# Elektronika – przegląd dziedziny techniki ## Definicja i charakterystyka Elektronika to dziedzina techniki i nauki zajmująca się obwodami elektrycznymi zawierającymi, obok elementów elektronicznych biernych, elementy aktywne takie jak lampy próżniowe, tranzystory i diody. W obwodach takich można wzmacniać słabe sygnały dzięki nieliniowym charakterystykom elementów czynnych oraz ich możliwościom sterowania przepływem elektronów. Podobnie możliwość pracy urządzeń jako przełączniki pozwala na przetwarzanie sygnałów cyfrowych. ## Etymologia Nazwa pochodzi z języka greckiego: **elektron** oznacza 'bursztyn, który można naelektryzować przez potarcie', natomiast przyrostek **-ikos** oznacza 'na sposób' lub 'odnoszący się do'. ## Podstawy Elektronika wywodzi się z fizyki (elektromagnetyzm, fizyka ciała stałego – szczególnie półprzewodniki) i matematyki (modele matematyczne obwodów i sygnałów). W odróżnieniu od elektrotechniki, która zajmuje się ogólnie rzecz biorąc zagadnieniami energii elektrycznej, elektronika koncentruje się na sygnałach i ich przetwarzaniu. ### Rozwój historyczny Rozróżnienie obu dyscyplin nastąpiło około 1906 roku, kiedy to Lee De Forest wynalazł triodę, dzięki której bez użycia urządzeń mechanicznych można było już wówczas wzmacniać urządzeniem elektrycznym słabe sygnały radiowe lub akustyczne. Do lat 50. XX wieku dziedzina ta sprowadzała się do radiotechniki (tak ją nazywano) – a jej zasadnicze zastosowania obejmowały projektowanie nadajników, odbiorników i lamp próżniowych. Historycznie elektronika wyrosła więc z radiotechniki – pierwszymi układami elektronicznymi były powstające w czasach I wojny światowej nadajniki i odbiorniki radiowe. Współcześnie większość urządzeń elektronicznych projektuje się z użyciem przyrządów półprzewodnikowych, za pomocą których można sterować przepływem elektronów podobnie jak w lampach elektronowych, a układy elektroniczne implementowane są często jako układy scalone (tzw. mikroelektronika, zob. też nanoelektronika) w tym układy programowalne i układy specjalizowane. ## Klasyfikacja dziedziny elektroniki ### Elektronika powszechnego użytku - Programowalne układy cyfrowe - Multimedia - Systemy nadzoru wizyjnego ### Elektronika przemysłowa - Energoelektronika - Elektroniczne układy technologiczne - Automatyka przemysłowa i sterowniki PLC - Systemy sterowania - Napędy precyzyjne - Elektronika medyczna - Procesory sygnałowe DSP ### Radioelektronika - Układy elektroniki morskiej - Radiokomunikacja i technika radarowa - Technika mikrofalowa ### Mikroelektronika i nanotechnologie - Wytwarzanie i zastosowania - Mikrosystemy - Fotonika ### Akustyka i elektroakustyka - Systemy estradowe - Inżynieria dźwięku ## Typy układów elektronicznych W zależności od interpretacji znaczenia przetwarzanego sygnału układy dzieli się na: ### Układy analogowe - **Liniowe** – opisuje je technika analogowa i analogowe przetwarzanie sygnałów - **Nieliniowe** – np. generator drgań, pętla fazowa, modulator, demodulator, prostownik, stabilizator ### Układy cyfrowe - **Kombinacyjne** – stan wyjść zależy tylko od bieżących stanów wejść - **Sekwencyjne** – stan wyjść zależy od stanu obecnego wejść oraz wejść w stanach poprzednich ## Elementy elektroniki Do konstrukcji urządzeń elektronicznych służą różnorodne przyrządy i układy: ### Elementy aktywne - **Półprzewodnikowe**: tranzystory, tyrystory, układy scalone, diody półprzewodnikowe - **Lampy próżniowe**: diody, triody, pentody ### Elementy bierne - Rezystory - Kondensatory - Cewki ### Elementy akustoelektroniczne - Filtry - Rezonatory - Linie opóźniające - Czujniki ### Elementy optoelektroniczne - Lasery - Światłowody - Detektory promieniowania ### Elementy fotoniczne - Modulatory - Wzmacniacze - Detektory Elementy elektroniczne często montuje się z użyciem obwodów drukowanych. ## Wybrane zastosowania ### Urządzenia pomiarowe - Multimetry - Oscyloskopy - Analizatory widma ### Elektroniczne systemy medyczne - Urządzenia diagnostyczne - Aparatura do monitorowania - Systemy wspomagania diagnozy ### Elektroniczne systemy środowiskowe - Monitoring jakości powietrza - Systemy kontroli emisji - Urządzenia do ochrony środowiska ### Inżynieria dźwięku - Aparatura nagłośniowa - Systemy PA - Urządzenia do nagrywania i reprodukcji dźwięku ### Telekomunikacja - Radiokomunikacja (także mobilna, komórkowa) - Radiolokacja i radionawigacja - Teletransmisja i telewizja - Sieci telekomunikacyjne i teleinformatyczne (także satelitarne) ### Inżynieria komputerowa - Komputery osobiste - Urządzenia mobilne - Serwery i centra danych ### Urządzenia automatyki - Systemy sterowania procesami - Roboty przemysłowe - Automatyka budynków ### Układy elektroniki przemysłowej - Systemy kontroli jakości - Urządzenia do przetwarzania sygnałów - Elektronika dla energetyki ### Agrotronika - Systemy nawigacji GPS w rolnictwie - Automatyka w gospodarstwach rolnych - Urządzenia do precyzyjnego rolnictwa ### Technika mikrofal i elektronika bardzo wysokich częstotliwości - Systemy radarowe - Komunikacja satelitarna - Technologia 5G i nowsze ### Kompatybilność elektromagnetyczna - Tłumienie zakłóceń elektromagnetycznych - Ochrona przed promieniowaniem - Projektowanie zgodne z normami EMC ## Znaczenie w społeczeństwie Elektronika odgrywa kluczową rolę w współczesnym świecie, stanowiąc podstawę dla rozwoju technologii informacyjnej, komunikacji, automatyki i wielu innych dziedzin. Jej zastosowania obejmują praktycznie wszystkie aspekty życia codziennego, od elektroniki konsumenckiej po zaawansowane systemy medyczne i wojskowe. ## Perspektywy rozwoju Przyszłość elektroniki wiąże się z dalszym minimalizowaniem elementów (nanotechnologia), zwiększaniem szybkości przetwarzania danych (optyka kwantowa, komputery kwantowe), poprawą efektywności energetycznej (energoelektronika) oraz integracją z innymi dziedzinami nauki (bioelektronika, elektronika organiczna).