淺析電子技術的發展及其主要應用方向

季延凱

摘要：電子技術針對現代電子技術行業，能夠滿足高科技電子設備、產品的生產服務需要。在現代的電力電子技術基礎上，電源技術得到了發展。隨著新型電子產品和高效率電路拓撲的出現，現代電子技術得到了進一步發展，也能更大程度滿足實際生產生活需要。基于電子技術的重要作用，本文介紹了電子技術的發展歷程并分析了電子技術的主要應用方向。

關鍵詞：電子技術;電子產品;發展歷程;應用方向

1.引言

目前人們已經大致掌握了足夠多的電子技術的知識，并且電子技術仍在不斷發展。這些電子技術方面的知識是人們長期實踐勞動的結果[1]。早在18世紀末19世紀初，電磁方面的研究在生產力的推動下飛速發展。1785年庫侖第一個確定了電荷間的相互作用力，從此電荷這一概念開始有了定量意義[2]。1888年，赫茲獲得了電磁波，大約在赫茲實驗成功七年之后，通信試驗為無線電技術的發展開辟了道路，也進一步推動了電子技術的發展[3]。

2.電子技術的發展歷程

我國古代早期就已經發現了電和磁的現象，古書中就有“琥珀拾芥”和“磁石召鐵”的記載。磁石最開始用來校正時間和指示方向，《論衡》和《韓非子》兩書中提到的“司南”就是指磁石。此后因為航海發展的需要，我國于11世紀發明了指南針。宋代沈括所寫的《夢溪筆談》中有云：“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”。這句話不光說明了指南針的產生，而且已經發現了磁偏角。十二世紀后，指南針被阿拉伯人傳入歐洲。

1820年，奧斯特在實驗時發現電流對磁針有力的作用存在，從而揭開了電學理論新的一頁。也是在這一年，安培確定了通電的線圈作用與磁鐵相似。1826年，歐姆通過實驗得出了著名的歐姆定律。1831年，法拉第發現了電磁感應現象，對電磁現象的研究作出了重大貢獻，也為以后電子技術的發展提供了重要理論基礎。1833年，楞次確定了感應電流方向的定則（楞次定則），在電磁現象的研究上，發揮了巨大的作用。此后，楞次致力于研究電機理論，闡述了電機可逆性的原理。1844年，楞次還和英國物理學家焦耳分別確立了電流熱效應定律即焦耳-楞次定律。1834年，雅可比制造出了世界上第一臺電動機，證明了實際應用電能的可能。多里沃 - 多勃羅沃爾斯基創立了三相系統，并制造出了三相變壓器和三相異步電機，還首次采用了三相輸電線，從而使電機工程得到飛躍發展。在1864年到 1873年間，麥克斯韋在法拉第的研究基礎上，提出了電磁波理論。麥克斯韋從理論上推測到了電磁波的存在，這一發現為無線電技術的發展奠定了理論基礎。

3.電子技術的主要應用方向

3.1圖像處理與成像技術

圖像處理指的是用計算機來對圖像進行分析，進而達到所需結果的技術，又稱為影像處理。一般來說，圖像處理指數字圖像處理，通過攝像機、掃描儀或工業相機等設備拍攝得到一個大的二維數組，該二維數組中的元素稱為像素，像素值叫做灰度值。圖像處理常用的系統包括圖智能系統和康耐視系統，這一技術目前正處于興起發展階段。

21世紀是信息時代，圖像是人類用來感知世界的視覺基礎，也是用來獲取、表達和傳遞信息的重要手段。數字圖像處理技術的發展歷史并不長，始于20世紀20年代。當時采用數字壓縮技術從倫敦傳到了紐約一張照片。數字圖像處理技術幫助人們更加客觀、更加準確地認識世界。視覺系統可以幫助人類獲取75%以上的外界信息，盡管人的眼睛鑒別力很高，可以看出成百上千種顏色，但在很多情況下，人眼看到的一些圖像是模糊的甚至不可見，所以通過應用圖象增強技術，能夠讓圖像變得清晰明亮。

在計算機當中，按照灰度和顏色能夠將圖像分為灰度圖像、二值圖像、真彩色RGB圖像和索引圖像和四種類型。目前來說大多數相關軟件都支持這四種類型的圖像。

3.2嵌入式系統

嵌入式系統，指的是完全嵌入受控件內部，專門為特定應用設計的一種計算機系統。由英國電氣工程師協會的定義可知，嵌入式系統專門應用于監視、控制或輔助機器設備或應用于工廠運作的設備。與個人計算機中的通用系統不同，嵌入式系統一般執行的是預先定義的任務，這些任務都有特定要求。因為嵌入式系統只單一針對一項特殊任務，所以設計人員可以對它優化，通過減小尺寸來降低成本。嵌入式系統通常是批量生產的，因而單個成本節約，能夠保證節約數目隨著產量成百上千倍增多。

國內普遍認同的嵌入式系統的定義為：以實際應用為中心，以計算機技術為基本，軟硬件均可裁剪，應用系統對可靠性、功能、體積、成本、功耗等方面嚴格要求的特定計算機系統。通常來說，嵌入式系統是一個把控制程序存儲在ROM當中的嵌入式控制板。但是事實上，所有包含數字接口的電子設備，比如微波爐、手表、汽車、錄像機等，都會使用嵌入式系統。一些嵌入式系統包括操作系統，但是絕大多數嵌入式系統都是用單個程序實現整個控制邏輯。

嵌入式系統的核心是一個或幾個單片機。和通用計算機能夠使用的軟件不同，嵌入式系統使用的軟件通常是暫時不變的，一般稱為“固件”。

3.3智能控制系統

控制理論主要處理有輸入信號的動力系統的行為。系統的外部輸入稱之為參考值，系統中的變量會隨著參考值發生變化，控制器中處理系統的輸入，使得系統輸出能夠得到預期的效果。

控制理論的目的是借控制器動作從而讓系統穩定，也就是讓系統維持在設定值，并且不會在設定值附近波動。

連續系統通常用微分方程來表示。如果微分方程是線性常系數，那么可以將微分方程轉換，從而將其輸入與輸出的關系用傳遞函數來表示。如果微分方程是非線性常系數，求得解，就能將非線性方程在這個解左右進行線性化。如果所得的線性化微分方程是常系數的，也能夠用拉普拉斯轉換從而得到傳遞函數。

傳遞函數也叫做網絡函數或者系統函數，是一個數學表示方法，通過時間或空間的頻率表示線性常系數系統中的輸入與輸出之間的關系。

3.4輔助系統

可應用于計算機輔助設計、制造、測試中。廣泛使用計算機進行輔助產品制造、性能測試、工程設計。它們既可以是聲音、文字、圖像等具體對象，也可以是程度、狀態等抽象對象。能夠開發一些智能的應用系統，用計算機來模擬人的思維判斷、推理等活動，從而使得計算機擁有自主學習和邏輯推理的功能，比如智能學習系統、計算機推理、機器人、專家系統等等，用來幫助人們學習并能夠完成一些推理工作。

參考文獻

[1]李樹財.現代電子技術應用范圍及發展趨勢[J].科技創新與應用.2013（3）： 25-33.

[2]卡麗比努爾·塔什鐵木爾.現代電子技術與計算機應用的探討[J].電腦編程技巧與維護.2015（12）： 88-96.

[3]何銀平，邢宏珍.現代電子技術應用范圍及未來發展趨勢[J].電子制作.2014（10）： 55-60.