Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Когда атом или молекула переходят на более низкий энергетический уровень, то они отдают высвободившуюся энергию в виде кванта, порции электромагнитного излучения. При этом если выделяется большая порция энергии, то частота излучения высокая (малая длина волны) — излучается свет, ультрафиолетовые или еще более коротковолновые рентгеновские лучи. А если порция энергии невелика, если молекула выбрасывает слабый квант (Т-8), то частота излучения сравнительно низкая (большая длина волны) — молекула испускает инфракрасные лучи, миллиметровые или даже сантиметровые радиоволны. Можно извне подпитывать атомы излучающего вещества, накачивать их энергией, например пропуская через это вещество ток или освещая его мощной лампой. Можно ввести в систему достаточно сильную положительную обратную связь, грубо говоря, сделать так, чтобы излучение одних атомов возвращалось в излучающее вещество, заставляло излучать другие атомы. Такое индуцированное излучение и накачка энергией приведут к возникновению квантового генератора — атомы вещества будут согласованно излучать электромагнитные волны, причем одной, строго определенной частоты, она определится конкретным переходом излучающих атомов (молекул) с одного энергетического уровня на другой.

Первые квантовые генераторы были созданы советскими физиками, ныне академиками Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым и независимо американцем Ч. Таунсом — все они за эту работу отмечены Нобелевской премией. Первенцем в семействе приборов квантовой электроники был мазер (в этом сокращении буква «м» от слова «микроволны» — первый квантовый генератор работал в диапазоне сантиметровых радиоволн), а через несколько лет появились и оптические квантовые генераторы — лазеры (буква «л» от английского «лайт» — «свет»). К созданию реальных квантовых генераторов ученые пришли через глубокое изучение процессов взаимодействия излучения с веществом — они занимались радиолокацией, а затем радиоспектроскопией, исследованием состава вещества по частоте излучения его атомов и молекул.

Что должны продемонстрировать эти два примера человеку, начинающему свой путь в практическую электронику? Прежде всего то, что он приобщается не просто к интересной области технического любительства, а к области, вобравшей в себя многие замечательные достижения фундаментальной науки. Это должно радовать и предостерегать — в нынешней электронике трудно, видимо, случайно сделать что-то новое и интересное. В этой области творчески может работать только очень грамотный человек, глубоко понимающий существо дела.

Т-306. Интегральные схемы все более широко применяются в радиолюбительской практике. Уже давно в радиолюбительском журнале «Радио» одно за другим стали публиковаться описания самодельных приемников, магнитофонов, усилителей, телевизоров, в которые наряду с привычными деталями входят интегральные схемы. И сами интегральные схемы появились в широкой продаже, их начали широко применять в массовой аппаратуре — на приемниках, например, теперь можно увидеть надпись: «3 микросхемы» или «6 микросхем», подобно тому как раньше писали «12 радиоламп» или «8 транзисторов».

Для тех, кто занимается практической электроникой, все это знаменует большую перемену — переход от схем, собранных из отдельных деталей, к схемам, собранным из крупных, зачастую законченных блоков. Событие это в какой-то мере можно сравнить с тем серьезным потрясением, которое пережила электроника, когда совершался переход от электронных ламп к полупроводниковым приборам.

В практической работе с микросхемами так же, как вообще в практической работе с электронными схемами, возможен такой путь: сначала повторение уже готовых, проверенных разработок, затем некоторые самостоятельные шаги, например замена рекомендуемой микросхемы другой, с близкими параметрами, или замена некоторых внешних деталей, например включение многоконтурного фильтра вместо одиночного контура. И наконец, после того, как появится «чувство микросхемы», а в памяти осядут их особенности и различия, открывается возможность самостоятельного творчества, создания собственных приборов и аппаратов или модернизации существующих.

Сейчас будет названо несколько радиолюбительских конструкций на микросхемах, описанных в последние годы в журнале «Радио» и рассчитанных на самостоятельное изготовление в любительских условиях. В основном это конструкции достаточно простые и даже очень простые, многие прямо предназначаются для начинающих любителей. Но есть в нашем перечне и несколько весьма привлекательных сложных схем, за них можно браться, накопив хотя бы небольшой опыт в работе с микросхемами.