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[经验] 模拟电子技术概念_模拟电子技术的应用

2020-5-15 07:00:00  379 模拟电子 集成电路
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模拟电子技术电子技术的一个方面,同样也是一门具有基础性意义的神奇领域学科。在这一领域内,物理、信息工程、电气工程、自动化控制工程等各门学科都可以得到良好的结合和应用,并保持旺盛持久的生命力。
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  模拟电子技术概念
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计算机理论和应用中,最重要的一门基础学科是模拟电子技术,该学科的研究对象是处理仿真信号的模拟电路
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  其关键电子器件是半导体二极管三极管,以及场效应管,主要研究方向为运算放大电路、信号运算和处理电路、功率放大电路、电源稳压电路、反馈放大电路、信号产生电路等方面。模拟电子技术为计算机应用提供了坚实的基础,在电力技术领域内得到了高度的关注。
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  因此,学习这门学科,不仅可以广泛的打下学习各种学科的基础,同时也可以培养我们分析和解决现实生活中很多问题。因此,当今的模拟电子技术,早已不再只是一门单纯性的学科,而是一门充满人类智慧的基础理论性学科。而充满科学思想甚至哲学概念的基础性学科,往往也是集结许多学科的基础理论。
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  模拟电子技术的发展
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  19世纪末20世纪初,模拟电子技术作为一门新兴技术,在世界范围内广泛发展起来。特别是在上世纪初,模拟电子技术成为了近代科学发展最重要的标志。本世纪,人们进入了以互联网和计算机为代表的信息化时代,模拟电子技术发展获得了空前的成功,广泛应用在生产生活的方方面面。可以这样说,离开了模拟电子技术,人们的生活将寸步难行。
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  模拟电子技术的发展,很大程度上,可以以基本器件的发展作为其标志。1904年,第一至电子管问世;上世纪40年代末,第一只三极管被研制成功;1958年,第一块集成电路研制成功。集成电路现如今正向大规模和超大规模集成化方向发展,使电子产品朝着高精度、智能化、低消耗方向稳步发展。模拟电子技术基本器件的发展可划分为两个阶段。
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  一、分立元件阶段(1905年一1959年)
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  在分立元件阶段,真空电子管和半导体晶体管得到了迅猛发展。
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  1、电子管时代:
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  1905年-1948年,电子技术经历了电子管时代,为现代技术的发展奠定了关键因素。
<span]  1906年,第一只极管研制成功;1912年,高空电子管被研制成功;1917年,研制成功了滤波器;1934年,回旋加速器被研制出来;1940年,研制成功了模拟电子计算机;1947年,晶体管被发明成功。

<span]  2、晶体管时代:

<span]  1948年-1959年,电子技术经历了晶体管时代,标志着宇宙空间技术的探索正式开始。

<span]  1947年,点接触型晶体管被研制成功;1948年,第一台能够存储程序的计算机由贝尔实验室发明;1950年,发明了磁心存储器;1954年,单晶硅和太阳能电池被研制成功;1958年,发明了世界首个集成电路。

<span]  二、集成电路阶段(1959年至今)

<span]  随着集成电路的被研制成功,其发展也经历了南小型集成电路到大型集成电路,再到超大型集成电路的发展过程。有数据显示,每过两年,集成电路的集成度将提高接近3倍,同时,集成电路中的元器件的尺寸也在不断减小,正在向亚微米和深亚微米方向稳步发展,下表为集成电路发展史。

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<span]  集成电路技术的发展史中,其标志是集成电路芯片技术的迅速发展,主要包括微控制芯片(MCU)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)和大规模存储芯片(RAM/ROM),这些集成电路芯片的发展,为现代数字信息技术的发展奠定了坚实的基础。

<span]  模拟电子技术应用原理

<span]  模拟电子技术的研究对象是处理仿真的模拟电路。电子技术的基础是模拟电子技术,广泛应用于功率放大、模扬反馈、信号放大、调制解调电路、混频、整流稳压等领域。比如,在高频发射机和Hi-Fi音箱,就是模拟电子技术成功应用的成果。

<span]  功率和电压是模拟电子技术中最重要的两个指标。过去,混合集成电路基本采用的是CMOS工艺,而现在,集成电路中的基本元件制造工艺正逐渐向高压BCD工艺方向发展,在如何提高功率、减少导通电阻、增大耐压等方面,都得到了突破性的进展。

<span]  模拟电子技术不仅适用于生活的方方面面,更高效实用的在帮助我们的生活。在自动化技术领域当中,自动化的实现过程不仅包含最基本最重要的自动控制,同样也会按照某个物理量的变化自动动作。通过这些自动控制的电路,模拟电子技术不仅可以在生产生活中真正实现过程自动化、管理自动化,更可以在所研究的自动控制电路中由最基本的电子元件晶体管组成。

<span]  在面对无触点式的开关时,其所研究的问题中什么样的方法和电路产生、变换、传递、放大和测量等各种信号,几乎都是由大多数开关中的二极管或三极管制成的,而二极管所具有的导电性都可以当作正向电压,导通二极管。因此,在利用各种生活状态时,很多电源电压早已经聚集到了放大状态。

<span]  从某些方面来说,无触点式的开关其实就是晶体组成的、可以用于微弱控制电流或者无触点的控制。但晶体管继电器同时也有抗干扰性能差、易受温度变换影响、参数稳定性能较差等原因,不断弥补自身的不足,并将这些不足之处都一一补足并结合使用。

<span]  随着科技的发展,自动化在生产生活中的应用越来越趋于集成化,而电子技术的发展也会直接影响到自动控制的发展。

<span]  模拟电子技术的应用

<span]  模拟电子技术的快速发展,推动了各行业领域内的技术进步。

<span]  1、推动了计算机技术的不断进步

<span]  模拟电子技术的进步推动了电子计算机技术的不断进步。自1946年美国第一台电子计算机研制成功后,伴随模拟电子技术基本器件的更新换代,计算机技术也经历了电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模集成电路计算机等四个阶段。
  随着大规模或超大规模集成电路的加速发展,计算机技术正向着微型化不断进步。
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  2、促进了模拟电视的快速发展
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  上世纪60年代,北京饭店采用了闭路电视系统,是我国有线电视系统的开端。80年代末,同轴电缆被微波多路分配系统与调幅光纤所取代,用于干线传输技术,使我国的有线电视网络发展更为合理。90年代初,我国形成了规模完善、基本覆盖全国的有线电视网络。
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  伴随模拟电子技术进步,模拟电视的发展也步人快车道,我国有线电视用户数已跃居世界第一。模拟电视是目前我国媒体传播最主要的方式,促进了国家经济的持续增长,目前,我国模拟电视技术正朝着数字化、功能化和产业化的方向不断发展。
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  3、加快了电子产品的更新换代
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  随着模拟技术的不断进步,音视频类、保健类、游戏类等消费电子产品得到了快速发展。音视频类电子产品的输入和输出都是模拟信号,因此,应该用模拟接人方式,对信号进行数字化处理,再转回模拟量的方式,便于为人所感知
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  此外,由于人所能感知的外部信息都是模拟信号,并且,大自然的外部信息也基本是以模拟量而存在的,所以,在保健类和游戏类等电子产品,广泛采用了新式加速度测量芯片,提高了电子产品的技术含量。
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  模拟电子技术的展望
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  有关模拟电子技术的目前发展状况,其实我国目前集成电路发展已经达到了一个相当高的水平。举例来说,世界上最小的芯片仅有不到手指宽大,然而集成度却已经达到了令人难以想象的水平。
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  随着纳米技术的发展,电路的集成度终将达到一个极限,并随着纳米电子的不断发展逐渐实现了巨大的进步。而我国目前所使用的光纤通信便跟电子学息息相关,这种通信技术不仅有着通信容量大、传输距离远、无辐射、难以窃听、抗电磁感染性能差等优点,且通信质量都是无线电通信怎么也无法比拟的。
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  模拟电子技术的纳米电子技术,迟早会给人们带来巨大的产业革命,并推动相关产业带动整个人类社会的巨大进步。模拟电子技术虽然发展的历史不够长,但应用的领域却十分广泛。其所代表的现代化社会重要标志,早已成为人类探索的宏观世界和微观世界的物质技术基础。
jiciwi 2020-5-15 08:51:32
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王栋春 2020-5-15 12:59:29
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