Wzmacniacz. Prymat technologii

Wzmacniacz. Prymat technologii

  Rozwój technologi produkcji ma nadrzędną role w mikroelektronice czyli w całej elektronice.

Ceny układów cyfrowych rosną wraz z ilością scalonych tranzystorów. Mikroprocesory naśladują procesory minikomputerów.

HP w 1967 roku podpompował 12 bitowe rozkazy minikomputera PDP-8 do 16 bitów w swoich minikomputerach HP-2100 a następnie procesor niedawno scalił w technologii CMOS.

Intersil scalił w technologi CMOS w mikroprocesorze IM6100 komercyjny procesor minikomputera PDP-8E.

Intel w mikroprocesorze 8008 scalił rozwiązania procesora zbudowanego na ponad 100 układach TTL po czym mocno rozwiązanie ulepszył i nazwał je 8080.

Procesory komputerów rodziny IBM-360 o tej samej liście rozkazów sprzętowo wykonywano jako 8,16, 32 i 64 bitowe.

Rosnącej ilości tranzystorów mikroprocesorów będzie towarzyszyć rosnąca wydajność i rosnąca ilość bitów magistral danych i adresów. Dużo tranzystorów wymaga implementacja szybkiego zmiennego przecinka.

Gdy logika procesora jest dużo szybsza od pamięci operacyjnej celowe jest użycie pamięci podręcznych Cache. Jeszcze wiele lat mikroprocesory będą mogły naśladować rozwiązania minikomputerów a potem komputerów.

Przewidywanie przyszłości jest zajęciem karkołomnym ale ponieważ mikroprocesory naśladują minikomputery to w tej części jak najbardziej ich rozwój jest przewidywalny i racjonalny.

Pamięci statyczne i dynamiczne nie miały swojego odpowiednika dyskretnego. Im mają większą pojemność tym lepiej !

Do scalenia jest złożony „dekoder” Ceefax do każdego nowego TVC. Można go też dalej scalić z mikrokontrolerem z odbiornikiem zdalnego sterowania pilotem.

Koncern General instrument produkuje układy do gier telewizyjnych oraz sterowane cyfrowo syntezatory dźwięku. Można je wbudować ( lub scalić z większym układem ) do telewizora. Z pomocą rozbudowanego pilota – klawiaturki można będzie na ekranie TV komponować muzykę a następnie jej odsłuchiwać i grać on-line.

Układy GI oferują kilka gier karcianych ( na rysunku poker ), ping-pong, łodzie podwodne itd. Mając więcej pamięci programu i danych gry można komplikować.

Jeśli domowe mikrokomputery się spopularyzują to potrzeby na mikroelektronikę będą potężne. Gry na nie mogą być o wiele fajniejsze niż proste gry telewizyjne.

Czy w końcu super - procesory uda się bezpośrednio połączyć z mózgiem – na pewno nie prędko.

Po wynalezieniu tranzystora MOS w 1959 roku nie ma nowego odkrycia w fizyce półprzewodników. Niezwykle szybkie złącze tunelowe Josephsona jest bardzo trudne do zastosowania jako ze skok napięcia na charakterystyce jest rzędu 1 mV i wymagana jest do pracy bardzo niska temperatura typowa dla nadprzewodników.

Krzem nie jest najlepszym do wszystkiego fizycznie materiałem ze względu na szybkość i z drugiej strony moc klucza wysokonapięciowego. Ale ta szybkość rośnie wraz rozdzielczością i częstotliwość Ft przyszłych scalonych mikro - tranzystorów może mieć dziś niewyobrażalne wartości.

Wzrostowi Ft towarzysz spadek napięcia Uceo ale to dobrze bo przecież ultraszybkie sygnały cyfrowe muszą być z uwagi na rozpraszaną moc mniejsze <1V.

Motorola ma największy repertuar produkowanych półprzewodników ale w żadnej dziedzinie nie jest liderem. Konkurencyjny procesor 6800 był dostępny ponad rok później niż Intel 8080 ale jednak był o wiele wygodniejszy w zastosowaniu. Tylko jedno napięcie zasilania zamiast 3 jak wymagał Intel oraz brak kontrolera. Motorola jest drugim producentem dla układów Fairchilda i National Semiconductor. Nie ma w ofercie wyrafinowanych układów analogowych jak Burr – Brown i Analog Devices. Ale robi najlepsze układy do Radia, Telewizorów i Radiokomunikacji. Ma bardzo dużą ofertę elementów dyskretnych. Znana jest z wysokiej jakości produktów. Podobny w strategii do Motoroli jest Texas Instruments.

Układ przetwornika A/D z interface do wyświetlacza ciekłokrystalicznego Intersil ICL 7106 już przyjął się na rynku. Multimetry cyfrowe z nim mają coraz więcej funkcji. Przyszły układ mógłby też mierzyć częstotliwość ale niezbyt dokładnie z racji krótkiego 3 1/2 cyfrowego wyświetlacza. Możliwy jest pomiar wartości R, L, C elementów, wzmocnienia tranzystorów, napięcia diody, ciągłości obwodu, poszukiwania przewodów w ścianie, pomiar temperatury, hałasu.

Termopara typu K ma czułość około 40.4 uV / C i jest stosunkowo liniowa. Temperaturze 1999 C ( to maksymalne wskazanie układu ICL7106 ) odpowiadałoby napięcie 80,76 mV. Obecnie układy ICL7106 przy takim napięciu całej skali nie trzymają stabilnie zera z racji szumów ( z rzadka mrugnie -1 lub 1 ) ale wymagają tylko niewielkiego udoskonalenia. Przy masowej produkcji termopara z przewodem i wtykiem do multimetru może być bardzo tania na tle produkowanej małoseryjnie termopary. Sensorem temperatury do 200C może być też obudowany w sondę tranzystor.

Tego typu przyrządy są bardzo przydatne w warsztacie naprawczym elektroniki ale też w pracach konstrukcyjnych a nawet badawczych.

Jak już wspomniano pomiar wyjścia z mostka tensometrycznego wagi wymagałby znacznego obniżenia poziomu szumów układu ICL7106 lub podobnego. Zbędny przy tym staje się kosztowny wzmacniacz instrumentalny.

Dla obniżenia wejściowego napięcia szumów tranzystory wejściowej pary różnicowej P-Mosfet wzmacniacza operacyjnego muszą być większe powierzchniowo ale z uwagi na wzrost ich pojemności konieczne jest dodatkowe zastosowanie układu kaskodowego dla pary. Przyrost komplikacji jest jednak niewielki. Za szumy typu 1/F odpowiadają głównie niedoskonałości technologii wytwarzania i ich poziom będzie spadał.

Dużo mniejsze są szumy tranzystorów polowych JFet ale ich scalenia komplikuje i podraża technologie CMOS.

Układ ICL7106 używa wszystkich pinów obudowy DIL40. Zatem potrzebne są do bardziej skomplikowanych układów obudowy o większej ilości pinów. Odstęp 1/10 cala między pinami był optymalny do stanu technologi płyty drukowanej PCB i automatycznego montażu sprzed 20 lat. Można go zmniejszyć i obudowy wielkości DIL40 będą miały więcej pinów.

Początkowo tranzystory stosowano w miejscach gdzie pracowały wcześniej lampy elektronowe. Ale dość szybko zastosowano je w nowych rodzajach urządzeń jak choćby złożony telefoniczny Koder – Dekoder systemu T1 PCM 24 Bella.

Jak już powiedziano każdy sygnał niesie ze sobą informacje. Ogromny jest strumień informacji niesiony w sygnale CATV. Stąd ostre wymagania na pasmo i liniowość szerokopasmowych tranzystorów.

Przy małych i średnich częstotliwościach ( oczywiście względem Ft tranzystora ) liniowość poprawia ujemne sprzężenie zwrotne. Przy najwyższych częstotliwościach decyduje tylko liniowość tranzystorów i ich optymalny punkt pracy.

Technologie kreują ludzie. Nie dostajemy jej od tajemniczych przybyszy z Kosmosu.

Dzieci są bardzo ciekawe świata i chętnie go poznają. Dlaczego zatem w ogromnej większości krajów świata nie ma ciekawskich fizyków i chemików... Dlaczego nie ma popytu na ich rzeczywistą prace ? Kto zabija tą naturalną ciekawość w ludziach ? Przecież dzieci same nie tracą tej ciekawości.

Mark Twain powiedział tak: "Nigdy nie dopuściłem do tego żeby szkoła przeszkadzała mi w kształceniu się".

Czy nauka wiary katolickiej i dawanie wiary autorytetom zamiast dociekania prawdy zabija dusze poszukiwacza ?

Raczej nie bo społeczeństwo amerykańskie jest wierzące i praktykujące a tam odkryć jest od 100 lat co niemiara.

Czy leniwi rodzice mówiąc na odczepne „Tak jest i koniec ” albo "Nie zadawaj głupich pytań", „Nie męcz mnie już tymi pytaniami” robią dzieciom krzywdę ?

Chyba największe szkody powodują szkoły które w ogóle nie uczą myśleć a każą różnych głupich rzeczy uczyć się na pamięć. Na studiach studenci nierzadko przerastają wiedzą wykładowców o głowę. Prawdziwym przekleństwem są wszystkie te kierunki „studiów” nie naukowo – techniczne.

Ale najgorsze jest dorosłe życie i hasło – „Się nie narobić a dużo zarobić” Mamy więc pozoracyjną, biurokratyczną polska „naukę” która nie jest żadną nauką.

Szansa na duży zarobek przy opracowaniu innowacji czy nawet udoskonalenia produkcji jest bardzo mała. Suma ,sumarum. Technologia w Polsce nie powstaje.

Dla każdego przytomnego człowieka trwa Zimna Wojna i dodatkowo bezpardonowa wojna gospodarcza. W wojnie gospodarczej zwyciężają ci którzy lepiej pracują, zwłaszcza głową.

Już podczas inwazji Niemców na Polskę w 1939 roku byli oni pod wpływem narkotyków w postaci tabletek Pervitin, głównie metaamfetaminy. Narkotyk zmniejszał lub likwidował lęk, ból, głód, zmęczenie i senność. Podczas napadu na ZSRR produkowano dziennie 0.6-1 mln tabletek a używano dużo więcej Czołgiści prowadzili czołgi przez ponad 48 godzin ! Niemieccy żołnierze na nartach w ZSRR w potworny mróz jechali 8 godzin. Kończyło się uzależnieniem, wyniszczeniem organizmu, urojeniami i psychozą. Lekarz Hitlera podawał mu narkotyki od 1937 roku aż pacjent w końcu był niezdolny do myślenia i armia dokonała na niego w 1944 roku zamachu. To także dzięki narkotykom dochodziło do niesłychanego zdziczenia, zbydlęcenia i potwornego barbarzyństwa Niemców.

Alianci po raz pierwszy narkotyki dali żołnierzom przed bitwą pod El Alamein i stale dawali je załogom samolotów. W laboratoriach pracowano nad najlepszymi tabletkami. Żołnierze radzieccy nie tylko przed bitwą dostawali wódkę lub spirytus.

W czasach „pokoju” firmy nie szprycują pracowników narkotykami. Wystarczającym środkiem mobilizacji i zachęty są dobre płace za dobrą prace.

Albert Einstein miał powiedzieć że 1% to efekt geniuszu a reszta to efekt upartej pracy.

Eksport węgla i miedzi daje nam w światowym podziale pracy najgorszą pozycje ze wszystkich możliwych. Wielki, nierentowny eksport drogo wydobytego węgla jest zabójczy dla całej gospodarki i społeczeństwa.

Wszystko co jest w Polsce w miarę nowoczesne produkowane jest na licencjach. Nawet przestarzałe radzieckie wojskowe lampowe (!) radiostacje nie wspominając o czołgach, samolotach i helikopterach.

Niestety płace są oderwane od rezultatów pracy. Rachunek do zapłacenia za to cały czas rośnie !