電工電子技術發展史范文
時間:2023-12-06 17:53:13
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篇1
隨著我國現代科技的發展,電工電子技術已經作為電氣工程領域信息化的基礎,對國家的科技和經濟發展具有重要的作用。目前,我國的電工電子技術已經有了很大的進步,并被廣泛應用在多個領域之中。通過應用電工電子技術,電氣工程行業的工作效率得到了顯著的提升。但是,由于各種歷史因素的影響,我國的電工電子技術水平普遍較低,尤其是和西方一些發達國家相比,電工電子技術應用情況相對較差,因此,加強電工電子技術領域的研究,對我國電氣工程工業的發展具有重要的意義。本文從我國的工業發展實際需要出發,對電工電子技術的基本理論、應用現狀進行了介紹,并對電工電子技術的發展情況進行了探討。
2電子電工技術簡介
2.1電子電工技術的基本特點隨著電工電子技術的進步,各種新型電子器件的使用和研究也步入了新的階段,目前,電工電子技術呈現出如下幾個特點:
2.1.1高頻化高頻化是指電子器件在集成化的前提下也提高了器件的工作速度。
2.1.2集成化集成化是指全控型器件通過并聯多個單元器件,并將其全部集成在一個基片上的技術。
2.1.3高效率化高效率化主要表現在兩個主要的方面,即器件和變換技術。通過降低器件的壓降,能夠實現降低損耗的目的。
2.1.4全控化全控化表現在將有自斷電功能的器件應用到電力系統中,從而取代了半控型的晶閘管,這是一項電子器件的重大突破。全控化的實現,在很大程度上實現了電路設計的精簡化。
2.2電子電工技術的應用現狀
2.2.1優化電能的使用以整個電力系統的正常運行為前提,通過合理整合和配置電能資源,電子電工技術能夠對電能進行廣泛的優化。
2.2.2實現了機電一體化設計隨著電子技術的發展,通過改造加工傳統產業,逐漸實現了新型機電一體化的產業化發展。
2.2.3促進了電子技術的智能化發展電子電工技術的智能化,首先保障了功率和信息的和諧發展,并在此基礎上促進電子電工技術的一體化進程。
2.2.4指明了系統工頻的研究方向以電子電工技術的發展為背景,為了在小型化發展的過程中使機電設備加快響應速度,就需要進行系統高頻和變頻化的研究,這樣才能支持和保證電氣工程設備的安全穩定運行。
3電工電子技術的發展研究
電工電子技術在交通運輸、電氣工程、能源開發等多個領域都有著廣泛的應用。隨著各種新材料和新技術的使用,電工電子技術也得到了巨大的發展。下面,我們對電工電子技術的新研究領域進行了探討。
3.1太陽能和風力發電技術風能和太陽能是兩種存儲量最大的可再生資源,目前已經得到了越來越廣泛的應用。隨著建設規模的不斷提升,風力和太陽能發電廠的投資成本下降了很多,裝機容量也不斷地擴大,電工電子技術得到了很好的應用。目前,建設規模更大、容量更高的新能源電廠,提高能量的轉換效率,已經成為該領域電工電子技術研究的重點內容。
3.2太陽能電池發電技術太陽能電池的發展和電工電子技術的發展息息相關,新型太陽能技術將光伏電池鑲嵌到塑料薄膜的外表面,進而形成太陽能薄膜,這樣不僅降低了投資成本,也顯著提高了發電廠的發電效率。
3.3磁流體發電技術磁流體發電是指通過加熱燃料使其成為易電離的狀態,然后在磁場中高速運動切割磁力線,進而產生電能的技術。該技術在很大程度上提高了能量的轉換效率。目前,該技術的原理實驗已獲得成功,電工電子技術方面還需要在功率調節、超導磁體和發電通道等方面進行更深入的研究。
3.4受控核聚變技術受控核聚變是一種性價比高、安全無污染、原料充足、運行可靠的新型能源技術。與氫彈爆炸類似,受控核聚變的技術難度相對較高,并且無法進行有效的控制,因此,需要通過電工電子技術中的輔助加熱、強磁場、等離子體和大能量脈沖等技術為核聚變技術的發展提供支持,使核聚變的反應條件、啟動和停止都在可控范圍內。
3.5微型光芯片技術微型光芯片技術能夠顯著降低光纜的入戶成本,從而讓家庭用戶方便地享用真正的高速寬帶技術。微型光芯片通過把不同類型的光路集中在同一個芯片上,使光纜體積大大減小,同時還不會影響數據的傳輸,在節約成本方面起到了積極的作用。
3.6磁懸浮技術磁懸浮列車的高速度甚至超過了飛機,使乘客真正享受到了出行的方便,其應用的前景非常廣闊。事實上,磁懸浮列車使用的磁懸浮技術也是一種電工電子技術,它通過減少行車的阻力,提高了行駛的速度,同時還具有能耗低、運行安全、噪聲低、運力強的特點。磁懸浮技術是一種集合了供電系統、電機驅動、磁懸浮和列車檢測等多種電工電子技術的高新科技。
3.7超導電工技術高溫超導技術對超導的應用不再局限在實驗室中,超導儲能、超導輸電都在超導技術領域得到了實際的應用。目前,超導電工技術已經成了電工電子技術發展的重點,超導體的使用將會更加普遍。
4結論
篇2
關鍵詞:電子信息工程;現代化技術;發展;措施
1電子信息工程現代化技術概述
電子信息工程是一門運用計算機技術及應用進行的電子信息的處理與控制的學科,研究的內容主要為設計開發應用系統及設備,對信息進行獲取及處理。網絡編程、模擬數字信號的之間的相互轉化,通信的原理等方面的學科是電子信息技術現代化的基本。對信息進行采集及進行處理是電子信息工程技術的基本特點,而且電子信息工程技術還能實現電子系統與信息應用之間的創新研究、設計、開發和集成。隨著網絡信息技術的發展及應用,電子信息工程已經在眾多行業及社會領域中得到了廣泛的應用,已經深刻著影響著人們的生活與工作。
2現代化電子信息工程技術的發展現狀
目前,我國進行了大力的部署,加強電子信息工程技術的現代化建設,但各種現象表明,國家對發展電子信息技術的重視度仍不夠。主要表現在對人才的培養不夠重視及國家未能對電子信息類企業加以引導和扶持。同時,電子信息工程類企業的發展較為困難是我國電子信息技術發展存在的一大問題,國家重視度不夠及法律不夠規范,使得企業缺少技術型的人才,未能擁有一個健康穩定的社會環境和條件,這樣注定了企業在發展的道路上坎坷前行。
3電子信息工程中現代化技術的發展措施以及分析
3.1加大國家的扶持力度
現今社會,國家應該更加重視電子信息工程現代化技術的發展,使之起到舉足輕重的作用。加大對電子信息工程現代化技術的扶持力度,增加電子產業投資資金,拓寬融資的渠道,引導推廣互聯網普遍的應用,鼓勵電子創新技術的開發,對電子信息工程技術的成果給予肯定及鼓勵,建立電子工程基金,以促進電子信息工程項目的順利建設和發展。
3.2不斷完善和健全相關法規及政策
對高新技術企業所認定的國家標準及其目錄不斷進行更新和調整,加大對電子信息工程相關產品的出口退稅力度,發揮信貸以及信用保險制度所起到的作用,繼續拓展中小規模電子信息企業的發債試點,不斷完善和健全相關法規及政策。加大對電子信息產業相關法律法規及其政策的科研力度,確保政府在電子信息產業創新體系運行過程中能夠起到引導、保障和支持的作用,并整合各方力量,促進電子信息產業不斷發展。
3.3加快我國企業電子信息現代化技術創新的步伐
進一步加強我國電子信息現代化技術的創新力度,改革電子信息產業創新投入體制,優化投資結構,確保電子信息工程中的現代化技術瓶頸得以不斷突破。通過自主創新戰略的不斷推進,洞悉全球電子信息產業技術的發展動態,推動企業電子信息技術創新聯盟的組織和建立。
3.4不斷增強電子信息產權的保護意識
推動知識產權保護戰略的不斷發展,進一步推動知識產權相關知識的普及,增強知識產權保護意識,加強知識產權法的建設及實施力度。通過知識產權保護制度的建設和實施,提高電子信息技術科研工作者的創新積極性。
3.5進一步完善電子信息產業的融資環境
進一步落實電子信息技術相關經濟政策的實施,不斷提高電子信息技術發展的信貸支持,鼓勵地方政府加大對電子信息產業的投入力度,鼓勵金融機構增加對中小型電子信息企業的投資或融資服務,確保信用擔保體系發揮應有的作用。以電子信息產業基地及其集聚區為重點,確保中小型電子信息企業的發債試點范圍不斷擴大。
3.6鼓勵大型電子信息企業的重組或并購
鼓勵大型電子信息企業的重組或并購,特別是對于集成、軟件、通信等領域的優勢企業,需要不斷推動其對于我國國內資源的不斷整合,鼓勵企業“走出去”和電子信息技術相關企業兼并或參股,以促使電子信息企業的管理水平不斷提升、國際競爭力不斷增強。
3.7優化企業環境,注重培養人才
電子信息工程產業是一種高科技產業,人才是電子信息工程現代化發展的根本,而良好的環境則是人才全面發揮才能的基礎。所以,企業要優化產業環境,以人為本,創造一個良好的利于發展的環境。首先,企業要重視對人才的培養,通過內部培訓或者人才對外交流等手段培養高科技的知識分子,擁有一支水平先進的信息化產業的專家,對企業的技術隊伍進行不斷完善,加強企業的創新。其次,建立公平、公開、公正的良好的競爭機制和競爭環境,不斷完善人才鼓勵和評價的機制,以激勵人才進行創新,不斷地革故鼎新。最后,企業還應加強與國際化的聯系與交流,積極參與國際化的技術交流活動,展開多方的合作,以便達到促進電子信息工程技術現代化進一步發展。
4結語
要進一步推動電子信息工程現代化技術的發展,除了對電子信息工程現代化技術進行研究外,還要對電子信息產業所延伸的制造業、服務業進行深入地研究,還應對電子信息產業的內部發展規律進行研究,將優勢企業不斷做大做強。同時,要從我國產業結構的整體格局出發,將其作為重點支柱產業進行對待,結合其他相關領域來為我國工業現代化的發展進行服務,實現我國綜合國力的不斷提升。
作者:劉彧 單位:梧州毅德商貿物流城開發有限公司
參考文獻:
篇3
【關鍵詞】電子產品 SMT技術 工藝 發展趨勢
伴隨著科學技術的快速發展,電子行業的工藝技術也取得了很大的進步,電子行業的產品為了能夠讓客戶攜帶起來更方便,其體積愈來愈小,高集成、高性能的微型電子產品受到了人們的喜愛。電子行業當中的SMT技術應用非常廣,現如今已經在許多領域當中取代了傳統的電子組裝技術,并被認為是電子裝配技術的一次革命性的變革。
1 SMT技術的工藝研究
1.1 絲網印刷工藝
所謂的絲網印刷指的是在PCB焊盤上印上焊膏,印刷的方式包括接觸式的模板漏印以及不進行直接接觸的絲網印刷。通常情況下SMT技術都是使用接觸式的方式,因而我們習慣將其統稱為絲網印刷。
絲網印刷的第一步是攪拌焊膏,在攪拌的過程中必須注意焊膏的黏度和均勻度。黏度質量對于印刷的質量有直接影響,一般是根據印刷的標準來攪拌和決定印刷黏度的,如果黏度太高或者太低都會對印刷質量造成影響。焊膏的保存環境要求溫度保持在0-5℃,在此環境下,焊膏中的各成分會自然分離。為此,在使用時應將焊膏取出后置于常溫20min,使其自然升溫,然后再利用玻璃棒進行攪拌,攪拌時間為10-20min;同時焊膏的使用對于環境也有要求,其理想環境要求溫度保持在20-25℃,濕度保持在40%-60%之間。
在PCB焊盤上漏刷焊膏是SMT技術生產的前端工作,并給元器件的焊接做足準備。在印刷的過程當中,刮刀壓力會在推動作用之下使得錫焊膏分配于焊盤上,且最終形成的網板后其厚度應該控制在0.15mm之下。實踐結果表明,絲印錫焊膏不但能夠提高焊接質量,同時還會讓PCB焊盤上的錫焊膏量更加飽滿。
1.2 元件貼裝工藝
貼裝元件主要是為了組裝元器件的安裝能夠安裝到PCB位置。印刷生產的時候,貼裝元件在形式與位置方面都不一樣,所以將其準確安裝到PCB位置上的時候一定要對其做好程序編碼工作。PCB位置安裝是否準確則要看貼裝元件在編碼的過程當中是否會有差錯漏洞出現,若是工作人員檢查不到位就很容易導致印制板被廢棄,且不能在生產印刷當中被使用。對貼裝元件做編寫的時候應該根據較為簡單的結構來開展程序編寫工作,接下來再編寫比較復雜的結構芯片類的元件,只有當再次確認沒有差錯以后才能開始貼片的生產工作。再接下來的生產工作中其過程是自動程序生產的。貼裝完工以后需要對位置做調整,并判斷方向,同時采取有效措施做好激光識別以及相機識別工作。注意相機識別在機械結構方面比較適用,而激光識別則在飛機飛行的過程中被廣泛使用,然而BGA元件當中則不適合使用該方法。
1.3 回流焊工藝
把印制板放入到回流焊以前我們需要對元件的貼的方向和位置等各方面都做好檢查。回流焊接時注意把控好溫度。焊接通常需要經過預熱、保溫、回流和冷卻四個步驟才能完成。進行預熱的目的是要確保其溫度是平衡且穩定的;保溫室的溫度應該確保在180℃,溫差不宜過大;保濕度要確保在條件的40%-60%最為合適。加熱的時候注意加熱器溫度通常設置成245℃,焊膏的熔點是183℃。傳送出回流焊爐以后,PCB板溫度會逐漸冷卻,讓焊點達到最佳效果。
2 SMT技術發展前景和趨勢
當前世界各國各個行業之間的競爭愈來愈激烈,并且成本壓力比較大,SMT行業技術已經展現出其在全自動智能化、組裝、物流等功能的系統集成。隨著科學技術的進步,SMT技術的自動化程度越來越高,勞動力成本因而大大降低,個人產出因此提高了許多。SMT技術將來發展的主旋律將向著高性能、靈活性高以及容易使用和環保幾個方面發展。
(1)隨著電子行業的密集發展,其競爭越來越激烈,環保要求的提高,以及電子產品微型化趨勢的發展都給SMT技術產生了更高的要求。高精度、高速以及高環保性能是SMT技術發展的主流趨勢,同時貼裝頭也將實現自動轉換。
(2)這幾年SMT市場已經發生了許多變化,客戶更需要制造出品種多、高混合且批量為中小型的電子產品,而不是以往大批量生產的市場模式。另外,越來越多的人喜歡可穿戴式的產品,因此我們需要在原來較小的單位體積里融入其他更多的功能,同時要實現在極其微小的面積里實現組裝,技術也會越來越復雜。而怎么樣在高速狀態下實現穩定性高、精度高且相對可靠的印刷和貼片是SMT技術發展的一個瓶頸。
(3)隨著電子產品體積的縮小,功能的增加,元器件密度也會逐漸增加,現在半導體制造商很注重高速貼片機的應用,而SMT的生產線也會在一些半導體集成區的技術應用。因此半導體封裝技術和SMT技術相融合是行業發展的趨勢。
3 結束語
當前我國已經成為全球最大的SMT應用國,不過我國在尖端電子制造上還是比較欠缺,常常面臨著許多新材料應用或者工藝技術等方面的難題。因此我們更需要加大對SMT技術的研究力度,突破我國在電子產品尖端技術上的瓶頸問題。
參考文獻
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篇4
關鍵詞:電子信息工程;探討;現代化技術
1、電子信息工程及其現代化技術必要性
1.1、電子信息工程
電子信息工程作為運用計算機等技術的信息處理及電子信息控制學科,對信息獲取及處理,以及信息統計及電子設備的設計、開發、集成與應用進行了分析研究。目前電子信息工程覆蓋了社會很多領域,像手機對我們聲音及圖像的傳遞,電話交換局中對各種電話信號的處理,以及現代軍隊里信息傳遞的保密技術等,這些都會涉及有關電子的信息工程現代化技術應用,并且隨著電子信息工程在我國廣泛應用,已出現了和其它行業現代化技術相融合及交叉現象,并且參與產品開發及應用部分不斷增加。
1.2、現代化技術必要性
我國有關信息工程及其現代化技術發展是比較快的,通過研究之后看出,盡管電子信息技術應用比較廣泛,可真正核心技術是不夠的,我國也沒有屬于自身電子信息工程及其現代化技術發展體系,很多先進技術是直接引進發達國家成果的,這種情況給我國電子信息工程及其技術長期發展帶來了不良影響及阻礙,沒有核心的自主研發技術或者產品是不能在電子信息工程長期發展里立足的,網絡技術發展,使得電子信息工程成為現代社會的驅動者,并且在社會各領域里的作用也在不斷增大,尤其是電子商務領域,一些優秀的企業已實現了信息的公開化,且建立了網絡化、數字化及智能化的管理平臺,實現了工業化及信息化步伐的融合,帶動了產業升級及戰略性產業發展,并且能夠有效提高我國綜合國力,加強了國家安全的防御力量,電子信息工程已成為社會發展不可取代力量,加強其現代化技術研究發展是很有必要的。
2、加強電子信息化工程中的現代化技術措施
2.1、加強政府政策支持
電子信息工程要想獲得良好發展,就離不開政府的大力支持,加強政府對電子信息工程投資力度,對良好信息建設項目發展給予扶持,從而促進電子信息工程里的現代化技術更好發展,這需要政府不斷拓寬融資及投資渠道,且建立有關的工程基金,確保電子信息工程發展。同時還應該對移動通信產業的跨越式發展給予引導,并加強電影推廣、數字電視、軟件信息服務及互聯網應用等相關工程研發,有效促進自主研發及技術創新的順利開展。
2.2、加強產品及服務創新,實施新增長點培育,促進相關技術發展
要想促進電子信息工程良好發展,就要不斷加強產品及服務的融合創新,進行新增長點的培育,隨著國際競爭不斷加劇,尤其是后危機時代到來,企業要想獲得發展,就要不斷推陳出新,作為電子信息產業要想獲得更好發展,就要加強與工業制造業合作,建立把企業作為主體技術創新的體系,從而加強我國相關現代化關鍵技術的研發制造能力,實現我國產品技術創新,并增強我國電子信息產品的國際競爭力。為了更有效滿足企業的現代化需求及競爭力增強,電子產業要向數字化及智能化轉變,加強經濟領域中的產業技術發展,對信息服務、通信設備及技術等領域的新增長點進行培育。
2.3、推動企業技術改進,加強自主產權的保護意識
企業要想在現代社會競爭中生存及發展,就要加強電子信息技術創新發展,對投資結構進行優化,對電子信息現代化的關鍵技術突破給予支持及保障,推動自主創新戰略發展,對國際相關電子信息產業發展動態要及時跟蹤,并且支持企業運用市場化利益的共享機制及相關重大電子信息項目來組建技術創新的聯盟,從而提高有
關電子信息工程產品及服務的總體水平,有效實現企業產業結構的優化升級。要確保我國現代化技術的良好發展,不僅要加強技術及產品的自主研發力度及能力,還要加強相關知識產權戰略,進行產權知識的普及,從而提高我國的知識產權保護意識,并且還應該完善相關的知識產權法律法規,并加大知識產權執法力度,從而提高信息技術創新者的創造熱情。
2.4、加強企業環境優化,創新人才的培養
電子信息工程要想實現現代化技術及其良好發展,人才是關鍵,尤其是創新人才是不可或缺的,21 世紀是人才競爭的社會,作為最前沿的電子信息產業,要想獲得更好發展,也離不開創新人才的加入及支持,要想使人才更好發揮自身創新潛能,就要創造有益于人才創新發展的環境,樹立以人為本的氛圍環境。企業需要培養具有世界先進水平的電子信息領域拔尖人才,拓展及完善企業技術團隊,加強企業創新,建立公正、公平及公開人才競爭的環境及機制,另外,要不斷完善有關激勵機制及人才評價機制,加強相關技術人才及管理人的創新意識,充分發揮他們的潛能,從而激發相關人才競爭意識,能夠適應越來越激烈的競爭環境,并且企業也能夠達到優秀人才選拔的目的。同時,企業還應該加強國際交流,尤其是發達國家的先進技術交流與合作,閉門造車在現代社會是很難行得通及發展的,僅有開展多方合作,在不斷交流及合作中,認識我國和其他發達國家差距,才能更有目標及針對性地開展技術領域的研發,減小甚至趕超發達國家的先進技術,還應積極參與國際中的不同技術活動,加快我國相關電子信息工程領域的發展,并大力支持有關海外人員能夠回國創業,卻提供相關的優惠政策及措施,減少海外人員的物流及商檢費用,讓具有豐富海外管理及經營人才加入到我國現代化技術及電子信息工程發展當中來,加強我國產業結構優化及技術水平的提高,也應支持具有先進技術的國外企業在我國生產規模及投資范圍的擴大,對我國的產業環境不斷優化,提高我國公共基礎設施與服務體系。
3、結束語
隨著網絡技術及計算機技術等不斷發展,信息技術已成為現代社會經濟發展重要的驅動力,其電子信息產業也成為我國經濟的基礎性、戰略性及先導性的支柱產業,我國企業要想在現代社會經濟中發展壯大,就要加強電子信息工程領域的投入研發,與企業自身產品進行融合,并優化了企業的產業結構,從而提高現代化技術的同時,還加強了企業經濟效益及社會效益。
參考文獻
篇5
一、自動化技術對電子信息工程設計的重要性
1.1有利于加快電子信息工程設計機械化、一體化的進程
電子信息工程設計與信息工程設計、計算機技術等緊密相關,設計者必須諳熟這些技術才做好設計工作。控制并處理電子信息是電子信息工程的主要內容,其融合了電子技術、信息技術、計算機技術等多種高新技術,其設計工作自然要求高自動化、機械化。自動化技術以計算機技術為核心,自動化運作是其顯著特點,將自動化技術應用于電子信息工程設計可以加快設計工作機電一體化的進程,提高設計效率。
1.2有利于提升電子信息工程設計智能控制的整體水平
電子信息工程實現對電子信息的控制與處理依賴于電子信息工程設計,信息處理是電子信息工程的關鍵,是設計工作的核心。在電子信息工程設計中應用自動化技術,能夠革新當前信息處理手段,提高信息處理效率。自動化技術的高自動化使之成為電子信息工程設計處理大批量、高頻率信息的有效手段,有利于實現電子信息工程設計的智能控制,提升電子信息工程設計的整體水平。
1.3有利于提高電子信息工程設計的精確性
自動化技術是多種高新技術的融合,博采眾長,能夠快速的完成許多工作。與人工設計相比,自動化技術具有高標準化的特點,且不易出現失誤,電子信息工程設計應用自動化技術可以滿足電子信息工程設計對設計工作效率化、精確化的需求,提高電子信息工程設計的精確性。如電子信息工程設計中的信號與系統設計工作,該工作對設計者的信號分解、系統分析能力要求較高,并且要求設計工作精準化,應用自動化技術可以有效減少人工失誤對設計工作的影響。自動化技術在我國許多領域都體現了其先進性,應用自動化技術也是電子信息工程設計發展的趨勢。
二、電子信息工程設計中應用自動化技術的主要表現
2.1輔助制造
通常情況下,CAM由軟件和硬件兩部分組成。這兩部分中,軟件主要是數據庫、計算機輔助成產工藝過程設計等多個方面,而硬件主要是包含數控機床、各種服務裝置等,大部分情況下都是用在產品生產支持上。從總的方面來看,電子生產水平的全面提高是你CAM積極作用的體現,這種優越性在極大程度上對設計結果進行了可靠驗證,所以設計過程也起到了完善作用,它對電子系統設計的意義非凡。與此同時,在電路分析設計、計算機控制領域等隨處可見自動化技術的身影,這對各方面合理分析和設計、制造起到了促進作用,也使得計算機控制系統得到了充分發揮。
2.2輔助設計
如今社會,自動化技術在電子信息工程中運用主要體現在設計輔助上。在我們所知的CAD方面,其由于能在很大程度上增強電子設備自動化智能水平而被廣泛運用于輔助設計中。在詳細的設計工作中,相關參數被輸入進系統后就能及時迅速地得到想要的結果,可謂是智能化、傻瓜式集為一體,對設計工作人員的設計工作具有很強的可操作性和便捷性,設計人員可以按照系統得出的結果通過自己的進一步改進最終得到一個完美的設計成效。以CAD發展起來的技術有很多,EDA就是其中一種隨之發展的軟件系統,而且是在CAM、信息技術等方面的共同作用下產生的,這項科學技術在各種領域都得到了廣泛應用,電路設計中該技術就曾參與其中的仿真分析環節,借助函數、數學模型對電子工程設計的水平等都進行了大幅度的提高。
2.3輔助辦公管理
眾多的設計流程,大量的設計文件,這些都存在于電工設計環節中。然而這些任務量繁重內容復雜的事物若是單單依靠人工來進行整理和管理,難以有較高的效率和質量。此時,自動化的登場無疑視為人們解決了這一難題,自動化使一切變得簡單快捷、輕松起來。實際中,OA輔助辦公軟件的有效利用在管理設計中的各種流程、信息管理分析計算都發揮了巨大的作用,并且在最終得到了較為理想的結果。這樣的輔助辦公管理使得電工設計工作能夠更加順利完成,把工作俠侶提到了最高,對電工設計的發展與完善有著難以比喻的促進作用。
三、結語
篇6
關鍵詞:電子技術;教學方式;學習興趣
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)41-0187-03
一、引言
“電子技術”課程是高等學校工科非電類專業的一門技術基礎課程,它是研究電子技術的基本理論、基本知識和應用的技術基礎課程。電子技術是飛速發展的學科,它有著完整的體系,而且有著非常強的實踐性,應用非常廣泛,并迅速地滲透到了各個領域。因此,“電子技術”課程是高等學校工科非電類專業的一門重要課程,是非電專業一切電類后續課程(計算機原理、自動控制等)的基礎,學時少、內容多,不能輕視,否則,對以后的學習將會造成很大影響;非電類專業學生學習電子技術重在應用,他們應具有將電子技術應用于本專業和發展本專業的能力,為此“電子技術”課程內容就要理論聯系實際,要重視實驗技能的訓練,所以我們除了課堂上的理論課程之外,還開設了相應的實驗課程。
二、教學方式的具體實施及效果
1.理論課采用多媒體教學方式。多媒體教學是近幾年呈現出的一種嶄新的教學手段,多媒體課件由于具有交互性強、表現形式豐富、信息量大等優點,已經廣泛應用于各種課程的教學中。隨著計算機技術的發展和現代教育技術手段的應用,多媒體輔助“電子技術”課堂教學的應用也越來越普及[1]。多媒體的運用有助于教學效率的提高,這是傳統教學方式不可比擬的[2]。但是要注意研究多媒體教學規律,運用多媒體教學手段仍要保證教學效果。針對一堂課內容很多、信息量大、進度過快、學生來不及看清楚、筆記也不易記錄的問題,我們在課堂上的重點處多重復幾遍且講解透徹,從概念理解、基本組成、分析方法等問題上循序漸進地講解。另外,我們將多媒體課件上傳到網上,供學生下載,使學生不需要記課件上的內容,只需把上課的重點難點記住,做適當的筆記。同時,我們在準備課程課件內容時,對比較抽象且難理解的內容運用了動畫表現手法,還準備了一些與課堂內容相關的視頻資料作為補充。例如在講解PN結的形成時,我們同時播放描述內部載流子運動情況的動畫短片;在講解晶體管電流放大作用時,課件內容上加入模擬載流子運動的動畫,來演示內部載流子通過兩個PN結時的主要運動過程,這樣更容易看出晶體管電流放大作用其實是“以小控大”的實質。通過這樣生動直觀的教學表現方法,可以對所學知識加深印象,并且擴大學生的知識面,效果很好。
2.注重第一堂課的課程概述,最大限度地吸引學生的興趣。“電子技術”包含了模擬電路和數字電路兩部分,具有很強的實踐性和應用性。第一堂課在引入新課時從“電子技術發展史”開始介紹,在講述歷史過程的時候逐漸讓學生了解到這門課程所包含的知識內容,并引導學生思考他們需要學什么,同時教師在此基礎上考慮“講哪些內容”和“怎樣講授這些內容”。然后介紹電子設備的構成、模擬電路與數字電路的區別和優缺點、課程的學習要點等。舉例生活中的電子設備例如收音機、計算機,介紹設備的構成,即哪部分是模擬電路,哪部分是數字電路,它們怎樣有機的結合在一起等。實踐證明此方法能激發學生積極探究電子設備內部結構原理的欲望,為課程的開展打下堅實的基礎。為了幫助學生更好地學習該門課程,第一堂課我們就告訴學生,在學習“電子技術”課程的過程中,模擬電路內容較為抽象,較難理解,入門比較難,所以遇到問題要及時答疑,以便更容易把握課程思路;不過即使模擬電路學得不太好,數字電路也可以學好,二者并無太多聯系。這樣學生既明確了“電子技術”兩部分內容的關系,又不會因在模擬電路學習中遇到困難而影響到數字電路的學習。另外,我們還介紹“電子技術”課程的重要性和學習該課程的意義,以及學習過程中需要注意的關鍵點,以便讓學生重視并能盡快適應該門課程的學習。
3.教師在教學過程中,對一些易出錯的問題請學生通過分析得出正確結果,從而逐漸培養鍛煉學生的思維能力。由于模擬電子線路中幾乎都是交直流共存于同一電路中,它們既相互關聯(直流是交流的基礎),又相互區別(不同通路的信號不同)。所以針對這種復雜情況的電路,就有其特有的基本分析方法,即對不同的通路分別進行分析(靜態分析和動態分析)。而初學電子技術時,經常有學生概念不清,會出現把靜態和動態混淆起來的問題,這樣就會分不清楚哪些是直流參數,哪些是交流參數。比如在講到基本放大電路的分析方法時,在講解了基本放大電路的一般分析方法之后,列出幾個有這類錯誤的等式讓學生進行糾正。例如讓學生來說明等式“I■=■=■”中錯在哪里以及出現錯誤的原因,學生通過思考,回答出等式中出錯的地方是將靜態參數和動態參數列在一起了,原因就是混淆了靜態和動態的概念。這樣在改正錯誤等式的過程中,學生即理解了基本概念,又避免了以后犯同樣的錯誤。
此外,對學生作業中出現的一些常見錯誤,在課堂上著重分析出錯的原因以及如何改正,尤其對一些關鍵的地方突出講解。以“基本放大電路”這章的習題為例,學生在電路求解過程中常常會出現參考方向不標注或標的有誤、電路結構不熟悉等問題,導致求解錯誤。在課堂教學時,我們將易出錯點著重圈出來,從求解該類問題的思維方式及基本思路講起,深入剖析出現這些錯誤的原因(如微變等效電路中“等效”概念的理解、電路結構的判斷與分析等)并加以糾正,這樣不僅有利于加深學生對知識點的理解,而且有助于學生在以后的解題過程中避免出現類似的錯誤。
4.開設實驗課,加強實踐環節。“電子技術”具有非常強的實踐性,所以我們為“電子技術”課程開設相配合的實驗課。理論課教學與實驗課是相輔相成的,前者強調理論性,后者強調實踐性,兩者缺一不可。通過實驗課,可使非電專業的學生掌握電子技術的基本實驗技能(如常用電子儀器的工作原理和使用方法,利用常用電子儀器測量某些電量參數的方法),增強其實踐能力,加深其對理論的理解,提高其分析問題和解決問題的能力,培養學生實事求是的工作作風,樹立嚴謹的科學作風[3]。所以說,必要的實踐既有利于激發學生的學習熱情,又有利于學生用理論指導實踐,并反過來通過實踐掌握理論,鞏固理論,讓學生經過從理性認識到感性認識再到理性認識這樣一個過程,從而達到更好地掌握知識的目的[4]。實踐證明,在學生掌握了基本理論知識之后,適當增加一些實際應用的內容,有利于理論教學和實踐融為一體,以及學生素質和能力的培養。以“四人優先判決電路”實驗為例,此電路是用來判斷哪一個預定狀態優先發生的電路,如同判斷賽跑者誰先到達終點或者用于智力競賽中的搶答者等。通過對實驗電路工作原理的分析,使學生更容易理解時序邏輯電路的特性。同時,通過接線、測試、排除故障等實驗環節,使學生的動手及獨立思考能力也得到了進一步的提高。
5.在課程進行中,介紹一些當前流行的相關模擬軟件,加深學生對基礎知識的掌握,提高學習興趣。引入具有分析、仿真電路功能的仿真軟件,可較好地解決這一問題。此外,仿真軟件的應用學生可以在課下自己完成,這也是很好的拓展環節,對“電子技術”課程教學起到一定的補充作用。“電子技術”課程中貫穿很多實用的電路,例如放大器、振蕩器、譯碼器、計數器等電路。在教學中介紹EWB、Multisim等軟件,并選擇典型例子進行仿真演示。例如在講解如何利用中規模組合邏輯電路設計一般組合邏輯電路時,先介紹一般組合邏輯電路的設計方法和步驟,并以設計監測交通信號燈工作狀態電路為例,按照設計步驟將邏輯電路設計出來,最后采用EWB軟件對所設計出的邏輯電路進行仿真,同時將仿真結果在課堂上演示出來。仿真結果分別顯示了交通信號燈工作狀態正常時故障報警指示燈不亮,以及交通信號燈出現故障狀態時故障報警指示燈亮的邏輯電路工作情況。這樣學生在課堂上學完理論知識以后,通過看仿真演示加深了對理論知識的理解,并且能直觀地觀察各種輸入狀態下的輸出情況。同時在課下學生也可以利用軟件模擬這些功能電路,通過波形、顯示器等觀察分析模擬結果。實踐證明當所學理論和觀察到的模擬結果一致時,學生不但對所學知識有了深刻的理解,而且有一種極大的成就感。
6.課程結課時,鼓勵學生在生活中利用相關知識提出問題、解決問題。只有當學生清楚了所學內容能解決什么問題時,才會產生興趣,自覺參與教學活動,并從中體驗收獲的快樂。在教學實踐中,鼓勵指導學生準備工具和電子元件,通過所學的電子技術原理,設計簡單的實用電路。而學生在參與過程中主動獲取知識,就更容易記住和理解[5]。之前有材料系的一名男生利用所學“電子技術”知識,設計了一個彩票搖號和顯示系統的電路,并用仿真軟件將電路搭建出來,得到了理想的結果。他的仿真演示獲得了滿堂彩,極大地激發了學生的創造、研究欲望,開啟從學習到研究、創新的旅程。此外,實驗教材中也增加了自主設計型綜合實驗(例如實用智能照明控制電路、電子拔河比賽等)供學有余力的學生自學完成。通過綜合性實驗可提高學生的綜合設計能力和實際動手能力,真正體會并感受到理論與實踐的差別、如何將理論知識與實踐相結合,進一步加深對基礎知識的理解,以及知識間的相互關聯、滲透、融合,同時還可以拓展學生的知識面。
“電子技術”是一門發展很快、應用很廣、實踐性很強的技術科學,著眼于解決錯綜復雜的實際問題,有與其相配套的系統的方法與概念,例如由線性器件到非線性器件的轉變、合理近似的應用、工程實踐性等。在近幾年的教學實踐中,我們努力優化教學內容,突出重點,將傳統的單一、單向、細節式教學方式向多樣、互動、平臺式教學方式轉變,通過多種途徑培養學生分析問題和解決問題的能力,讓學生在興趣中學習,在學習中創新。
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篇7
【關鍵詞】光纖通信; 現狀;出路
引言
光纖通信技術從光通信中脫穎而出,已成為現代通信的主要支柱之一,在現代電信網中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術,近年來發展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。
1 光纖的概述
光纖即為光導纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外,在應用中,光纖常按用途進行分類,可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種,而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調制以及光振蕩等功能的光纖,并常以某種功能器件的形式出現。
光纖通信之所以發展迅猛,主要緣于它具有以下優點:1)通信容量大、傳輸距離遠;2)信號串擾小、保密性能好;3)抗電磁干擾、傳輸質量佳;4)光纖尺寸小、重量輕,便于敷設和運輸;5)材料來源豐富,環境保護好;6)無輻射,難于竊聽;7)光纜適應性強,壽命長。
2 光纖通信技術發展的現狀
光纖通信的發展依賴于光纖通信技術的進步。目前,光纖通信技術已有了長足的發展,新技術也不斷涌現,進而大幅度提高了通信能力,并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。
2.1 波分復用技術
波分復用WDM(Wavelength Division Multiplexing)技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率(或波長)不同,將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道,把光波作為信號的載波,在發送端采用波分復用器(合波器),將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端,再由一波分復用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時),從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。自從上個世紀末,波分復用技術出現以來,由于它能極大地提高光纖傳輸系統的傳輸容量,迅速得到了廣泛的應用。
1995年以來,為了解決超大容量、超高速率和超長中繼距離傳輸問題,密集波分復用DWDM(Dens Wavelength Division Multi-plexing)技術成為國際上的主要研究對象。DWDM光纖通信系統極大地增加了每對光纖的傳輸容量,經濟有效地解決了通信網的瓶頸問題。據統計,截止到2002年,商用的DWDM系統傳輸容量已達400Gbit/s。以10Gbit/s為基礎的DWDM系統已逐漸成為核心網的主流。DWDM系統除了波長數和傳輸容量不斷增加外,光傳輸距離也從600km左右大幅度擴展到2000km以上。
與此同時,隨著波分復用技術從長途網向城域網擴展,粗波分復用CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)技術應運而生。CWDM的信道間隔一般為20nm,通過降低對波長的窗口要求而實現全波長范圍內(1260nm~1620nm)的波分復用,并大大降低光器件的成本,可實現在0km~80km內較高的性能價格比,因而受到運營商的歡迎。
2.2 光纖接入技術
光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。實現信息傳輸的高速化,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接入部分更是關鍵,光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達位置的不同,有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用,統稱FTTx。
FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纖的寬帶特性,為用戶提供所需要的不受限制的帶寬,充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起,在“863”項目的推動下,開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網,包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型,也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式,發展勢頭良好。不少城市制訂了FTTH的技術標準和建設標準,有的城市還制訂了相應的優惠政策,這些都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。
在FTTH應用中,主要采用兩種技術,即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術,亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的直接連接,它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前,國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬,對大中型企業用戶來說,是比較理想的接入方式。
3 光纖通信技術的發展趨勢
近幾年來,隨著技術的進步,電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放,光纖通信的發展又一次呈現了蓬勃發展的新局面,以下在對光纖通信領域的主要發展熱點作一簡述與展望。
3.1 向超高速系統的發展
從過去20多年的電信發展史看,網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用(TDM)方式進行,每當傳輸速率提高4倍,傳輸每比特的成本大約下降30%~40%;因而高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長,這就是為什么光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps,其速率在20年時間里增加了20O0倍,比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。高速系統的出現不僅增加了業務傳輸容量,而且也為各種各樣的新業務,特別是寬帶業務和多媒體提供了實現的可能。目前10Gbps系統已開始大批量裝備網絡,全世界安裝的終端和中繼器已超過5000個,主要在北美,在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。
3.2 向超大容量WDM系統的演進
采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%,99%的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一極光纖上傳送,則可大大增加光纖的信息傳輸容量,這就是波分復用(WDM)的基本思路。采用波分復用系統的主要好處是:1)可以充分利用光纖的巨大帶寬資源,使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍;2)在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖和再生器,從而大大降低了傳輸成本;3)與信號速率及電調制方式無關,是引入寬帶新業務的方便手段;4)利用WDM網絡實現網絡交換和恢復可望實現未來透明的、具有高度生存性的光聯網。
鑒于上述應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動,波分復用系統發展十分迅速。預計不久實用化系統的容量即可達到1Tbps的水平。
3.3 實現光聯網
上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點到點通信為基礎的系統,其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路,光的分插復用器(OADM)和光的交叉連接設備(OXC)均已在實驗室研制成功,前者已投入商用。
實現光聯網的基本目的是:1)實現超大容量光網絡;2)實現網絡擴展性,允許網絡的節點數和業務量的不斷增長;3)實現網絡可重構性,達到靈活重組網絡的目的;4)實現網絡的透明性,允許互連任何系統和不同制式的信號;5)實現快速網絡恢復,恢復時間可達100ms。鑒于光聯網具有上述潛在的巨大優勢,發達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展。
3.4 新一代的光纖
近幾年來隨著IP業務量的爆炸式增長,電信網正開始向下一代可持續發展的方向發展,而構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。傳統的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發展需要方面已暴露出力不從心的態勢,開發新型光纖已成為開發下一代網絡基礎設施的重要組成部分。目前,為了適應干線網和城域網的不同發展需要,已出現了兩種不同的新型光纖,即非零色散光纖(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。
3.5 光接入網
過去幾年間,網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化,無論是交換,還是傳輸都已更新了好幾代。不久,網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡。而另一方面,現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的(90%以上)、原始落后的模擬系統。兩者在技術上的巨大反差說明接入網已確實成為制約全網進一步發展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術手段是光接入網。接入網中采用光接入網的主要目的是:減少維護管理費用和故障率;開發新設備,增加新收入;配合本地網絡結構的調整,減少節點,擴大覆蓋;充分利用光纖化所帶來的一系列好處;建設透明光網絡,迎接多媒體時代。
4 結束語
21世紀以來,光通信技術取得了長足的進步,在上文中我們主要討論了光通信技術及其應用的現狀和發展趨勢,但這些進步的取得,是包括光傳輸媒質、光電器件、光通信系統,以及網絡應用等多方面技術共同進步的結果。隨著光通信技術進一步發展,必將對21世紀通信行業的進步,乃至整個社會經濟的發展產生巨大影響。
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