Не обижайте механику!

20.12.2008: Не обижайте механику!

Наш век — микроэлектроники и вычислительной техники. Об этом сегодня говорят и пишут достаточно часто. Но не рано ли мы стали забывать механику, безупречно служившую человечеству столько веков!

ТЕЛЕВИДЕНИЕ И МЕХАНИКА
передатчик Берда

В 30-е годы радиолюбители Москвы могли смотреть телепередачи из Лондоне и Берлина. Применявшийся для этого аппарат вовсе не был чудом техники — многие его детали радиолюбители делали сами. Представьте себе ламповый приемник, в котором вместо динамика подключена неоновая лампа. Затем монтировался диск с отверстиями, расположенными по спирали, и маленький экранчик. Когда диск вращался с постоянной скоростью, ма экране появлялось изображение.

Такой принцип передачи изображения — механическую развертку — предложил еще в 1884 году немецкий инженер Пауль Нипков. Качество изображения при этом, конечно, было очень низким. Но, как ни странно, оно имело и свои преимущества — для его передачи достаточно было полосы частот обычного радиовещательного канала. Позже были предложены более совершенные системы механического телевидения, например с зеркальным бинтом Оликсона или с зеркальным колесом Вейлера. механическое тв

Однако чтобы получить на экране такую же яркость, как а современном телевизоре, при механической развертке надо было бы освещать съемочную площадку источником в 1000 раз ярче солнца! Слишком уж большую часть световой энергии «съедает» механическая развертка и связанная с ней оптическая система. Поэтому и распространена в наши дни гораздо более экономная электронная развертка, при которой электронный луч перемещается с помощью управляющего электромагнитного поля.

Но электронной развертке тоже свойственны недостатки. Например, чтобы обеспечить необходимое отклонение электронного луча, надо приложить напряжение в несколько тысяч вольт! А высоковольтный источник Питания ИЛИ трансформатор далеко не всегда бывает, что называется, под рукой. Поэтому, когда на Луну и Венеру посылались первые советские космические аппараты, решено было установить на них не электронные телекамеры, а с механической разверткой. Они могли работать от бортовых источников питания.

Лунный ландшафт освещен очень ярко, значит, высокая чувствительность не нужна. На Луне нет подвижных объектов, следовательно, время передачи одного кадра может быть, велико. На «Луноходе-1» например, стояла камера, передававшая круговую панораму за 25 минут, с четкостью 6000 строк по 500 элементов в каждой строке. Это было немногим хуже обычной земной телепередачи. И передавалось изображение по обычному радиоканалу.

При съемке космических панорам обнаружилось и еще одно преимущество механической развертки. В кадр могло попасть изображение солнечного диска, и все равно детали поверхности, тона и полутона передавались с высокой четкостью. Электронная телекамера такой передачи обеспечить не может, изображение обязательно бы «засветилось»: кроме солнечного диска, на панораме ничего не удалось бы разобрать.

ВТОРАЯ ЖИЗНЬ МЕХАНИЧЕСКИХ РЕЛЕ
Еще четверть века назад в автоматике и вычислительной технике царствовали механические реле. Очевидные сегодня недостатки этих устройств — медлительность и большие размеры — привели к тому, что с развитием электронных приборов реле стали заменять сначала ламповыми, а потом транзисторными схемами.

В наше время, когда существуют микро-ЭВм размером с наперсток, казалось бы. пора забыть про медлительную механику. Однако у механических реле есть и свои преимущества: хорошие характеристики коммутационных Сигналов, простое переключение цепей. А кроме того, можно использовать в качестве управляющих не только электрические, но и акустические, световые и другие сигналы.

Вот почему советские инженеры Плятт и Юрьев задумались: а нельзя ли продлить им жизнь в вычислительной технике? Выход они решили искать на привычном для электроники пути микроминиатюризации. Исследователи заметили, что с уменьшением размеров упрощается и само устройство реле. Катушки становятся не нужны — миниатюрные контактные пластины управляются электростатическими силами. Ведь электрические силы возрастают с уменьшением расстояния между заряженными пластинами, а сопротивление пластин изгибу падает с уменьшением их размеров. По расчетам выходит, что можно добиться быстродействия таких миниатюр-рых механических реле порядка десятков мегагерц, что уже сравнимо с электроникой.

Авторы идеи понимали также, что реле размером с пылинку вряд ли кому нужны поштучно. И предложили технологию, сходную с той, что ныне применяется для изготовления интегральных схем. Она позволяет получить платы реле, насчитывающие десятки тысяч элементов. Недавно первые микрореле были воплощены в материале. На плате размером 3x4 мм умещается 1200 элементов. Причем новые механические реле, как оказалось, могут использоваться не только в вычислительной технике. На поверхности платы хорошо заметен рисунок, создаваемый поднятыми и опущенными контактами. Это позволит применить реле в качестве экономичных информационных табло.

20.12.2008

History

Не обижайте механику!

Комментарии