现代电子技术

现代电子技术

随着时代的发展，科技日与聚新，同时延伸了电子电力技术的讨论与拓展。现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。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MOSFET和IGBT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。

变频器电源主要用于交流电机的变频调速，其在电气传动系统中占据的地位日趋重要，已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压，然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器，将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出，电源输出波形近似于正弦波，用于驱动交流异步电动机实现无级调速。高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源，代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化，这种电源更有着广阔的应用前景。逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流，IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波，经高频变压器耦合，整流滤波后成为稳定的直流，供电弧使用。•电子技术起源于上个世

纪50年代末60年代初，其在各种电气自动化系统和电控装置中的应用也日益广泛，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，综合运用于机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术，接口技术信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，得到了我国乃至世界各国的认可和高度赞扬和承认，在国民经济和社会发展中占有重要的地位。其采用电力半导体器件，综合自动控制、计算机技术和电磁技术，器件不断涌现，性能不断改替，容量也不断增大。在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，截取电子技术的优点将，形成一种高端技术，现代电子技术运用范围也从传统的工业、交通、电力等部门扩大到信息及通信、节能、家用电器等各个领域，并发挥着重要的作用，电子技术将会成为最有价值的工程技术。

电子系统集成系统，包含有电子子系统和电子应用系统两个部分，研制和开发具有统一标准的电子技术产品单元是一项十分复杂且成

本高但又非常重要的任务，电子技术集成产品主要包括三个方面：现代技术的集成、加工技术的集成和企业管理的集成。电子系统的集成在于建立一系列的标准芯片或者是模块，是信息、智力、知识密集型技术，其耗能低，污染少，从电子产品的标准化、系列化带来的好处也可以肯定，这要通过电子技术的集成来满足用户需要的智能化应用系统，规模化将给电子技术企业带来美好的前程，从而更好地开拓新电子技术领域，使得电子技术产品结构优化，性能达到最大化。在

现代电子系统中，基本上都采用处理器。处理器主要类型有单片机、

DSP、CPLD/FPGA、ARM和嵌入式计算机主板等。由于单片机集成了CPU、ROM、RAM、I/O口，有的单片机还集成有A/D 、D/A 、PWM 输出、实时时钟、显示驱动和键盘控制等，有很强的接口性能，非常适合工业测量与控制。DSP具有很强的运算能力，主要用于数字信号处理，已经广泛应于通信、雷达、图像处理、航空、家用电器、医疗设备等领域。FPGA/CPLD是最近发展较快的可编程逻辑器件，通过EDA 软件平台和自顶向下的设计思想，采用VHDL等硬件描述语言完成系统功能的设计与实现。由于FPGA/CPLD可以通过软件编程对该硬件的结构和工作方式进行重构，修改软件程序就相当于改变了硬件结构，而且可以采用现成的IP核，非常有利于产品的快速开发和改进。FPGA/CPLD已广泛应用于通信、医疗、工控、航天、消费电子、汽车电子、数字电视等领域。作为一种16/32位高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器，ARM微处理器目前已经成为应用最为广泛的嵌入式微处理器，其应用遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场。嵌入式计算机带有标准的软驱、光驱、硬盘、irDA、并口、USB接口、串口、网卡、声卡、显示接口和PCI扩展接口，方便用户自行扩展多种外接功能组件，而且嵌入式计算机编程使用方便，且具有高速的数据缓冲和运算性能，非常使用与工业控制、数字安全监控、医疗用计算机、POS和游戏机等领域。在实际产品开发时，应根据数据来源、数据处理复杂程度和实时性要求、存储速度、存储容量、接口数量和类型、结果输出方式、使用环境和开发周期等因素选择合适的处理器。

电子电路设计与仿真软件主要包括SPICE/PSPICE 、Multism和System View等。SPICE/PSPICE是功能强大的模拟和数字电路混合仿真软件，可以进行多种多样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出，可以自行建立元器件。Multisim软件具有更加形象直观的人机交互界面，其仪器表库中的万用表、信号发生器、瓦特表、示波器、逻辑分析仪、失真度分析仪、频谱分析仪等仪表与实际仪器仪表的操作界面完全相同；提供了常见的元器件、模拟集成电路、数字集成电路，可以自行建立元器件；可进行VHDL 仿真和Verilog HDL仿真；为模拟和数字电路混合仿真软件。数字通信即传输数字信号的通信，是通过信源发出的模拟信号经过数字终端的心愿编码成为数字信号，终端发出的数字信号，经过信道编码变成适合与信道传输的数字信号，然后由调制解调器把信号调制到系统所使用的数字信道上，在传输到对段，经过相反的变换最终传送到信宿。数字通信以其抗干扰能力强，便于存储，处理和交换等特点，已经成为现代通信网中的最主要的通信技术基础，广泛应用于现代通信网的各种通信系统。程控交换技术即是指人们用专门的电子计算机根据需要把预先编好的程序存入计算机后完成通信中的各种交换。程控交换最初是由电话交换技术发展而来，由当初电话交换的人工转接，自动转接、电子转接、程控转接技术，到后来，由于通信业务范围的不断扩大，交换的技术已经不仅仅用于电话交换，还能实现传真，数据，图像通信等交换。程控数字交换机处理速度快，体积小，容量大，灵活性强，服务功能多，便于改变交换机功能，便于建设智能网，向用