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应用电子技术

应用电子技术是一门学科,培养具备智能电子产品设计、质量检测、生产管理等方面的基本理论知识和基本技能,能在电子领域和部门生产第一线从事智能电子产品的设计与开发、质量检测、生产管理、智能电子产品的销售和技术支持技能应用型人才。

2013年,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。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。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

中国产业发展

〓 1956年(相差10年),夏培肃完成了第一台电子计算 机运算器和控制器的设计工作,同时编写了中国第 一

本电子计算机原理讲义。

〓 1957年(相差11年),哈尔滨工业大学研制成功中国 第一台模拟式电子计算机。

〓 1958年(相差12年),中国第一台计算机103型通 用数字电子计算机研制成功,运行速度每秒1500次。

〓 1959年,中国研制成功104型电子计算机,运算速 度每秒1万次。

〓 1960年,中国第一台大型通用电子计算机107 型通用电子数字计算机研制成功。

〓 1963年,中国第一台大型晶体管电子计算机 109机研制成功。

〓 1964年,441B全晶体管计算机研制成功。 〓 1965年,中国第一台百万次集成电路计算机"DJS -Ⅱ"型操

作系统编制完成。

〓 1967年,新型晶体管大型通用数字计算机诞生。

〓 1969年,北京大学承接研制百万次集成电路数字 电子计算机150机。

〓 1970年,中国第一台具有多道程序分时操作系统 和标准汇编语言的计算机441B-Ⅲ型全晶体 管计算

机研制成功。

〓 1972年,每秒运算11万次的大型集成电路通用数 字电子计算机研制成功。

〓 1973年,中国第一台百万次集成电路电子计算机 研制成功。

〓 1974年,DJS-130、131、132、135、140、 152、153等13个机型先后研制成功。

《应用电子技术》将模拟电子技术和数字电子技术的基本知识归纳为8个课题来介绍,其中课题1、课题2、课题3、课题4为模拟电子技术及其应用部分,介绍了直流稳压电源、晶体管扩音器、集成运算放大器的应用、晶闸管技术白炽灯调光电路;课题5、课题6、课题7、课题8为数字电子技术及其应用部分,介绍了三地控制一灯电路、抢答器电路、60秒倒计时电路、555定时器电路及其应用。每个课题均有应知、(基础理论部分)、应会(技能部分电子元器件的读识、选择、检测及简单电子电路的测试)及技能训练(技能提高部分一般电子线路的设计、装接、调试)。

本教材适用于高职高专电气电子专业、机电一体化专业、数控设备加工与维护及同类成人高校的学生,也可作为电子爱好者的自学参考书

电子信息业是全国五大支柱产业、湖南省七大战略性新兴产业。随着物联网、FPGA、嵌入式等高新技术的不断创新与发展,极大刺激了应用电子技术专业人才需求。本专业主要面向智能电子产品设计开发(电路设计/PCB设计/软件设计)、工业生产管理(生产运行管理/质量控制/产品检测/工艺实施)和市场信息服务(技术支持/产品营销/运营管理)等岗位。

作为国家首批示范建设高等职业院校,人才培养如何适应和满足电子信息产业跨越式发展的客观要求,必须了解市场、适应市场、依托市场和开发市场。为了充分了解应用电子技术专业人才需求情况,掌握市场动态,提高办学的针对性、准确性和适应性,我们深入基层、深入企业,进行全面、广泛的市场调研,以此作为专业规划建设和发展的重要依据。

作为湖南省特色专业,本专业定位:立足长沙,以地方区域经济发展需求为导向,面向电子、通信行业(领域),以工学结合为切入点探索全程开放的专业人才培养新模式,培养满足电子、通信、电子产品(设备)设计、生产、维护、管理和技术服务等工作需要的、具有良好职业道德和创新精神的高素质技能型人才。

电路基础电工基础电子工艺低频电子线路高频电子线路数字电子线路微机原理及应用、单片机原理及应用、自动化控制技术、通信技术基础、电子设计自动化、仪器原理与电测技术、数字音视频技术、数字信号处理、单片机、微机原理等。

计算机应用基础,电工和电子技术,电子线路设计(电气CAD),电子工艺(PCB制作),仪器仪表(智能仪表、检测技术),家用电器维修(收录机、电视机、CD、VCD、A-V系统等),工厂电气(单片机、OA设备、微机原理、PLC),计算机(计算机组成、VB、多媒体、网络)。

基础课程

应用电子技术专业是电子技术、通信技术与计算机应用技术相结合的复合型专业。本专业职业基础课程有电工技术、模拟电子技术、数字电子技术、电子线路CAD、电子测量与传感器技术和C语言程序设计等。核心职业技能课程有单片机及嵌入式微机应用、可编程控制器(PLC)应用、工业计算机及工控组态应用技术、电子产品生产组织与管理、现代电子生产线设备(贴片机、波峰焊、回流焊、AOI等)维修维护技术 [1]

职业技能拓展课程

智能卡技术、现场总线及工业以太网、过程控制技术、智能楼宇及中央空调技术,机器人技术等。主要实践环节有校内生产性实习和校外工厂实习和毕业设计等 [1]

主要课程

电子产品项目管理与营销技术、电工电子技术、C语言程序设计、PCB设计与制作技术、单片机应用技术、电子产品制造技术、传感器应用技术、电子信息专业英语、电子设计自动化技术、小型智能玩具设计与制作 [1]

⑴、具有高层次电子技术专业人才的文化基础知识。包括电工电路基本原理、网络理论基础知识、电子技术基础、高频电子电路原理微波及光纤通讯知识、计算机及多媒体技术基础知识、常用电子仪器仪表的使用和维护知识、及时跟踪电子技术新进展和尖端技术的知识。

⑵、掌握各种电子、通讯设备的使用和维护

⑶、掌握电子工程专业必备的基本知识。

⑷、熟练掌握一门外语,英语水平达到大学三级。

⑴、学生应具备各种电子、通讯设备和有关仪器工具的操作能力。

⑵、跟踪电子新技术的能力。

⑶、计算机网络技术的开发能力。

⑷、通讯系统的开发和维护能力。

⑸、通讯设备的机房建设、管理和维护能力。

该系要求,高职班学生毕业应争取有四证:毕业证、大学英语三级证书、全国计算机等级考试二级证书、电子或电器产品维修工高级技能鉴定证书。

湖南信息职业技术学院本专业培养德、智、体、美、劳全面发展,具有大学本(专)科文化层次,掌握电子技术、信号与系统、通讯技术计算机应用技术的基础知识和基本理论;对常用电子仪器仪表及设备,较简单的自动控制装置以及一般家用电器等,具有安装、调试、运行与维护能力;具有分析、解决电子产品生产过程中一般性技术问题的能力,对传统工业设施进行技术改造的能力以及新产品开发的能力;能较熟练地进行微机操作,并熟悉计算机在仪器仪表及电子产品生产中的应用高级专业人才。

(1) 优化电能使用。

通过电力电子技术对电能的处理,使电能的使用达到合理、高效和节约,实现了电能使用最佳化。例如,在节电方面,针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查,潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16-,所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施,一般节能效果可达10--40-,我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。

(2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。

据发达国家预测,今后将有95-的电能要经电力电子技术处理后再使用,即工业和民用的各种机电设备中,有95-与电力电子产业有关,特别是,电力电子技术是弱电控制强电的媒体,是机电设备与计算机之间的重要接口,它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件,成为发挥计算机作用的保证和基础。

(3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展,将使机电设备突破工频传统,向高频化方向发展。

实现最佳工作效率,将使机电设备的体积减小几倍、几十倍,响应速度达到高速化,并能适应任何基准信号,实现无噪音且具有全新的功能和用途。

(4) 电力电子智能化的进展,在一定程度上将信息处理与功率处理合一,使微电子技术与电力电子技术一体化,其发展有可能引起电子技术的重大改革。

有人甚至提出,电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域,电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。

1.能力要求

(1)高持能人才必备的外语、数学及经营管理知识。(2)具有较强的使用电工、电子仪器仪表的能力。(3)具有计算机操作和应用的能力。(4)较快地适应新岗位工作需求的能力。(5)具有对一般通信设备进行监测、调试、仪器仪表操作与使用的技能,能够较熟练地运用这些仪器仪表测量、监控、管理通信设备正常运行。(6)具有安装、调试电子设备及通信设备的技能。(7)具有熟练使用、操作程控交换设备并开发新业务的技能。(8)具有操作、维护通信网及管理网上业务的技能。(9)具有营销、维护通信设备及产品的技能 [2]

2.素质要求

思想政治素质:热爱社会主义,遵纪守法、有理想、有职业道德。文化素养:具有一事实上的文化艺术修养,具有准确的语言、文字表达能力。工作素质:具有团队精神,协调与组织管理能力 [2]

现代电力电子及电源技术的发展

电力电子的发展:在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFETIGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

电源技术的发展:在应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术,通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。

当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。

现代电力电子技术是电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,从而可大大的提高工作频率,提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源。

总而言之,电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。

湖南信息职业技术学院与湖南电子信息产业集团、深圳中科鸥鹏智能科技有限公司、美的集团、长沙雷立行科技有限公司等20余家。

开设应用电子技术的相关院校:绍兴职业技术学院、湖南信息职业技术学院、哈尔滨理工大学、东北石油大学、中国农业大学、北方工业大学、江苏科技大学、长春工业大学、东北电力大学、辽宁工学院、郑州大学、安徽理工大学、兰州理工大学、南阳职业学院,安徽工业大学、黑龙江科技学院、西安科技大学、南昌大学、湘潭大学、石家庄铁道学院、上海理工大学、贵州大学、哈尔滨工程大学、北华大学、深圳信息学院、广东工业大学、广东轻工职业技术学院、广东水利电力职业技术学院、天津职业技术师范大学、贵州电子信息职业技术学院、中山火炬职业技术学院、北华航天工业学院、黎明职业大学、厦门海洋职业技术学院、漳州职业技术学院、福建信息职业技术学院、泉州信息职业技术学院、福建电力职业技术学院、福建水利电力职业技术学院、金华职业技术学院、安徽文达信息工程学院、鄂东职业技术学院 山东电子职业技术学院、郑州电力高等专科学校、南京工业职业技术学院、江西旅游商贸职业学院、齐齐哈尔工程学院、常州纺织服装职业技术学院

电子信息业是全国五大支柱产业、湖南省七大战略性新兴产业。随着物联网、FPGA、嵌入式等高新技术的不断创新与发展,极大刺激了应用电子技术专业人才需求。本专业主要面向智能电子产品设计开发(电路设计/PCB设计/软件设计)、工业生产管理(生产运行管理/质量控制/产品检测/工艺实施)和市场信息服务(技术支持/产品营销/运营管理)等岗位。合作企业主要有:湖南电子信息产业集团、深圳中科鸥鹏智能科技有限公司、美的集团、长沙雷立行科技有限公司等20余家。 [3]

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