图片来源:Suzanne Kantak
256位磁芯存储器,大约1952年缓慢的数据检索和存储速度限制了早期计算机的实用性。RCA研究员Jan Rajchman他的解决方案是一个存储阵列,它由一个导线矩阵组成,每个交叉点上都有甜甜圈形的磁芯。通过对一组给定的水平和垂直电线施加电流,你可以选择一个特定的磁芯,并快速改变其磁场的方向。

美国无线电公司的历史在很多方面就是20世纪美国创新的历史。从1919年公司成立到1986年出售,RCA的名字一直是影响美国人生活和工作方式的产品的代名词。早在硅谷崛起之前,位于新泽西州普林斯顿的RCA实验室(RCA Laboratories)就是美国消费电子产业的中心,它利用成千上万名科学家、工程师和技术人员的创造性冲动,将新技术的发明系统化。亚博技术支持专业彩票平台

十月,新展览突出了RCA丰富的历史新泽西学院在尤因。它从大卫·萨尔诺夫图书馆(rca的主要技术档案馆和博物馆)于2009年关闭后,学院继承的6000多件文物中提取。(IEEE基金会资助了一个新的研究中心与展览相连。)展览内容包括无线电、电视和广播的发展,以及RCA在液晶显示、电子显微镜、固体物理和计算机方面的工作。

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基础电子学的内在美

O笔电路展示了无源组件的惊人复杂性

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垂直
高稳定性薄膜电阻器的照片,黄色字母为“MIS”。
所有照片由Eric Schlaepfer & Windell H. Oskay拍摄
蓝色的

Eric Schlaepfer是尝试在修理一个坏掉的测试设备时,他偶然发现了问题的原因——一个有问题的钽电容器。这个组件不知怎么就短路了,他想知道原因。于是他把它擦得锃亮,想看一看里面。他从未找到这段短片的来源,但他和他的合作者温德尔·h·奥斯卡(Windell H. Oskay)发现了更好的东西:电子设备中隐藏着一个令人惊叹的世界。接下来是一个又一个小时的抛光、清洁和摄影,结果是开路:电子元件的内在美(No Starch Press, 2022),摘录如下。正如作者所写的,关于这些组件的一切都是为了满足特定的技术需求而故意设计的,但这种设计导致了“意外之美:你从未期望看到的事物的涌现美学。”

从一本书,跨越广阔的电子世界,我们在什么亚博真人yabo.at令人惊讶的是,我们不花太多时间去思考的东西的内部是被动组件。晶体管、led和其他半导体可能是它们发挥作用的地方,但电阻器、电容器和电感器的简单物理也有它们自己的辉煌。

高稳定性薄膜电阻

高稳定性薄膜电阻器的照片,黄色字母为“MIS”。

所有照片由Eric Schlaepfer & Windell H. Oskay拍摄

这种高稳定性的薄膜电阻器直径约为4毫米,其制作方法与廉价的碳薄膜电阻器非常相似,但精度极高。在陶瓷棒上涂上一层薄薄的电阻膜(薄金属、金属氧化物或碳),然后在薄膜上加工出一个完全均匀的螺旋槽。

电阻器没有涂上环氧树脂,而是密封在一个有光泽的小玻璃信封里。这使得电阻更加坚固,非常适合精密参考仪器等特殊情况,其中电阻的长期稳定性至关重要。与环氧树脂等标准涂层相比,玻璃外壳能更好地隔离水分和其他环境变化。

15转微调电位器

一张蓝筹股的照片
电路板上蓝筹股的照片。

调整螺丝旋转15圈才能将一个15圈的微调电位器从电阻范围的一端移到另一端。需要用精细分辨率控制进行调整的电路使用这种类型的微调锅,而不是单圈品种。

这个微调器的电阻元件是一条金属陶瓷——陶瓷和金属的复合材料——丝印在白色陶瓷衬底上。丝网印刷的金属将每一端的带材连接到连接线上。这是一个扁平的,线性的马蹄形电阻元件在单圈修剪。

转动调节螺丝使塑料滑块沿着轨道移动。雨刷是一个弹簧手指,一个弹簧加载的金属触点,连接到滑块上。它使金属条与电阻膜条上选定的点接触。

陶瓷圆盘电容器

一个陶瓷圆盘电容器的剖面图
陶瓷圆盘电容器的照片

电容器是以静电的形式储存能量的基本电子元件。它们被用在无数方面,包括大容量能量存储,平滑电子信号,以及作为计算机存储单元。最简单的电容器由两块平行的金属板组成,它们之间有间隙,但电容器可以有多种形式,只要有两个导电表面,称为电极,由绝缘体隔开。

陶瓷圆盘电容器是一种低成本的电容器,经常在电器和玩具中发现。它的绝缘体是一个陶瓷圆盘,它的两个平行板是极薄的金属涂层,蒸发或溅射到圆盘的外表面。连接线使用焊料连接,整个组件浸在多孔涂层材料中,这种材料干燥坚硬,可以保护电容器不受损坏。

薄膜电容器

电容器切割后的图像
绿色电容器的照片。

薄膜电容器经常出现在高质量的音频设备中,如耳机放大器、唱机、图形均衡器和无线电调谐器。它们的主要特点是电介质材料是塑料薄膜,如聚酯或聚丙烯。

这种薄膜电容器的金属电极真空沉积在长条形塑料薄膜表面。在引线连接后,薄膜被卷起并浸入环氧树脂中,将组件粘合在一起。然后,将完成的组件浸在坚硬的外层涂层中,并标记其价值。

其他类型的薄膜电容器是由金属化塑料薄膜的平层堆叠而成,而不是将薄膜层卷起来。

浸钽电容器

一个浸入钽电容器的剖面图的照片

电容器的核心是一个多孔的钽金属小球。该颗粒由钽粉烧结制成,或在高温下压缩成致密的海绵状固体。

就像厨房里的海绵一样,所产生的颗粒具有单位体积的高表面积。然后对颗粒进行阳极氧化,形成具有同样高表面积的绝缘氧化层。这一过程将大量电容封装到一个紧凑的器件中,采用海绵状几何结构,而不是大多数其他电容器使用的堆叠或滚动层。

该器件的正极或阳极直接连接到钽金属上。负极或阴极是由一层薄薄的导电二氧化锰涂层形成的。

轴向电感器

轴向感应器的剖面图
一组剪断电线的照片

电感器是以磁场的形式储存能量的基本电子元件。例如,它们被用于某些类型的电源中,通过交替存储和释放能量来在电压之间转换。这种节能设计有助于最大限度地延长手机和其他便携式电子产品的电池寿命。

电感器通常由一圈绝缘电线包裹在铁芯或铁氧体(一种充满氧化铁的陶瓷)等磁性材料上组成。在磁芯周围流动的电流会产生一个磁场,这个磁场就像电流的飞轮,在电流流过电感器时平滑电流的变化。

这种轴向电感有许多圈的清漆铜线绕铁氧体形式和焊接到铜引线在其两端。它有几层保护:绕组上的透明清漆,焊点周围的浅绿色涂层,以及醒目的绿色外层涂层,以保护整个组件,并为表示其电感值的彩色条纹提供表面。

电源变压器

一组剪断电线的照片
电路板上黄色元件的照片。

这种变压器有多组绕组,用于电源,从一个交流输入(如墙壁插座)产生多个输出交流电压。

靠近中心的小导线是磁铁线的“高阻抗”匝。这些绕组的电压较高,但电流较低。它们被几层胶带、铜箔静电屏蔽和更多胶带保护着。

外层的“低阻抗”绕组采用较厚的绝缘电线和较少的匝数。它们能处理较低的电压但较高的电流。

所有的线圈都缠绕在一个黑色的塑料筒子上。两块铁氧体陶瓷粘在一起,形成变压器中心的磁芯。

本文刊登在2023年2月的印刷版上。

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