电子技术应用及其发展前景探究

摘 要：电子技术的应用现已经渗透到各行各业，尤其是计算机技术，其与计算机的相互结合，在生产中发挥着重要的作用。本文从电子技术的定义出发，分析了其在通信工程和信息网络领域、工业控制领域以及物联网领域的应用，并分析电子技术未来会朝着高频化、模块化、数字化、智能化与人性化的方向发展，最后得出结论。

关键词：电子技术;通信工程;信息网络;智能控制;数字化

中图分类号：TN0 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）01-0243-02

电子技术是通过电子元件排布电路、汇编语言编程模拟来解决实际问题的科学技术，其发展与电子科学、控制工程理论、计算机科学以及通信科学息息相关，促进了电子、通讯以及机械等领域的发展[1]。电子技术从上个世纪开始发展至现在，已经展现出其惊人的速度，从时间历程上来看，电子技术虽然还算是一门新兴学科，但其几乎已经覆盖了农业、工业以及服务业各个方面，在我国经济改革的建设中起到越来越重要的作用[2-4]。

在上世纪五十年代电子技术开始出现，最初的器件只有硅整流器，但是它的出现大大地改变了人们的生产生活方式。经过人们不断地研究发展，从整流器阶段逐渐进入到逆变器阶段，到现在的变频器阶段，应用的领域也从有限的方面到如今的各行各业。从电子技术的发展历程能够看到，这一技术的应用对象从最初传统的低频领域逐渐转向高频领域发展，形成了较为完整的现代电子学科。在二十世纪九十年代，用于高频、高压和大电流的功率半导体器件被研制成功，这种复合器件的出现标志着现代电子技术阶段的到来。

1 电子技术的发展阶段

1.1 整流器阶段

在上世纪六七十年代，我国的硅整流器行业迅速发展，成立了很多生产大功率整流器的企业，直到今天在硅整流制造业当中依然能看到当年企业的身影。这是因为在工业生产中的用电对功率的需求较大，从电厂输送的电能中大约有五分之一的电能需要通过直流电的方式进行使用，例如直流传动（用于造纸厂、轧钢厂）、电解（用于有色金属和某些化工原料的分解）和电机牵引（用于城市轻轨、地铁机车和电动机车等）等领域，但是电厂生产和输送的电能都是交流电，不能直接应用在这些领域，为了将交流电高效地转变为直流电，硅整流产业在我国迅速地发展并壮大。

1.2 逆变器时代

上个世纪七十年代之后，能源危机问题引发世界各国的关注，与此同时，交流电机能够实现变频调速，能够大大节省能源，因而得到了广泛关注和发展。变频调速主要是将之前的50Hz直流电转换为交流电。交流电的工作频率为0hz～100Hz，适用于晶闸管、巨型晶体管等大功率逆变的电子器件，因此他们渐渐发展成为工业控制中的核心部件。除此之外，变频调速控制也为高压直流输出等技术的实现提供了可能，实现整流和逆变，大大节省能源。然而，此时技术只能保证在低频范围内工作。

1.3 变频器时代

在接下来的十年之后出现了超大规模集成电路，电子技术借助于集成电路，配合精细加工以及高压大电流技术，对功率器件领域进行大规模的改进，促使MOSFET器件和双极晶体管的问世，也代表着现代电子技术成型。

2 电子技术的应用

2.1 通信工程领域的应用

通信工程是指利用电子信息技术完成模拟信号、数字信号以及脉冲信号等之间的转换处理，信息网络主要对通信系统得到的信号进行下一步的处理，然后向下位机传输。信息网络技术主要指利用电子技术将获得的信号进行处理，并对其进行存储，便于统计更多的数据并进行分析。在电子技术的推动下，现代信息网络相比于传统的电信网络具有更高效的传输和处理速度。此外，电子设备也为信息网络提供了硬件支持，从微处理器到计算机设备都与电子技术的发展有着十分密切的联系。

2.2 在电力技术中的应用

电力电子技术是电子技术又一实际应用，它是基于电子技术和电工技术，与自动控制技术相结合的一种主要应用在强电行业的新兴应用技术。通过电力电子技术对电能进行处理，能够优化电能使用，合理规划电能布局，提高电能使用效率。针对传统工业，利用电力电子技术可实现计算机控制终端与机电设备执行终端之间的对接，优化产业布局，调节产业结构，促进新兴产业的发展。

2.3 工业控制领域的应用

在工业控制领域，电子技术的应用提高了生产的自动化水平，加快了生产效率。电子技术是自动化设备控制系统的基础，现已经发展应用于智能仓库、智能工厂以及智能汽车等多个行业，而针对不同行业的特点，电子技术所起到的作用和具体表现形式也有所不同。以智能工厂为例，电子技术的应用多表现在工业机器人以及机械臂上，利用机械臂可完成一些人力无法实现的工作，且能够减小加工误差，缩短加工时间，节省成本，提高效率。随着技术的不断进步，机械臂协作控制、智能控制等研究相继展开，对电子產品的精确性和智能性提出了更高的要求，微电子技术应运而生，电子设备进而成为各种智能设备和产品中不可或缺的核心技术。

2.4 物联网领域的应用

物联网技术是在电子技术飞速发展的前提下新兴的一种技术，其发展主要以信息网络技术为基础，实现信息的处理，再通过电子技术与物流网络之间的结合，完成信息在不同的物理对象之间进行联通、移动、交换以及互相控制。利用物联网技术可实现信息的交换与合作，其对象可以包括所有物质实体，因此得到广大学者的研究与青睐。未来，物联网会继续朝着广泛和智能的方向发展，会对改变人类生产生活方式起到十分重要的作用。

2.5 在汽车控制领域的应用

电子技术的发展推动了汽车电子技术的问世。汽车电子技术提高了汽车控制系统的性能，加快汽车行业的发展速度。在功能上划分，汽车电子技术主要包括基础功能和汽车拓展功能两个部分。汽车的基础功能部分主要是指以汽车发动机电子控制为代表的行驶所必需的控制部分，而拓展功能部分则是指车载导航为代表的促进驾驶体验的功能。发动机电子控制技术是汽车电子技术中的核心控制技术，主要有点火控制、喷油控制以及怠速控制等。在喷油技术方面，利用发动机电子控制技术对传统供油喷油技术进行改进，利用计算机技术控制喷油技术控制空燃比，保证发动机的工作效率，提高其综合性能;在怠速控制方面，发动机电子控制技术能够实时控制汽车怠速期间的进气量，通过接受计算机终端的反馈不断进行调节，然后配合其他发动机控制环节，保证，控制转速，提高怠速准确性。

3 电子技术的发展趋势探析

电子技术的发展水平往往也体现着一个国家的经济技术发展水平，因此探析电子技术现存的缺点，分析其发展趋势十分必要[3-5]。本文从电子技术技术特点出发，结合新时代发展背景和趋势，对电子技术未来的发展趋势进行简要分析。

3.1 高频化

现阶段不断有实验研究表明，在电气产品中，产品体积和重量随着供电频率的减小而加大，通过对相关数据研究可得，供电频率的数值平方根的值与相关产品的质量成反比[6-7]。以电容以及电感等元件為例，当频率从原本的50Hz上升至20kHz，即频率扩大400倍，则电子产品体积则会降至现有产品的5%，在系统误差的作用下，该数值会在5%-10%之间波动。基于该原理，逆变式整流机和开关式整流器得到了更多开发人员的关注。同理，利用该原理也可对电镀行业、电解行业以及各种直流电源进行改造，设置成“开关变换类电源”，即主要对开关闭合和断开一瞬间的大频率进行利用。电子技术朝着高频化的方向发展，在减少材料制作成本的同时，也节省了大量电能。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高，促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化，带来显著节能、节约材料的经济效益。

3.2 数字化

电子技术在上个世纪六七十年代时得到飞速的发展，当时电子技术完全以模拟电路为基础，在功率上的控制都是通过模拟信号来实现工作的。但是在信息化时代，数字信号的优势越来越明显，其应用也越来越多，促进了数字信号技术的快速发展。和模拟信号相比，数字信号便于计算机进行处理，抗干扰能力强，便于遥感遥测和软件包测试，易进行移植和自我诊断。因此在八九十年代，模拟技术在各种系统的设计中依然发挥着不可替代的作用，但是现阶段快速发展的依赖计算机控制的智能化开关电源更加依赖的是数字信号技术。

数字信号的出现也为电子技术与计算机技术的相互结合、利用计算机语言对其进行控制提供了便利。

3.3 模块化

电子技术将会朝着模块化的方向发展，本节分析时主要以电源系统为例。电源系统的模块化包括两个方面：功率电器和电源单元的模块化。通过将系统模块化，一方面能够大大减小设备的体积，节省空间;另一方面统一设备的过载电压和过载电流，便于设备的使用和维修，提高系统的可靠性。除此之外，对于功率较大的开关电源，将数个模块独立并联工作，这样能够保证负载电流由所有的模块共同承担，如果在工作的时候某个模块不能正常工作，剩余的模块也能够均分负载电流。通过这种方式不仅能够增加功率容量，还能够实现在设备容量一定的情况下满足大电流输出的条件，并且增加了冗余电源模块，这对于整个系统来讲所占功率很小，但是却能大大提高系统的可靠性和稳定性，能够保证在某个模块不能正常工作时系统依然正常工作，为维修人员赢得宝贵的维修时间。

3.4 智能化与人性化

电子产品的智能化是指产品具有类似于人一样的自主学习，自主判断，并自主纠错的能力。人工智能的开发近年来掀起了科学狂潮，人工神经网络的研究以及先进的机器学习算法为电子产品的智能化发展铺平了道路，赋予了电子产品以人的思维和辨识能力，使之在工作过程中人为干预更少，自主程度更高。智能的同时也意味着产品更好的理解开发者或使用者的意图，并带给使用者更好的体验，即满足人性化的需求。电子产品的人性化是附加在最优使用性能基础上的更加高级的感受，在提高工作效率的同时加强使用舒适度。

4 结语

通过对上面的分析可得，电子技术现已经成为各行各业的核心技术，电子技术也是自动化控制、自动化生产的核心技术，在通信工程、工业控制领域、信息网络工程以及物联网工程中起着十分重要的作用。现阶段，电子技术已经在人们的日常生活中起到了十分重要的作用，所以可以断言，其必将成为引领新一代信息革命的新型技术，也必将在减少工业加工成本、提高生产效率、加速经济发展方面发挥着越发重要的作用。

参考文献

[1] 田海涛，梁建宾.电力电子技术的应用及发展前景探究[J].电子测试，2013，（14）：27-28.

[2] 王润龙.计算机技术的应用及发展趋势[J].电子技术与软件工程，2018，（2）：155.

[3] 张天芳.数字电子技术的应用实践与发展趋向[J].电子技术与软件工程，2018，（10）：76.

[4] 姜昕丽.探究电子信息技术的应用特点和发展方向[J].学周刊，2018，（6）：160-161.

[5] 张隽哲.浅谈电子信息技术在人工智能中的应用[J].数字技术与应用，2018，（1）：210.

[6] 刘伟.新型低功耗电流模式开关电源电路研究[D].电子科技大学，2005.

[7] 魏瑾.Boost斩波器及并联组态的控制方法研究[D].中国石油大学（华东），2009.

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