Bevezet� k�rd�sek - feleletek

Mit jelent a sz�: elektronika? Az elektronika fogalm�n manaps�g azt �rtik, hogy elektromosan vez�relhet� elemek seg�ts�g�vel (elektroncs�, tranzisztor, optoelektronikus elem, stb.) valamely speci�lis feladatot oldanak meg.

Mik az elektronikus �ramk�r�k? Elektronikus alkatelemek (elektroncs�, tranzisztor, speci�lis f�lvezet�k, stb.) �s line�ris h�l�zati elemek kombin�ci�i, egy feladat megold�s�ra c�lszer�en �sszev�logatva, �sszehangolva. Az �ramk�r�ket az alkatelemek, valamint az �sszek�t�s�ket defini�l� gr�f egy�ttese szabja meg.

Mikor kezd�d�tt az elektronika? Az elektronika l�nyeg�ben az elektroncs� felfedez�s�vel indult (1907). Ez olyan eszk�z volt, amelyik er�s�tett, �s m�k�d�si sebess�ge lehet�v� tette igen nagy frekvenci�k el��ll�t�s�t, illetve igen r�vid id�intervallumok m�r�s�t, kezel�s�t is.

Hogyan fejl�dtek az elektronikus �ramk�r�k? A sz�zad harmincas �veinek v�g�re l�trej�ttek a hangfrekvenci�s �s r�di�frekvenci�s er�s�t�k, kezdtek egy�rtelm�v� v�lni a visszacsatolt �ramk�r�k tulajdons�gai. R�viden: a r�di�z�s felfedez�s�nek, elterjed�s�nek �r�m�t �lte �t az emberis�g. A m�sodik vil�gh�bor� nagy kih�v�sa a katonai szempontb�l extr�m fontoss�g� radar rendszerek kifejleszt�se, alkalmaz�sa volt. Ennek kapcs�n j�ttek l�tre az impulzustechnikai �ramk�r�k. Ezek az �ramk�r�k nagyon hasznosnak bizonyultak a h�bor� ut�n megindul� telev�zi�z�s szempontj�b�l is. Term�szetesen ez a szakma is nagyon sok �j �ramk�rh�z, megold�shoz vezetett. Meg kell eml�teni a II. Vil�gh�bor� alatt elkezdett intenz�v nukle�ris kutat�sokat is. Ezek sz�mos - ma is haszn�latos - �tlettel j�rultak hozz� az elektronikus m�r�stechnika megteremt�s�hez. Az elektronika sz�m�ra az igazi nagy l�p�st a tranzisztor felfedez�se jelentette (1948). Ezzel siker�lt az �ramk�r�k teljes�tm�ny-ig�ny�t radik�lisan cs�kkenteni, �gy �j utakra t�rni. Az �ramk�r�k integr�l�s�nak lehet�s�g�t az alkalmazott f�lvezet�-fizika teremtette meg. �gy m�d ny�lt eleddig elk�pzelhetetlen�l bonyolult �ramk�r�k megb�zhat�an m�k�d� p�ld�nyainak nagysorozatban val� el��ll�t�s�ra. A II. Vil�gh�bor� alatt/ut�n kezd�d�tt a digit�lis sz�m�t�g�pek tervez�se, gy�rt�sa, elterjed�se. E g�pek mind �ramk�ri, mind koncepcion�lis szempontb�l igen sokat fejlesztettek az elektronik�n. A komputerek jelent�s�g�t igaz�ban ma m�g pontosan nem is tudjuk felm�rni. J�kora lend�letet adott az elektronika fejl�d�s�nek a rak�t�k vez�rl�se, az �rprogramok ind�t�sa is. A k�zelm�lt �vtizedek n�pszer�v� v�l� k�zhaszn� elektronikus berendez�sei mellett az ipari folymatok m�szerez�si ig�nyei, vez�rl�si feladatai is jelent�sen n�velt�k az elektronikus �ramk�r�k sz�m�t, jelent�s�g�t.

Mit�l fejl�dik az elektronika? Erre a k�rd�sre nagyon neh�z v�laszolni, csak n�h�ny fontosabb mot�vumot lehet fels�rolni: -- a fizikusok (alap �s alkalmazott kutat�k) igyekezete valami �jat kital�lni; -- a villamosm�rn�k�k �s tervez�k t�rekv�se, hogy olyat hozzanak l�tre, ami haszn�lhat� �s ami gyakorlati probl�ma megold�s�ra val�; -- a v�llalkoz�k �s managerek makacs akar�sa, hogy a piac befoly�sol�s�val �j ig�nyeket keltsenek; -- a t�rsadalmak �ltal a hadiiparba beruh�zott megsz�ml�lhatatlan p�nz-milli�rdok.

Kinek kellenek elektronikus ismeretek? Mindenkinek, aki a k�rnyezet�t csak egy kicsit is szeretn� meg�rteni. Mindenkinek, akinek szellemi ig�nyei messzebre terjednek, minthogy tudja, melyik gombot kell megnyomnia, ha....

Mi�rt kell a fizikusoknak ismerni az elektronikus �ramk�r�ket? A mai kis�rleti fizikusok tonn�nyi elektronikus berendez�sek vez�rl� urai. Jaj annak, aki nem ismeri rabszolg�i lelk�t! Az elm�leti fizikusok sem n�lk�l�zhetik a sz�m�t�g�peket. Persze, ha valakit kiel�g�t az, hogy tudja, hogy odabenn szorgos t�rp�k r�gcs�lj�k a biteket, akkor neki nincs sz�ks�ge elektronikus ismeretekre.

Amit a kezemben tartok, az jegyzet, vagy tank�nyv? Kifejezetten egyetemi jegyzet, amelyik egy meghat�rozott el�ad�shoz k�t�dik, �s befogad�sra k�sz, intelligens olvas�kat t�telez fel. Azok sz�m�ra k�sz�lt, akik az el�ad�st hallgatt�k, akik az el�ad�shoz tartoz� tantermi gyakorlatokon is r�szt vettek. A jegyzet lakonikus r�vids�g�, sz�sz�ty�rnak aligha nevezhet�. Nem tank�nyv, legal�bb is abban az �rtelemben, hogy egy sikeres szorz�s ut�ni megk�nnyeb�l�sre nem sz�n r� egy eg�sz bekezd�st. Mit tartalmaz ez a jegyzet? Tulajdonk�ppen azt az utat mutatja be, hogyan lehet eljutni a mag�nyos tranzisztort�l a komputerig, amelyikben m�r "ny�zs�gnek" a f�lvezet� elemek. Term�szetesen ennek a hossz� �tnak csak a legfontosabb �llom�saira tudunk csak r�pke pillant�sokat vetni. Nagyon sok �rdekes �ramk�r ker�lt bele a jegyzetbe, amelyeket nemcsak hasznoss�guk miatt �rdemes ismerni, hanem az�rt is, mert �rdekesek, szellemesek, mondhatn�nk "sz�pek". Mindig az alkatelemek fizikai tulajdons�gaib�l indulunk ki. Az �ramk�r�k m�k�d�s�nek meg�rt�s�t tekintj�k c�lnak, nem pedig az esetleg sokkal prec�zebb k�pet ny�jt� matematikai elemz�st.

Mennyire "�ltal�nos" ez az elektronika? A nagyl�legzet� �ltal�nos c�l� elektronika k�nyvek sokkal t�bb �ramk�rt �s elvet taglalnak, r�szleteznek. Az egyes fejezetek ar�nyai is m�sok. Mindez abb�l fakad, hogy ez a jegyzet fizikusoknak - pontosabban term�szettudom�nyokkal intenz�ven foglalkoz�knak - k�sz�lt. �ket pr�b�lja �gy "deform�lni", hogy az elektronikus m�r�stechnika h�tk�znapi gyakorl�sa k�zben min�l kevesebb tud�shi�ny-�rzet�k legyen.

Ha mindezt megtanulom, m�r "profi" leszek? Sajnos nem. Az elektronikus �ramk�r�k igazi, professzion�lis fejleszt�i a villamosm�rn�k�k. Az � k�pz�s�k nagyon sokkal t�bb r�szletre �s alapelvre terjed ki. Azonban azt is l�tni kell, hogy el�g sok fizikus tudott beilleszkedni elektronikus fejleszt�i munkak�rbe. Jelent�sebb t�rsadalmi mozg�sok idej�n nagy �rt�ket jelenthet minden olyan ismeret, amelyik a vir�gz� szakm�k valamelyik�hez k�t�dik. Az elektronika mindenk�ppen ilyen.

Neh�z tant�rgy az elektronika? Erre a k�rd�sre nem lehet egy�rtelm� v�laszt adni. Vannak olyanok, akik el�gg� k�nnyen tanulj�k, de olyanok is, akik ebb�l a szempontb�l "botf�l�ek". �k term�szetesen el�g sokat szenvednek. A tant�rgynak k�ts�gtelen�l van saj�tos karaktere: bizonyos dolgok csak k�m�letlen�l prec�zen kezelhet�k, m�sr�szt pedig �lland�an elhanyagol�sokat kell tenn�nk. E k�t sz�ls�s�g k�z�tti egyens�ly meg�rt�s�t, meg�rz�s�t kell megtanulni, megszokni.

Elm�leti vagy gyakorlati tant�rgynak kell tekinteni? Ennek is, annak is. Az elektronika ismeretek itt le�rt anyaga gyakorlat �ltal favoriz�lt megold�sokra �p�l. A c�l term�szetesen gyakorlatban haszn�lhat� ismeretek k�zl�se, azok elvi, gondolati h�tter�nek bemutat�sa. A legzseni�lisabb �ramk�ri �tlet is csak azzal igazolhat�, ha m�k�dik. Sok ragyog� elmesz�lem�ny hal�l�t okozta m�r az, hogy "az elektronok jobban tudj�k az elektronik�t". Hol tal�lhatok tov�bbi szakirodalmat? A hazai m�szaki k�nyvkiad�s id�nk�nt el�rukkol egy egy �rdekes k�tettel, vagy sorozattal. Ezek azonban el�g hamar elt�nnek a k�nyvesboltok polcair�l - emiatt neh�z b�rmit javasolni. �ltal�nos c�l�, alapoz� elektronika k�nyvb�l hat�rozottan hi�ny van. Fel kell azonban h�vni a figyelmet k�t k�nyvre. Az egyik magyarul is hozz�f�rhet�: Tietze-Schenk: Anal�g �s digit�lis �ramk�r�k, (M�szaki K�nyvkiad�, 1990. negyedik kiad�s). A m�sik: Horovitz-Hill: The Art of Electronics, (Cambridge University Press, 1989) - ez ut�bbi a nyugati egyetemek kedvenc elektronika k�nyve, amolyan "biblia". Mindk�t k�nyv el�gg� terjedelmes: az els�k�nt eml�tett 800, a m�sodik 1200 oldalas.

Seg�t-e a sz�m�t�g�p az elektronika tanul�s�ban, meg�rt�s�ben? Igen, nagyon sokat. Az el�gg� elterjedtnek tekinthet� IBM-PC-hez ugyanis sz�mos program �rhet� el, amelyek kifejezetten �rt�kesek ebb�l a szempontb�l. A DERIVE program az egzakt sz�m�t�sokat k�nny�ti meg. Seg�t az �ramk�ri egyenletek megold�s�ban, frekvenciakarakterisztik�k sz�m�t�s�ban, �br�zol�s�ban. A TINA �ramk�rszimul�l� program els�sorban anal�g �ramk�ri elrendez�sek r�szletes vizsg�lat�ra val�. K�nnyen, gyorsan lehet l�tv�nyos eredm�nyeket produk�lni vele. A DSPLAY program eredetileg digit�lis jelfeldolgoz�si feladatok szimul�l�s�ra szolg�l. Kit�n�en haszn�lhat� ezen fel�l �tfog� elvek illusztr�l�s�ra. E programok kezel�s�t meg kell tanulni, vel�k p�ld�kat kell megoldani.