电子技术发展

电子技术发展电子技术是一种工程理论与技术体系，是随着电子技术与信息技术的应用而发展起来的。电子技术应用，就是利用电子信息工程的相关工程理论解决电子技术的应用。在不同的工程领域，电子技术提供了信号，信息采集，传输和处理的实现技术，随着各行业信息化，智能化的发展，导致信息技术已经成为各工程应用领域的基本技术之一。本文介绍了电子信息技术应用的特点以及各种应用。电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在，电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面，像电话交换局里怎么处理各种电话信号，手机是怎样传递我们的声音甚至图像的，我们周围的网络怎样传递数据，甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西，并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。现在，人们已经掌握了大量的电子技术方面的知识，而且电子技术还在不断的发展着。这些知识是人们长期劳动的结晶。我国很早就已经发现电和磁的现象，在古籍中曾有“磁石召铁”和“琥珀拾芥”的记载。磁石首先应用于指示方向和校正时间，在《韩非子》和东汉王充著《论衡》两书中提到的“司南”就是指此。以后由于航海事业发展的需要，我国在十一世纪就发明了指南针。在宋代沈括所著的《梦溪笔谈》中有“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”的记载。这不仅说明了指南针的制造，而且已经发现了磁偏角。直到十二世纪，指南针才由阿拉伯人传入欧洲。在十八世纪末和十九世纪初的这个时期，由于生产发展的需要，在电磁现象方面的研究工作发展的很快。库仑在1785年首先从实验室确定了电荷间的相互作用力，电荷的概念开始有了定量的意义。1820年，奥斯特从实验时发现了电流对磁针有力的作用，揭开了电学理论的新的一页。同年，安培确定了通有电流的线圈的作用与磁铁相似，这就指出了此现象的本质问题。有名的欧姆定律是欧姆在1826年通过实验而得出的。法拉第对电磁现象的研究有特殊贡献，他在1831年发现的电磁感应现象是以后电子技术的重要理论基础。在电磁现象的理论与使用问题的研究上，楞次发挥了巨大的作用，他在1833年建立确定感应电流方向的定则（楞次定则）。其后，他致力于电机理论的研究，并阐明了电机可逆性的原理。楞次在1844年还与英国物理学家焦耳分别独立的确定了电流热效应定律（焦耳-楞次定律）。与楞次一道从事电磁现象研究工作的雅可比在1834年制造出世界上第一台电动机，从而证明了实际应用电能的可能性。电机工程得以飞跃的发展是与多里沃-多勃罗沃尔斯基的工作分不开的。这位杰出的俄罗斯工程师是三相系统的创始者，他发明和制造出三相异步电机和三相变压器，并首先采用了三相输电线。在法拉第的研究工作基础上，麦克斯韦在1864年至1873年提出了电磁波理论。他从理论上推测到电磁波的存在，为无线电技术的发展奠定了理论基础。1888年，赫兹通过实验获得电磁波，证实了麦克斯韦的理论。但实际利用电磁波为人类服务的还应归功于马克尼和波波夫。大约在赫兹实验成功七年之后，他们彼此独立的分别在意大利和俄国进行通信试验，为无线电技术的发展开辟了道路。人类在自然界斗争的过程中，不断总结和丰富着自己的知识。电子科学技术就是在生产斗争和科学实验中发展起来的。1883年美国发明家爱迪生发现了热电子效应，随后在1904年弗莱明利用这个效应制成了电子二极管，并证实了电子管具有“阀门”作用，他首先被用于无线电检波。1906年美国的德弗雷斯在弗莱明的二极管中放进了第三个电极——栅极而发明了电子三极管，从而建树了早期电子技术上最重要的里程碑。半个多世纪以来，电子管在电子技术中立下了很大功劳；但是电子管毕竟成本高，制造繁，体积大，耗电多，从1948年美国贝尔实验室的几位研究人员发明晶体管以来，在大多数领域中已逐渐用晶体管来取代电子管。但是，我们不能否定电子管的独特优点，在有些装置中，不论从稳定性，经济性或功率上考虑，还需要采用电子管。集成电路的第一个样品是在1958年见诸于世的。集成电路的出现和应用，标志着电子技术发展到了一个新的阶段。它实现了材料、元件、电路三者之间的统一；同传统的电子元件的设计与生产方式、电路的结构形式有着本质的不同。随着集成电路制造工艺的进步，集成度越来越高，出现了大规模和超大规模集成电路（例如可在一块6mm平方的硅片上制成一个完整的计算机），进一步显示出集成电路的优越性。随着半导体技术的发展和科学研究、生产与管理等的需要，电子计算机应时而兴起，并且日臻完善。从1946年诞生第一台电子计算机以来，已经经历了电子管、晶体管、集成电路及超大规模集成电路四代，每秒运算速度已达10亿次。现在正在研究开发第五代计算机（人工智能计算机）和第六代计算机（生物计算机），它们不依靠程序工作，而依靠人工智能工作。特别是七十年代卫星计算机问世以来，由于它价廉、方便、可靠、小巧，大大加快了电子计算机的普及速度。数字控制和数字测量也在不断大展和日益广泛的应用。数字控制机床和“自适应”数字控制机床相继出现。目前利用电子计算机对几十台乃至上百台数字控制机床进行集中控制（所谓“群控”）也已经实现。在工业上晶体闸流管（即可控硅）也获得广泛应用，使半导体技术进入了强电领域。随着生产和科学技术发展的需要，电子技术得到高度发展和广泛应用（如空间电子技术、生物医学电子技术、信息处理和遥感技术、微波应用等），它对于社会生产力的发展，也起这变革性的推动作用。电子水准是现代化的一个重要标志，电子工业是实现现代化的重要物质技术基础。电子工业的发展速度和技术水平，特别是电子计算机的高度发展及其在生产领域中的广泛应用，直接影响到工业、农业、科学技术和国防建设，关系着社会主义建设的发展速度和国家的安危；也直接影响到亿万人民的物质、文化生活，关系着广大群众的切身利益。我们知道电子技术应用的有以下特点:（1）应用领域广泛：信号与信息是客观事物的外在表现之一，无论是自然科学技术还是社会科学研究，都离不开信号与信息。因此，自古以来，信号和信息处理就是人类各种社会活动的重要内容，是人类改造自然，应用自然规律为人类服务的基本技术。在工程实际和生产生活中，获得信号与信息是解决实际问题的第一步，信号与信息处理则是解决问题的重要手段。如何获取信号与信息，以及如何使用最便利的方法对信号和信息进行处理，是科学研究和工程技术研究的重要领域。电子技术和信息处理技术正是现代科学技术在信号和信息处理的研究中发展起来的应用性工程技术，也是在各行各业得到广泛应用的基本工程技术。利用电子技术完成信号和信息的获取与处理，是近60年以来发展起来的重要工程技术。这就是电子信息技术。（2）技术复杂性：电子信息技术是电子技术与信息技术的复杂工程技术，电子技术提供了信号和信息处理的物理系统，信息技术提供了信号与系统处理原理与技术要求。电子信息技术正是这两种技术的复合体。同时，为了从物理上实现一个应用系统，电子信息技术还必须考虑其他工程技术对电子信息系实现方法的影响与作用。（3）技术综合性：由于电子信息应用领域十分广泛，所面对的应用对象情况十分复杂，因此，电子信息技术具有技术综合性。所谓技术综合性，就是指各种不同的中和应用。电子信息技术在不同的领域中，需要根据应用要求确定具体的应用方法，也就是说，电子信息技术在所有应用中，都必须对具体问题提出具体的解决方法。要实现具体的解决方案，就需要根据不同应用领域提供的工程技术背景，考虑电子信息技术与其他工程技术的匹配与协调。在今后的电子技术的应用也将会非常广泛，下面我将从一下几个方面谈谈电子技术的具体应用。a)通信工程领域的应用通信工程的基本技术，是利用电子信息技术实现各种信号传输与传输相关的控制与处理。在现代通信工程中，无一例外的都是利用电子技术实现信号发送，接受和处理，作为现代学校工程技术的支撑，通信工程提供了信息传输的基本技术。因此，电子信息技术是通信工程的基本支撑技术之一。b)信息网络领域的应用信息网络的功能是信息终端的连接与信息传输，是现代社会的重要基础设施。与电信网络相比较，信息网络的核心是信息传输与传输过程的处理。实际上，信息网络的数据传输基本上以通信网络为主。所以说，通信网络是信息网络的支撑，信息网络是在通信网络之上的信息传输和连接处理。信息网络所使用的设备，几乎全部是各种微处理器系统构成的电子设备。电子信息技术在信息网络中应用的主要方向，就是要根据信息网络中数据传输和数据传输控制的要求，利用电子信息技术设计不同的数据传输中端，数据采集终端和数据数据传输设备。c)工业控制领域的应用随着工业控制领域技术的发展，形成了以自动化生产目的的自动化技术。自动化技术就是用电子信息系统来控制各种机械设备。自动化技术的基本技术特点，是控制系统与工业行业直接相关，例如智能仓库，机械加工，车辆控制等行业，对自动化技术的要求各不相同。为了满足各种工业生产过程的需要，自动化技术需要利用电子信息技术中的电子电路和微处理器技术来设计各种电子控制系统，电子信息技术已经成为各种设备的核心技术。d)物联网领域的应用物联网是近年来兴起的一种崭新的工程技术领域，也是一种全新的技术概念。物联网利用信息网络技术，信息处理技术，电子技术，物流网络技术和智能交通技术，实现了物理对象的信息联通与交换，物理对象的空间移动控制，从信息上和空间上把全球的物理对象连接在一起。物联网中的物理对象包括世界上所有的物质实体，从石油矿藏，机械设备直到服装等，都属于物联网中的物理对象。可以看出，物联网的兴起，必将对人类生活和生产活动产生重大影响。e)汽车电子领域的应用汽车电子系统实际上是一个信息采集，处理和控制输出的完整的电子信息系统。汽车电子系统以微处理器系统为核心，以传感器技术支撑，形成了从发动机到车窗的完整智能控制系统。汽车电子系统的核心目标是对发动机进行智能控制，发动机电子控制系统由高性能嵌入式微处理系统，高性能信号和数据传输系统以及传感器网络组成。汽车电子系统使用了包括温度传感器，压力传感器等在内的多种传感器构成的传感网络，这些传感器向发动机的电子控制单元提供发动机的各种工作状况信息，其利用相应的算法完成信息处理计算，再由其向中央喷射器等执行部件发出工作指令。汽车产品的电子化始20世纪60年代硅整流二极管在交流发电机的应用以及晶体三极管在电压调节器和电子点火系中的应用,70年代,由于排放法规和油耗法规的日益严格,开始研制以降低排放,节省燃油为目的的电子燃油喷射系统。80～90年代,以微处理器为核心的电子控制系统已大量应用到汽车的发动机、底盘、车身电器控制等各个系统。归纳起来看,电子技术在汽车上的应用可概括为动力及传动系统控制、车辆系统控制、车身系统控制以及信息传递和通讯系统、自诊断系统等五个方面。f)电子技术在医疗中的应用正是由于电子技术的高速发展，使得医学与电子技术的结合成为可能。目前，电子技术在医疗上的应用主要有直接应用和间接应用两个方面。采用计算机进行电脑病历检索，电脑辅助诊断、电脑医院行政管理、实验电脑系统、电脑医学数据、电脑医院信息系统、电脑疾病预测、电脑医学情报检索等等都属于间接应用的范畴。电子技术还可以直接进行治疗应用，如：直流电疗法、低频脉冲直流法、中频电流疗法、高频电流疗法、射频疗法、磁疗法、空气离子疗法、光疗法、激光疗法、光化学疗法、光敏疗法、超声波疗法、微波疗法等。Internet和电信设备的高速发展，已经为医院的虚拟化提供软件和硬件的支持。网上医院可以提供专家门诊、病历咨询、网上预约等服务，让病人对自己的病情有一个大概的了解，实现“小病不入院，大病有准备”的理念。同时，异地专家会诊和异地手术成为了可能。利用快捷实时的Internet网络，不同城市的专家可以异地操控电子机器，进行手术，消除了距离上带来的不可能性。电子技术在很多的医疗器械上也得到了应用，如X线成像设备（C.T.设备等）、超声成像设备（实时B超、M超、D超等）、核磁共振成像