 4 lata !

5.Nowoczesna technologia mikroelektroniczna uchodzi za dużo bardziej skomplikowaną i trudniejszą niż nuklearna ! W USA pierwszy prymitywny komercyjny układ scalony ( jedna trójwejściowa bramka NOR ! ) powstał 16 lat po bombie jądrowej. To wyjaśnia dlaczego Związek Radziecki mający ogromny potencjał nuklearny nie umie sam wyprodukować mikroprocesora i tylko z trudem kopiuje zachodnie układy ale tak je kopiuje że trywialne układy TTL są dwa razy wolniejsze niż zachodnie.

6.Jest pewne że mikroelektronika odegra w świecie znacznie większą role niż przemysł nuklearny militarny i cywilny. Na rynku światowym już teraz nie można niczego nowoczesnego (=drogo i rentownie) sprzedać co nie ma wbudowanej nowoczesnej elektroniki.

7.Państwa arabskie dysponując miliardami dolarów z eksportu ropy naftowej mają „mokre sny” i marzenia o broni jądrowej. Z kolei Polska miała marzenia o nowoczesności, którą miały zapewnić kupowane licencje na wszystko. Jest plajta.

Eksportujemy węgiel i miedź niczym kraj afrykański.