城轨论文浅谈电子技术发展与应用.docx

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城轨论文浅谈电子技术发展与应用

《城轨论文：

浅谈电子技术发展与应用》

摘要：

论文论文（设计）题目：

浅谈电子技术的发展与应用班级：

2017级城轨一班姓名：

学号：

指导教师：

时间：

2020年5月12日浅谈电子技术的发展与应用作者：

**内容摘要：

电子技术是随着信息时代的到来逐步兴起的一门新兴技术门类，随着网络与科技的快速发展，电子技术在不同的领域得到了非常广泛的应用，有力地推动了人类社会的快速发展，并为人类创造了巨大的经济财富，在提高生产效率、提高人民生活水平方面做出了重大贡献，规模集成度（元件数）50年代末小规模集成电路（SSI）10060年代中规模集成电路（MSI）100070年代大规模集成电路（LSI）100070年代末超大规模集成电路（VLSI）1000080年代特大规模集成电路（ULSI）100000电子技术的创新与电子器件制造工艺，已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各发达国家均在这一领域注入极大的人力、物力和财力，使之进入高科技行业，时间第一阶段第二阶段第三阶段1975车载收音机发电机硅整流器晶体管无触点点火1985燃油喷射控制电子时钟发动机电子管理自动变速系统制动防抱死系统巡航控制2000电子仪表群小气候控制动力传动总成控制车身电子控制系统综合信息显示系统在线故障诊断系统2000以后通讯和导航系统多路传输和智能电源2.2LED光源的优点电子技术在我国汽车行业有着较为广泛的应用，主要表现在以下几个方面：

①应用在汽车的发动机方面，采用电喷技术，能够对化油器的空燃比进行有效控制，不仅可以有效地优化发动机的工作环境，还可以提高发动机的性能，有助于燃料的充分利用，而且，在汽车的发动机上使用电喷技术，可以实现微电子点火系统，可以有效地降低噪声

**邮电职业技术学院毕业论文论文（设计）题目：

浅谈电子技术的发展与应用班级：

2017级城轨一班姓名：

学号：

指导教师：

时间：

2020年5月12日浅谈电子技术的发展与应用作者：

**内容摘要：

电子技术是随着信息时代的到来逐步兴起的一门新兴技术门类，随着网络与科技的快速发展，电子技术在不同的领域得到了非常广泛的应用，有力地推动了人类社会的快速发展，并为人类创造了巨大的经济财富，在提高生产效率、提高人民生活水平方面做出了重大贡献。

从世界范围来看，电子技术在人们的生产生活中应用得也非常广泛，特别是在工业起步较早的、经济基础较好的发达国家，随时随地都可以感受到电子技术的无穷魅力。

本文在分析电子技术在我国发展情况的基础上，对其具体的应用情况进行分析，并对电子技术未来的发展方向进行探讨。

关键词：

电子技术发展应用目录第一章电子技术概述1第一节电子技术基本理论1第二节电子技术发展历程2第三节电子技术发展现状4第二章电子技术的行业应用8第一节LED显示器在交通讯号方面的应用81.1LED光源的优点81.2LED光源的应用9第二节电子技术在汽车行业的应用102.1汽车电子技术的形成与发展102.2LED光源的优点11第三节电子技术与通信技术的协同应用12第三章电子技术的发展趋势分析14第一节智能化发展趋势14第二节人性化发展趋势14第三节便捷化发展趋势15第四节性能优化发展趋势15第四章结论16致谢17参考文献18第一章电子技术概述电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术。

随着生产和科学技术的发展，工艺革新和新材料的使用，新器件的出现，尤其是大规模和超大规模集成电路的研制和推广，电子技术在二十世纪发展的最为迅速，成为近代科学技术发展的一个重要标志。

它已广泛用于国防、科学、工业、医学、通讯（信息处理、传输和交流）、广播、电视、航空、导航、无线电定位、自动控制、遥控遥测、计算机及文化生活等各个领域。

对推动国民经济的发展起着重要的作用，所以对电子技术的探究具有重要意义。

第一节电子技术基本理论电子技术是指以电子原理为依据，通过某些特定功能电路和设备来解决工作中或者生活中的一些问题。

通过电子技术的创新和与完善，不但为新技术革命提供了强大的推动力，还使大型计算机的数据运算功能得到了有效增强，为集成电路的完善与发展提供了强大的技术支持。

而通过电子技术和通信工程二者的相互结合，使电子技术与计算机之间的联系更加密切，同时为数字技术的发展奠定了扎实的基础；另外，电子技术不论在高端领域内，还是在常规领域内，都在节能方面取得了较好的应用效果，例如节约了建设材料、提高了工作效率及管理时效等等，有效加快了高科技产业和传统产业的转换速度。

第二节电子技术发展历程电子技术是依据电子学的基本原理，利用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，其中包括电力电子技术和信息电子技术两大分支。

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术；包括电力电子器件、变流电路和控制电路三部分，是以电力为处理对象并集电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的综合性学科。

信息电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。

电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：

信号的发生、放大、滤波和转换。

电子技术研究的是电子器件及其电子器件构成的电路的应用。

半导体器件是构成各种分立、集成电子电路最基本的元器件。

随着电子技术的飞速发展，各种新型半导体器件也层出不穷。

现代电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。

其发展先后经历了电子整流时期、电子逆变时期和变频时期，在不断的发展中促进了现代电力电子技术的广泛应用。

（一）电子整流时期20世纪50年代中期到70年代末期，以大功率硅二极管、双极型功率晶体管和晶闸管应用为基础（尤其是晶闸管）的电力电子技术发展比较成熟。

其发展起始于硅整流器件，先后经历了电子整流时期、电子逆变时期和变频时期，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。

期间主要是大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用。

1948年晶体管的出现引发了电子工业革命，半导体器件开始应用于通信领域，1957年，晶闸管的诞生扩展了半导体器件功率控制范围，属于第一代电力电子器件。

大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，当地办硅整流器厂逐渐增多，大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，其中电解、牵引和直流传动是以直流形式消费。

（二）电子逆变时期70年代末以来，出现了世界范围的能源危机，交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。

变频调速的关键技术是将直流电逆变为0～100Hz的交流电。

例如日本的一些公司开始采用逆变技术，将市电整流后逆变为3kHz左右的中频，然后升压。

在这个时期主要有两个方面的发展对电力电子技术引起了巨大的冲击。

其一为微机的发展对电力电子装置的控制系统、故障检测、信息处理等起了重大作用，今后还将继续发展；其二为微电子技术、光纤技术等渗透到电力电子器件中，开发出更多的新一代电力电子器件。

其中除普通晶闸管向更大容量（6500伏、3500安）发展外，门极可关断晶闸管（GTO）电压已达4500伏，电流已达2500～3000安；双极型晶体管也向着更大容量发展。

（三）电子变频时期80年代中后期功率MOSFET和绝缘栅极双极晶体管（IGBT）的问世，电力电子技术开始向高频化发展，高压、高频和大电流的功率半导体复合器件为第三代电器元件的大规模集成电路技术迅速发展，他们的性能更进一步得到了完善，具有小、轻和高效节能的特点，其工业产品最高电压达1400伏，最大电流达400安，工作频率比晶闸管高得多，采用达林顿结构时电流增益可达75～200。

随着光纤技术的发展，美国和日本于1981～1982年间相继研制成光控晶闸管并用于直流输电系统。

这种光控管与电触发的晶闸管相比，简化了触发电路，提高了绝缘水平和抗干扰能力，可使变流设备向小型、轻量方向发展，既降低了造价，又提高运行的可靠性。

同时，场控电力电子器件也得到发展，如功率场效应晶体管（powerMOSFET）和功率静电感应晶体管（SIT）已达千伏级和数十至数百安级的电压、电流等级，中小容量的工作频率可达兆赫级。

由场控和双极型合成的新一代电力电子器件，如绝缘栅双极型晶体管（IGT或IGBT）和MOS控制晶闸管（MCT）也正在兴起，容量也已相当大。

这些新器件均具有门极关断能力，且工作频率可以大大提高，使电力电子电路更加简单，使电力电子装置的体积、重量、效率、性能等各方面指标不断提高，它将使电力电子技术发展到一个更新的阶段。

与此同时，电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置的计算机模拟和仿真技术也在不断发展。

进入90年代电力电子器件的研究和开发，已进入高频化，标准模块化，集成化和智能时代。

据统计，到1995年底，功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在电力电子领域已成定论。

新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，而且使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节材节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础，概括而言，集成电路发展阶段如表1-1所示。

表1-1集成电路发展阶段时期规模集成度（元件数）50年代末小规模集成电路（SSI）10060年代中规模集成电路（MSI）100070年代大规模集成电路（LSI）100070年代末超大规模集成电路（VLSI）1000080年代特大规模集成电路（ULSI）100000电子技术的创新与电子器件制造工艺，已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各发达国家均在这一领域注入极大的人力、物力和财力，使之进入高科技行业。

随着电子技术的发展，电子技术在军事方面的应用越来越广泛，未来的军事电子技术所涉及的技术包含信息的处理、采集、合成、操作、传输、模拟和保密，它们是现在军事技术的核心。

第三节电子技术发展现状较之西方发达国家，我国的电子技术起步较晚，目前还没有能够发展到十分成熟的程度，还有待进一步研究与实践，应用比较成功的包括以下几点。

（一）传感器技术新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。

在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

传感器（英文名称：

transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器可以通过感应被测量物，获得一定的信息，并将这些信息转换成系统可以识别的电子信号，传感器通过对感应信息的转换，并输入到检测系统，实现系统的智能检测、监控等方面的功能，所以，在各行业的信息检测中应用得比较广泛。

将感应转换成一种可识别信号的元器件。

传感器通过对信号的转换，将相应的参数输入到检测系统，实现智能化的监测、监控功能，所以，被普遍应用在各种行业和领域的信息的监测中。

目前，传感器技术在我国普遍地应用在交通运输、建筑、灾害预警、医学、工业、农业、环保、能源等方面。

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量，所以可以说没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。

现代科学技术的发展，进入了许多新领域：

例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。

此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。

显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。

许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。

一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领域。

可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

常见传感器及其关键特性如表1-2所示。

表1-2常见传感器及其关键特性厂商传感器工作电压（V）工作能耗离散采样时间Taos可见光传感器2.7-5.51.9mA330usDallasSemiconductor温度传感器2.5-5.51mA400msSensirion湿度传感器2.4-5.5550uA300msIntersema压强传感器2.2-3.61mA35msHoneywell磁传感器Any4mA30usAnalogDevices加速器传感器2.5-3.32mA10msPanasonic声音传感器2-100.5mA1msMotorola烟传感器6-125uA-Melixis被动式红外传感器Any0mA1msLi-Cor合成光传感器Any0mA1msEch2o土壤水分传感器2-52mA10ms

（二）电子文档的数字水印技术电子文档是随着计算机技术的快速发展而出现的新产物，电子文档是指人们在社会活动中形成的，以计算机盘片、固态硬盘、磁盘和光盘等化学磁性物理材料为载体，电子文档的文字、图片材料依赖计算机系统存取并可在通信网络上传输，主要包括电子文书、电子信件、电子报表、电子图纸、纸质文本文档的电子版本等。

是区别于传统的纸质文档的一种信息存在形式，电子文档区别于印刷品文档主要有以下4个特点：

容易修改、容易删除、容易复制、容易损坏。

在Window、NTPS、Linux等不同的操作系统当中，电子信息系统的文件系统也存在着很大差异。

数字水印（DigitalWatermarking）技术是将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体（包括多媒体、文档、软件等）当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统（如视觉或听觉系统）觉察或注意到。

通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。

数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。

目前，在信息产业电子文档的数字水印技术应用非常广泛。

（三）在其他领域的应用随着信息电子技术和计算机网络的不断发展，电子技术的应用范围不断扩大，逐步被应用于医学、环保、汽车、建筑、物流等领域，在环保方面的应用较为常见的是一些环保机构，为了达到对环境污染程度监测的目的，利用电子技术对环境污染状况进行检测，可以准确地查找到污染源，有利于针对污染源制订治理方案。

电子技术在物流方面的应用主要是一些物流企业应用电子技术对商品信息进行采集，并在运输车辆上安装专用的电子设备，对车辆的运输状况进行动态的监控，所以，我们通过网络购物拍到产品以后，在互联网上输入货号就可以查看目前货物处于什么状态。

第二章电子技术的行业应用就电子技术在我国的应用现状来看，应用的范围比较广泛，本文针对电子技术在环保和汽车行业的应用过程，对电子技术在我国实际应用过程中的具体情况进行简要的分析。

第一节LED显示器在交通讯号方面的应用1.1LED光源的优点作为第三代半导体照明光源，LED光源有很多优点：

（1）光效率高光谱几乎全部集中于可见光频率，效率可以达到80%-90%。

而光效差不多的白炽灯可见光效率仅为10%-20%。

LED电能转化为光能转换率接近90%，而目前通常的室内照明灯具的平均电光转换率大约20%，有80%的电能因转化为热能而浪费掉。

（2）光线质量高由于光谱中没有紫外线和红外线，故没有热量，没有辐射，属于典型的绿色照明光源。

（3）能耗小小功率LED一般在0.05W左右，以其作为光源，在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/10。

（4）响应时间短白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级。

（5）寿命长光通量衰减到70%的标准寿命是10万小时。

一个半导体灯正常情况下可以使用50年，即使长命百岁的人，一生最多也就用2只灯。

（6）适用性强每个单元LED小片是3-5mm的正方形，可以制备成各种形状的器件，且适合于易变的环境。

（7）可靠耐用没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，非正常报废率很小，维护费用极为低廉。

（8）安全单位工作电压大致在3V左右，工作电流在20mA左右。

（9）绿色环保废弃物可回收，没有污染，不像荧光灯一样含有汞成分。

1.2LED光源的应用当前，LED节能灯应用比较广泛，它不仅具有节能、防震的特点，而且性能比较稳定，反映比较灵敏。

随着电子技术的发展，LED的显示器的种类也越来越多，越来越齐全，并且有不同的颜色，主要包括单色、双色、彩色等，在室内照明、室外显示方面都可以随意应用，所以在我们现在的生活中应用得相当普遍，例如交通信号灯通常采用红黄绿三色灯，这些讯号灯就是采用了LED这样一种电子技术。

目前，由于LED信号灯的性能很好，而且根据其自身的特点，在全国范围内的交通讯号方面应用得非常广泛，LED应用如表2-1所示。

表2-1LED应用分类发光强度用途具体应用普通亮度10mcd指示灯仪器仪表的指示光源、LED发光点阵组成的小型字符或数字显示器，用于计算器、测试仪器、指示牌等电子设备上。

高亮度10mcd-100mcd特殊照明全彩显示屏、交通信号灯、汽车车灯、背景光源、景观照明，特种工作照明（如强调安全生产、特殊用途的矿灯、警示灯、防爆灯、救援灯、野外工作灯等）、军事及其它应用（玩具、礼品、轻工产品等）。

超高亮度100mcd通用照明各种民用及工业用照明替代现有白炽灯和荧光灯。

图2.1LED应用场景LED显示器主要应用于以下四类场景，如图2.1所示：

第一，信息显示。

电子仪器、设备、家用电器等的信息指示、数码显示、显示器及LED显示屏（信息显示、广告、记分牌）。

目前市场份额有100亿元，潜在市场有几百亿元。

第二，交通信号灯。

城市交通、高速铁路、铁路、机场、航海和江河的信号灯，现有市场份额有20亿元，潜在市场有上百亿元。

第三，背光源。

小于10英寸背光源，主要用于手机、MP3＼MP4、PDA、数码相机和摄像机。

中等面积背光源（10-20英寸），主要用于计算机显示器及监视器。

大面积背光源（大于20英寸），主要用于彩电显示屏。

目前市场份额有几十亿元，潜在市场有几百亿元。

第四，汽车用灯。

汽车内外灯、前照灯、车内仪表照明显示。

目前市场份额只有几亿元，但潜在市场上百亿元。

第二节电子技术在汽车行业的应用2.1汽车电子技术的形成与发展汽车电子技术是汽车技术与电子技术相结合的产物，其形成与发展的历程如表2-2所示，它的发展归结为两方面：

首先，是为了不断适应各个时期的社会背景，如能源危机、环境污染和高速公路网的发展等，满足人们对汽车使用性能的更高要求，如舒适性、安全性、操纵方便等。

其次，是由于电子技术的发展给汽车电子技术的发展提供了必要的物质条件:

电子技术产品质量轻，占用空间小，处理速度快，传感精确，信息容量大，发展与应用前景十分广阔。

表2-2汽车电子技术的形成与发展时间第一阶段第二阶段第三阶段1975车载收音机发电机硅整流器晶体管无触点点火1985燃油喷射控制电子时钟发动机电子管理自动变速系统制动防抱死系统巡航控制2000电子仪表群小气候控制动力传动总成控制车身电子控制系统综合信息显示系统在线故障诊断系统2000以后通讯和导航系统多路传输和智能电源2.2LED光源的优点电子技术在我国汽车行业有着较为广泛的应用，主要表现在以下几个方面：

①应用在汽车的发动机方面，采用电喷技术，能够对化油器的空燃比进行有效控制，不仅可以有效地优化发动机的工作环境，还可以提高发动机的性能，有助于燃料的充分利用，而且，在汽车的发动机上使用电喷技术，可以实现微电子点火系统，可以有效地降低噪声；②在汽车的底盘方面采用电控技术，不仅能够通过对汽车制动器、发动机和驾驶员等相关控制参数的设置实现对变速杆位自动控制的目的，让汽车的挡位和操作时换挡时间都达到最佳状态，还可以有效防止汽车底盘抱死制动，能够合理地控制车轮和地面的活动率，这样可以有效减少汽车抱死托滑、转向失灵等现象的发生，切实提高车辆的安全性；③车载信息系统方面，车载是通过传感器技术对温度信息进行捕捉，实现自动调节室内温度的目的，让汽车达到最舒适状态，而且车载系统显示系统可以实现对车况的监测功能，并且由传感器、电子控制仪等组合的气囊安全系统来分析碰撞事故。

第三节电子技术与通信技术的协同应用

（一）电子技术推动了通信工程的发展在通信工程不断发展的过程中，电子技术发挥着不可取代的重要作用，可以说通信工程每一次的质的飞跃，都得益于电子技术的不断发展与完善。

同时，交换设备是通信工程应用过程的重要组成部分，也是通信工程发展中的关键环节。

正是由于电子技术的应用水平的日益提升，使交换设备得到了不断的完善，为通信工程的健康发展奠定了扎实的基础。

由此看来，电子技术为通信工程的发展提供了强大的助推力。

（二）通信工程的发展带动了电子技术首先，随着通信工程的普及应用，简化了信息交换的方式，从而促进了信息技术和电子技术的快速发展，并且扩大了信息的传播范围。

与此同时，通信工程还是电子技术传播和应用范围拓展过程中的载体，有效带动了电子技术的快速发展；其次，在通信工程不断民升级的过程中，对电子技术也提出了更高的要求。

为了满足通信工程的发展需要，不论是国家主管部门还是相关技术人员，都对电子技术加大了研发力度，使电子技术朝着智能化和自动化的方向大幅度迈进。

（三）加大计算机的应用力度电子技术和通信工程的协同发展主要依托于计算机技术，技术人员通过计算机系统进行编程，实现交换设备的正常运行，并将该系统储存到计算机系统当中。

此后，技术人员便可以根据技术需要在计算机当中更改通信工程的运行程序，使系统开发过程具有灵活性与时效性。

与此同时，通过计算机技术的应用，使通信工程的终端设备同时具备信号接收和发射两种功能，进一步拓展了通信工程的应用范围。

此外，计算机技术的应用，还为开关电源在通信工程中的应用创造了基础，加快推进了电子技术在电子领域和电气领域内的普及速度。

可以说计算机系统的应用，是电子技术和通信工程不断向发展的前提与动力，也为二者的协同发展创造了必要的条件。

（四）电子技术和通信工程协同发展的成果通过电子技术和通信工程的协同发展，有效推动了二者在社会生产和人们日常生活中的普及应用程度，具体应用在个人通信、多媒体通信、图像信息处理、信号处理、集成线路设计、卫星通信、电子显示工程、真空电子工程、自动化技术、宽带连接、纳米技术、语音转换、人机交互等众多社会生产生活相关的领域内。

由此看来，电子技术和通信工程都具有较强的广泛性和普及性。

所以，其发展和应用得到了国家和相关管理部门的高度关注，与之相关的科研理论工作也逐渐提上日程，并且加大了专业人才的培养力度，力求在最短的时间内在通信技术、通信领域、电子技术方面培养大批优秀人才，为电子技术和通信工程的健康发展提供强大的人力资源保障，以此来促进二者的协