第一篇:大学电子信息工程专业英语翻译4.1
1864年,JCM提出了一个在科学历史上最为成功的理论。在皇家协会一个出名的研究报告中,他描述了9个方程式,总结了所有已知的电学和磁学定律。这不仅仅是将其罗列出来。假设的提出是需要附加条件使得方程式的前后一致。而Maxwell提出的一个完整的场理论,我们需要一个源场,一个介质场,和一系列场微分方程。这些都允许我们用数学的方式去描述有关于影响(介质场)和诱因(源场)之间的关系。一个好的假设的提出,需要包括设定的构成关系和有关于一些场 的边界表面积和初使时间的关系。一个电磁场如果要有物理意义,我们必需将其与一些可观测的量联系起来,比如力场。最后,允许用来解决涉及数学上的不连续点的问题,必须规定一个确定的范围或一个跳变的情况条件。
在Maxwell的方程中,源场包含矢量场 J(r,t)(电流密度)和标量场P(电荷密度)。介质场 就是组成电磁场的四个矢量场
电流密度(矢量)
电荷密度(标量)
电场强度(矢量)
电通量密度(矢量)
磁通量密度(标量)
磁场强度(标量)
以上这些量,在一个时变场中,是任意真正作用空间,如下,方向矢量r和时间,在静态场时任是r 的功能。
两个新的概念得先确立下:变化的电场会产生磁场,变化的磁场出会产生电场,所以我们称其为电磁场。
1.Maxwell方程
Maxwell电磁学理论中最重要的基础方程。以下是他们的描述
(1)这绵左边是磁场强度用的闭环线各分(沿闭合路径的C的积分)。它的右边是总的电流密度的面积分,决和的电流密度对J由于电荷 的移动(通常,它只是传导电流)及其位移电流的密度是相等时间内电流通量密度的导数(电位移密度)
积分受管于任何表面边界的轮廓C
(2)这个定理表示,电动势包括于一个变化的磁场闭合路径等于这个闭合加布的磁通量的对于时间的变化量。
(3)这个定理表示穿过任意一个闭合面的磁通量为0
(4)这个定理表示闭合回面的向外的通量密度等于局限于表面的变化
这些方程式都是积分形式,两个基本定理将MAXWELL方程式以另外两种不同的方式表达出来。STOCKES的定理表述了任意矢量A的线积分和A的卷面的面积分的关系。线积分分C的方向遵循右手定则标准的方向的曲面。同样,Divergence定理,闭合面S的积分等于体积积分发散的容量V的封闭面S。S的标准方向是向外的。
不同形式的MAXWELL方程为如下所列:
这四个方程式解释了有关于电磁源和场的所有关系
(1)传导电流,位移电流源的磁场
(2)时变磁场产生电场
(3)磁场是螺线管型的磁场
(4)电荷是发散电场源
2.电流的连续性方程
虽然它不是由maxwell方程直接得出的,但是可以由maxwεll方程推导出来。例如并令 H=0,D=P。当方程连续时可以的结论如下:
3本构关系
向量方程和标量方程等效于8个标量方程由12未知量组成的(由变化的向量ΕDBH构成的三个部分)即使我们考虑到点和密度p和电流密度j已知。
允许场向量的唯一性的决定,maxwεll方程增补了关于描述介质对场的影响。这些附加的关系被称为本构关系,是通过实验或者是从原子理论推到出来的如果场的向量是显性关系的话符合叠加定理的要求,媒介的线性是maxwell方程的组合和线性连续关系是线性强电质的基础。
在真空,本构关系被简化:
如果在电磁场上所取得场的方向是独立的则媒介被具有各向同性。例如,简单的讨论:
这的电解质常数、相对磁导率和传导率都是标量。如果εuδ在一个空间上的任意一点都相同,这个介质被认为相同的。
在另一方面,如果戒指的电磁场性质是依靠场的方向向量,这个介质具有各向异性,例如
这里的ε和u分别是电介质和相对磁导率。
当本构关系被用在maxwell方程。未知向量只能是Εh 或DB
4边界条件
Maxwell方程适用是介质物理性质连续变化,然而,通过一种介质与另一种介质的交界面本构关系如s,u或者δ都会发生变化。我们可以预料相对的变化在场向量,为了解决maxwell方程从区域列在另一个以至于得到结果是唯一的并适用于所有的地方。我们要边界条件去强加在场向量和接触,边界条件是两个场之间的接触面s可以通过maxwell方程进行积分得出。考虑到两种不同的介质的物理特性ε1υ1δ1和ε2υ2δ2被交界面s分开如图4-1所示。电磁场在这两个介质被另名(E1H1D1B1)和(E2H2D2B2)
表示单位向量n和s法线方向从一种介质到另一种介质并面积分用在maxwell方程在小圆柱体的闭合曲面,曲面与h和s成正比关系。B为恒定不变的常数。当h趋近0时,圆柱体只有底面s它的曲面面积变的很小。我们可以得出
当B通过两个不同介质的边界曲面还是连续的。
同理,对d进行积分得:
同样的,对D执行积分,我们获得表明在S面前层的表面电荷密度P,D的垂直分量突然在界面变化,而且不连续的数量等于表面的电荷密度。如果在S上没有表面电荷如同在两种不同电介质的情况下,D的垂直分量一定是连续的。
转向旁边切向分量的行为,我们用一个面积为A周围两边的长度为L,平行界面为S,而且末端的长度为H,垂直于S如同Fig.4-2所示 的小矩形环代替这圆柱体。当H—》0,我们有表明E穿过两种介质界面的切向分量一定是连续的。它可以用明确的当(式子)的单位切线矢量T表示。
我们可以得到关系式表明H穿过任何两种介质表面的切向分量是不连续的,而且间断的数量等于表面电流密度。如果电流密度J是有限的,依照它一定是在任何媒介有限的传导性,那么我们有
作为一个特殊情况,如果媒介1是一个理想电导体且媒介2是一个理想的电介质,表面传导电流和电荷密度可能存在。那么在媒介1里的一切场矢量恒等于零而且边界条件变成注意表面电荷密度和电流密度也都受连续方程支配。
5.Power and energy 功率与能量
从麦斯威尔的方程式我们可以用公式表示能量守恒定律对于电磁系统。我们先从矢量特性然后利用麦斯威尔的方程式微分形式。我们获得下一个的关系
然后通过履行一个体积积分在V的闭合曲面球门区S和高斯定理,我们获得下一个的关系式
因此,这个方程式只不过是在一个容量V的能量守恒定律而且被称为坡印亭定理的积分形式。它是个幂定理。在任意的体积V上的电磁能在罕见的时间增加是等于交叉闭曲面S上的功率之和和热量容量V的损耗。它适用于即使媒介是不同类的。
我们可以定义个坡印亭矢量(功率密度,测量用瓦特每平方米)为S=E+H,代表穿过在同时垂直于E与H的方向上单位面积的功率,而且是代表在一个介质每单位体积每秒的耗能的焦尔热
我们可以说明W当作测量用焦尔每立方米的电磁能量密度。让我们假设在遥远的过去,没有储存能量因为这领域为零。我们可得全部瞬时能量密度是瞬时电能量密度是瞬时磁性能量密度。
让我们一个各向同性的,非分散的,无损的媒介,电的和磁能的能量密度为
注意这些数量既有位置也有时间的一般功能。
第二篇:大学电子信息工程专业英语翻译1.4
1.4基础电子学
电子学衍生于对电力的研究和应用,是工程学和应用物理学的领域。电力涉及力的产生,传输与使用金属导体。电子学利用电子不同的运动方式及通过供气材料,如硅与锗等半导体,其他设备如太阳能电池,LED,微波激射器,激光及微波管等实现。电子学应用于包括广播、雷达、电视、卫星系统传输,导航辅助设备系统,控制系统,空间探测设备,微型设备如电子表,许多电气设备和电脑等方面。
1.电子学的开端
电子学的历史始于20世纪,包括三个关键元素:真空管,晶体管和集成电路。
19世纪早期是理论和发明取得重大发展的时代。发现了红外线和紫外线。道尔顿在1808年提出了原子理论。在1840年之前就发现了热电效应、电解效应和光电效应。20年之间相继产生了工作在低压下的放电管,辉光放电,新型电池及早期的扩音器。因此,在1800—1875年之间,发现了基本的物理现象,电话,留声机,麦克风及扬声器等在实际应用中达到了极致。至于19世纪末期,无线电报,磁记录,阴极射线示波器等都被发明了。
20世纪早期也见证了现代电子技术的开端。1880年爱迪生发明了白炽灯成为现代电子领域的历史先驱者。他发现有微弱的电流从加热的灯丝流向真空管内附着的金属板。这就是众所周知的“爱迪生效应”。如果使用了一个非电器的热源,注意到电池仅是必要的用来加热灯丝使电子移动。1904年,约翰利用爱迪生效应发明了二极管,李.德.佛列思特紧接着在1906年发明了三极管。这些真空管设备使电子能源控制的放大及传输成为可能。20世纪初真空管的引入使现代电子学快速成长。采用真空管让信号的控制成为可能,这是早期的电报电话电路不可能实现的,也是早期用高压电火花产生无线电波的发射机所不能实现的。
电子管首先应用于无线通信。Guglielmo Marconi于1896年开辟了无线电报的发展,于1901年实现了远距离广播交流。早期的收音机包括了无线电报(摩尔斯电码信号传输)或收音机电话(语音留言)。所有基于二极管和快速的发展都归功于一战期间军队的武力交流。早期的无线电广播发射机,电报机和电话利用高电压火花来产生电波和声音。真空管放大微弱的音频信号,并将这些信号叠加在无线电波上。1918年,EdwinArmstrong发明了超外差接收机,它可以在众多信号或信源中选择,还可接收远距离信号。于是无线广播在1920年得到空前发展。1920年至1935年只有调幅被使用,而Armstrong于1935年发明了调频。
一战通过电阻和电容等元件推动了无线传播的发展。1920年,匹兹堡的KDKA广播首先预定了Westinghouse Corp的无线广播。1925年,贝尔实验室发明了一台用电来记录声音的设备。但是,二战对于元件的发展却有惊人的效果,因为战争将要面临全世界各地的气候。
也许二战之前最重要的发明之一是雷达。雷达是由一组英国科学家研究无线电波反射的产物。雷达是Radio Detection And Ranging的首字母缩略词。通过无线电微波的回音来测量一个物体的距离及方向。它用于航空、船侦查、核武器控制、导航及其他形式的监控。由于战争,电路学,视频,脉冲技术及微波传送被改进并快速地被电视产业接受。1950年中期,电视已经超越广播被用于家庭使用及娱乐。
二战后,电子管用来开发第一台电脑,但是由于它们的元件大小变得不实际。1946年印制电路开始应用于微型管。1947年,贝尔实验室的一组工程师发明了晶体管。因此,John Bardeen,Walter Brattain,Willian Shockley获得了诺贝尔奖,但是很少人可以预知到晶体管可以多么快速,激烈地改变着世界。晶体管的功能与真空管相似,但尺寸小,重量轻,功耗低,工作更为可靠。它由金属电极和半导体材料构成,成本较低。
Geoffrey W.A.Dummer于1952年提出集成电路的概念,他是工作在皇室雷达机构的电子专家。在整个20世纪50年代,晶体管是大量生产的单一晶片及分立元件。总的半导体电路迈出了简单的一小步,它把晶体管和二极管(有源器件)和电容、电阻(电阻器件)组成在一个简单的晶片上。半导体工业和非集成电路同时在德州仪器及费尔柴尔德半导体公司形成。到1961年,一定数量的企业全面生产集成电路,并且为了从多方面适应这种技术,快速改变设备设计。双极型晶体管与集成电路先被设计出来。紧接着在20世纪70年代中期设计出模拟型IC,LSI,VLSI。VLSI包含了成千的元件,通过通断开关或在一个简单的晶片上两者之间的门极。集成电路使微型计算机,医疗设备,摄像机及其他交谈工具成为可能的例子。
1、数字逻辑电路简史
1835年,Joseph Henry发明了电子机械类的继电器。继电器是在小电流流经继电器线圈可关闭触点和允许更大电流流过电路的一个设备。它在数字逻辑电路中是很普通的一个器件。1845年,George Boole开发了数字逻辑电
路设计的基本数学理论。直到1937年Claude Shannon,一位MIT的电机工程师才注意到布尔代数适用于中转和开关电路。他作为硕士论文主题写的“中转和开关电路的典型分析”,随后得到出版。它的意义在于Claude Shannon被认为是实际数字电路设计理论的奠基者。Shannon使用他的逻辑设计思路举了许多例子,如:一个电子号码锁,累加器,表决器,可以找到因子及质数的电路。(他建议,中转逻辑每秒运行5操作,会比数学家花20年完成的更加准确和快速。他强调他的设备花2个月可以完成相同的工作量。)
1947年,Bardeen,Braittain,Shockley在贝尔实验室发明了晶体管。它作用于固态开关,使之比继电器更快速、可靠。这促使更大型,更有用的电脑生成。1985年,Jack Kilby和Robert Noyce发明了集成电路使得更多,成本更低的数字电路合成在一块更小的板上。这些应用于重量是一个重要因素的太空项目中。1969年,Dick Morley发明了首个PLC,the MODICOM Model 84.PLC是为了符合制造商更广泛,更有利地应用而设计的。这些设备已经在生产领域代替了可控继电器。1971年,Robert Noyce and Gordon Moore发明了“在一个晶片上的电脑”。它的每秒60000操作比Shannon的逻辑继电器元件的每秒5操作多很多。集成电路和微处理器的改进增强了可编程逻辑控制器的功能。20世纪70年代至80年代中期,AllenBradley使用集成电路和微处理器制造了PLC1-PLC5一系列的PLC.1980年,IBM开始生产IBM PC机使得计算机对于每个人都是普遍的。PC机对于PLC项目及数字逻辑电路的计算,分析相当有用。除了电脑和PLC外,数字集成电路还被应用于电路,其他移动设备,汽车,医疗设备,安全系统,家用设备,能源设备和HDTV中。
2、新发展
集成电路的发展已经变革了通信,信息处理,战争及计算。集成电路在提高速度及可靠性的同时,减小了元件大小,降低了制造成本。数字化更进一步减小大小,提高速度,降低成本。
磁共振成像,一种利用核磁共振理论生成身体图像的医疗诊断技术。MRI, 作为一种通用的,强大的,灵活的工具,可以透过身体的任何部位成像,包括的器官有心脏,肺,动脉血管,静脉,从各个角度和方向,而不借助外科的探尝穿到身体的某个部位。这些图像从基本的生物医学和人体解剖学为诊断提供很大帮助。
MRI是可能的在人体内部,因为身体内充满小生物磁体,氢原子的核心,质子是最丰富和易感知的。MRI利用质子随机分布的原理,而质子拥有大量的磁场能量。一旦病人被放于圆柱形的磁铁内,诊断过程分3个步骤。首先,MRI在身体内创造一个稳定的磁场,通过将身体放置在比地球磁场强30000次的平稳磁场内。接着,MRI利用无线电波激发身体内部稳定磁场质子静态方向。下一步停止无线电波,观察身体在选定频率内放射出的电磁波,放射出的信号被用于重组人体内部图像。
CAT扫描或计算轴切片成像,是利用X射线和计算机来产生人体三维图像的医疗技术。
CT扫描器包括X射线源,发出X射线;X射线检测仪,显示撞击在表面许多部位的X射线数和一台计算机。发射源和检测仪在扫描器环内相互对应安装好,以便它们可以沿扫描器边缘旋转。从X射线源发出的光点穿过人的身体并被另一边的检测仪记录。由于发射源和检测仪沿着病人360°旋转,因此从许多角度记录X射线散发。最终的数据被送到电脑,其翻译信息并把它转化成截面影像展现在视镜上。
CT和MRI被用于更好地治疗内部问题通过增加诊断图像。
现在的研究用来提高速度,减小大小,提高性能。已经发明了在一个简单的薄片上包含几十万元件的VLSI电路。使用运转在靠近绝对零度的约瑟夫森效应的超导回路将代替非常高速的计算机。
4.一些著名的电子专家
安培(1775-1836)
他是以他在电动力学方面的重大贡献而出名的法国科学家。安培是莱孔城市的公务员的儿子,他出生在莱孔附近的Pole...。电流的单位是以他的名字命名的,叫安培。他的电动力学的理论和他对电学和磁学间的观点在….和…里出版。安培发明了无定向磁针,使得现代无定向电流器制造变成可能。他是第一个发现两根带有电流的导体,同向相互吸引,反向是相互排斥。
奥尔格.斯.欧姆(1787-1854)
他是以他在电流方面的研究而出名的德国物理学家。他出生在埃兰根,在埃兰根大学读书。1833到1849年,他是纽伦堡理工学院的董事,1852年到他死这段期间内,他是慕尼黑大学的实验物理学教授。他对电流,电动势,还有电阻之间关系构成的公式,就是出名的欧姆定律。它是以电流为基础的。为了纪念他,电阻的单位是以他的名
字命名的,叫欧姆。
基尔霍夫(1824-1887)
他是一位出生在加里宁格勒,在加里宁格勒大学读书的德国物理学家。他是布雷斯,海德尔堡,柏林大学的物理教授。基尔霍夫和德国化学家Robert发明了现代的用于化学分析的分光镜。1860年两位科学家通过光谱分析发现了元素铯和铷。基尔霍夫完成了关于铷的热传递和两种假设的重要调查报告,是现在的著名的基尔霍夫的定理,包含电路中的电流分布。
马可尼(1874-1937)
他是意大利亚电子工程师和诺贝尔奖金获得者。他是以第一个实践无线电广播信号系统的发明者而出名。他出生在博洛尼亚,在博洛尼亚大学读书。早在1890年得时候他就对无线电报感兴趣,1985年他发明了一个装置,这个装置通过定向天线可以成功的向几公里发送信号。在大不列颠申请他的系统专利后,1987年在英格兰成立了马可尼无线电报公司。1899年在英国和法国间的英吉利海峡建立通信。1901年他的通信信号跨过了在英国康沃尔的波特兰和纽芬兰的圣约翰之间大西洋。他的系统很快的被英国和法国的海军采用。1907年横渡大西洋的无线电报服务得到很大的提高,被公众使用。马可尼获得许多国家的荣誉和受到了德国物理学家Karl迎接。1909年他的无线电报获得了诺贝尔物理学奖。在第一次世界大战时他负责意大利亚的无线服务和发现了一个通信秘密,就是用短波进行传输。在接下来的几年里他在尝试用短波和微波进行传输。
麦克斯韦(1831-1879)
他是一位以光和电磁波之间关系的工作而出名的英国物理学家。麦克斯韦发现了光是由电磁波组成的,并且建立了气体分子运动论。这个理论解释了气体分子运动和气体温度和其他特性之间的关系。他显示了由许多例子组成的土星的光环,证明了色彩视觉调整原则。麦克斯韦在英格兰的爱丁堡出生。1841年到1847年当他进入爱丁堡大学的时候,在爱丁堡学院受过教育。1950年在剑桥大学继续读书,在1954年拿到了数学系的学士学位。1856年在阿伯丁他成为了歇尔学院自然哲学教授。1860年他搬到英国,并成为了伦敦国王学院的自然哲学和天文学的教授。1865年在他父亲死后,麦克斯韦回到他英格兰的家里并投身于他的研究中。1871年他移到剑桥,在那里他成为第一个应用物理学教授并建立了卡文迪什实验室。这个实验室在1874年开放。麦克斯韦继续他的职业,直到1879年病魔迫使他退休。
赫兹(1887-1975)
他是德国物理学家和诺贝尔奖金获得者,出生在汉堡,在哥廷根…大学受过教育。赫兹和美国物理学家James Frank研究了原子里电子的撞击作用。这些研究结果第一次证明了德国物理学家Max的量子论。赫兹和Frank在1925年获得了诺贝尔物理学奖。当他在柏林成为了西门子研究实验室的董事的时候,赫兹从1925年到1927年在哈雷大学和1928年到1935年在柏林工学院期间担任实验物理学教授。1945年他去苏维埃社会主义共和国联盟USSR继续他的原子研究工作,1951年他获得了史达林奖。
法拉第(1791-1867)
他是以电磁感应和电解定律二出名的英国物理学家和化学家。他是1791年9月22号在萨里都的纽英顿出生的。他是一个铁匠的儿子也很少受过正规的教育,在英国给装订商当学徒的时候,他度过关于科学方面和电力实验的书。1812年他参加一系列关于英国化学家Davy的演讲,并转递他看的这些演讲的笔记和一些雇佣的请求给Davy。Davy雇佣法拉第,让他皇家机构的化学实验室做助理,在1813年让法拉第和他一起推广欧洲的旅游。1824年法拉第被选到去皇家学会,在接下来的一年他被任命为皇家机构实验室的董事。1833年他接替Davy成为一名化学机构的教授。两年后他每年有300英镑的津贴。法拉第获得了许多的荣誉,包括皇家学会的皇家和拉姆福德奖杯。他也可以有学会的任期,但他谢绝了这个荣誉。他于1867年8月25号在萨里都汉普顿宫逝去。
布劳斯(1850-1918)
他是一名德国科学家和发明家,获得过诺贝尔奖。他是以第一台示波器的发明而出名的。示波器是一种可以显示一个电路的电压的变化。它是由阴极射线管组成的,但是他也在电力,电报,无线通信的研究上作出了很大贡献,有了突破性的研究和发明。1909年他和一位意大利亚电子工程师和发明者Marconi在无线通信工作上分享了诺贝尔物理学奖。
第三篇:大学电子信息工程专业英语翻译1.4
1.4
基础电子学
电子学衍生于对电力的研究和应用,是工程学和应用物理学的领域。电力涉及力的产生,传输与使用金属导体。电子学利用电子不同的运动方式及通过供气材料,如硅与锗等半导体,其他设备如太阳能电池,LED,微波激射器,激光及微波管等实现。电子学应用于包括广播、雷达、电视、卫星系统传输,导航辅助设备系统,控制系统,空间探测设备,微型设备如电子表,许多电气设备和电脑等方面。
1.电子学的开端
电子学的历史始于20世纪,包括三个关键元素:真空管,晶体管和集成电路。
19世纪早期是理论和发明取得重大发展的时代。发现了红外线和紫外线。道尔顿在1808年提出了原子理论。在1840年之前就发现了热电效应、电解效应和光电效应。20年之间相继产生了工作在低压下的放电管,辉光放电,新型电池及早期的扩音器。因此,在1800—1875年之间,发现了基本的物理现象,电话,留声机,麦克风及扬声器等在实际应用中达到了极致。至于19世纪末期,无线电报,磁记录,阴极射线示波器等都被发明了。
20世纪早期也见证了现代电子技术的开端。1880年爱迪生发明了白炽灯成为现代电子领域的历史先驱者。他发现有微弱的电流从加热的灯丝流向真空管内附着的金属板。这就是众所周知的“爱迪生效应”。如果使用了一个非电器的热源,注意到电池仅是必要的用来加热灯丝使电子移动。1904年,约翰利用爱迪生效应发明了二极管,李.德.佛列思特紧接着在1906年发明了三极管。这些真空管设备使电子能源控制的放大及传输成为可能。20世纪初真空管的引入使现代电子学快速成长。采用真空管让信号的控制成为可能,这是早期的电报电话电路不可能实现的,也是早期用高压电火花产生无线电波的发射机所不能实现的。电子管首先应用于无线通信。Guglielmo Marconi于1896年开辟了无线电报的发展,于1901年实现了远距离广播交流。早期的收音机包括了无线电报(摩尔斯电码信号传输)或收音机电话(语音留言)。所有基于二极管和快速的发展都归功于一战期间军队的武力交流。早期的无线电广播发射机,电报机和电话利用高电压火花来产生电波和声音。真空管放大微弱的音频信号,并将这些信号叠加在无线电波上。1918年,EdwinArmstrong发明了超外差接收机,它可以在众多信号或信源中选择,还可接收远距离信号。于是无线广播在1920年得到空前发展。1920年至1935年只有调幅被使用,而Armstrong于1935年发明了调频。一战通过电阻和电容等元件推动了无线传播的发展。1920年,匹兹堡的KDKA广播首先预定了Westinghouse Corp的无线广播。1925年,贝尔实验室发明了一台用电来记录声音的设备。但是,二战对于元件的发展却有惊人的效果,因为战争将要面临全世界各地的气候。也许二战之前最重要的发明之一是雷达。雷达是由一组英国科学家研究无线电波反射的产物。雷达是Radio Detection And Ranging的首字母缩略词。通过无线电微波的回音来测量一个物体的距离及方向。它用于航空、船侦查、核武器控制、导航及其他形式的监控。由于战争,电路学,视频,脉冲技术及微波传送被改进并快速地被电视产业接受。1950年中期,电视已经超越广播被用于家庭使用及娱乐。
二战后,电子管用来开发第一台电脑,但是由于它们的元件大小变得不实际。1946年印制电路开始应用于微型管。1947年,贝尔实验室的一组工程师发明了晶体管。因此,John Bardeen,Walter Brattain,Willian Shockley获得了诺贝尔奖,但是很少人可以预知到晶体管可以多么快速,激烈地改变着世界。晶体管的功能与真空管相似,但尺寸小,重量轻,功耗低,工作更为可靠。它由金属电极和半导体材料构成,成本较低。
Geoffrey W.A.Dummer于1952年提出集成电路的概念,他是工作在皇室雷达机构的电子专家。在整个20世纪50年代,晶体管是大量生产的单一晶片及分立元件。总的半导体电路迈出了简单的一小步,它把晶体管和二极管(有源器件)和电容、电阻(电阻器件)组成在一个简单的晶片上。半导体工业和非集成电路同时在德州仪器及费尔柴尔德半导体公司形成。到1961年,一定数量的企业全面生产集成电路,并且为了从多方面适应这种技术,快速改变设备设计。双极型晶体管与集成电路先被设计出来。紧接着在20世纪70年代中期设计出模拟型IC,LSI,VLSI。VLSI包含了成千的元件,通过通断开关或在一个简单的晶片上两者之间的门极。集成电路使微型计算机,医疗设备,摄像机及其他交谈工具成为可能的例子。
1、数字逻辑电路简史
1835年,Joseph Henry发明了电子机械类的继电器。继电器是在小电流流经继电器线圈可关闭触点和允许更大电流流过电路的一个设备。它在数字逻辑电路中是很普通的一个器件。1845年,George Boole开发了数字逻辑电路设计的基本数学理论。直到1937年Claude Shannon,一位MIT的电机工程师才注意到布尔代数适用于中转和开关电路。他作为硕士论文主题写的“中转和开关电路的典型分析”,随后得到出版。它的意义在于Claude Shannon被认为是实际数字电路设计理论的奠基者。Shannon使用他的逻辑设计思路举了许多例子,如:一个电子号码锁,累加器,表决器,可以找到因子及质数的电路。(他建议,中转逻辑每秒运行5操作,会比数学家花20年完成的更加准确和快速。他强调他的设备花2个月可以完成相同的工作量。)
1947年,Bardeen,Braittain,Shockley在贝尔实验室发明了晶体管。它作用于固态开关,使之比继电器更快速、可靠。这促使更大型,更有用的电脑生成。1985年,Jack Kilby和Robert Noyce发明了集成电路使得更多,成本更低的数字电路合成在一块更小的板上。这些应用于重量是一个重要因素的太空项目中。1969年,Dick Morley发明了首个PLC,the MODICOM Model 84.PLC是为了符合制造商更广泛,更有利地应用而设计的。这些设备已经在生产领域代替了可控继电器。1971年,Robert Noyce and Gordon Moore发明了“在一个晶片上的电脑”。它的每秒60000操作比Shannon的逻辑继电器元件的每秒5操作多很多。集成电路和微处理器的改进增强了可编程逻辑控制器的功能。20世纪70年代至80年代中期,AllenBradley使用集成电路和微处理器制造了PLC1-PLC5一系列的PLC.1980年,IBM开始生产IBM PC机使得计算机对于每个人都是普遍的。PC机对于PLC项目及数字逻辑电路的计算,分析相当有用。除了电脑和PLC外,数字集成电路还被应用于电路,其他移动设备,汽车,医疗设备,安全系统,家用设备,能源设备和HDTV中。
2、新发展
集成电路的发展已经变革了通信,信息处理,战争及计算。集成电路在提高速度及可靠性的同时,减小了元件大小,降低了制造成本。数字化更进一步减小大小,提高速度,降低成本。
磁共振成像,一种利用核磁共振理论生成身体图像的医疗诊断技术。MRI, 作为一种通用的,强大的,灵活的工具,可以透过身体的任何部位成像,包括的器官有心脏,肺,动脉血管,静脉,从各个角度和方向,而不借助外科的探尝穿到身体的某个部位。这些图像从基本的生物医学和人体解剖学为诊断提供很大帮助。
MRI是可能的在人体内部,因为身体内充满小生物磁体,氢原子的核心,质子是最丰富和易感知的。MRI利用质子随机分布的原理,而质子拥有大量的磁场能量。一旦病人被放于圆柱形的磁铁内,诊断过程分3个步骤。首先,MRI在身体内创造一个稳定的磁场,通过将身体放置在比地球磁场强30000次的平稳磁场内。接着,MRI利用无线电波激发身体内部稳定磁场质子静态方向。下一步停止无线电波,观察身体在选定频率内放射出的电磁波,放射出的信号被用于重组人体内部图像。
CAT扫描或计算轴切片成像,是利用X射线和计算机来产生人体三维图像的医疗技术。CT扫描器包括X射线源,发出X射线;X射线检测仪,显示撞击在表面许多部位的X射线数和一台计算机。发射源和检测仪在扫描器环内相互对应安装好,以便它们可以沿扫描器
边缘旋转。从X射线源发出的光点穿过人的身体并被另一边的检测仪记录。由于发射源和检测仪沿着病人360°旋转,因此从许多角度记录X射线散发。最终的数据被送到电脑,其翻译信息并把它转化成截面影像展现在视镜上。
CT和MRI被用于更好地治疗内部问题通过增加诊断图像。
现在的研究用来提高速度,减小大小,提高性能。已经发明了在一个简单的薄片上包含几十万元件的VLSI电路。使用运转在靠近绝对零度的约瑟夫森效应的超导回路将代替非常高速的计算机。
4.一些著名的电子专家
安培(1775-1836)
他是以他在电动力学方面的重大贡献而出名的法国科学家。安培是莱孔城市的公务员的儿子,他出生在莱孔附近的Pole...。电流的单位是以他的名字命名的,叫安培。他的电动力学的理论和他对电学和磁学间的观点在….和…里出版。安培发明了无定向磁针,使得现代无定向电流器制造变成可能。他是第一个发现两根带有电流的导体,同向相互吸引,反向是相互排斥。
奥尔格.斯.欧姆(1787-1854)
他是以他在电流方面的研究而出名的德国物理学家。他出生在埃兰根,在埃兰根大学读书。1833到1849年,他是纽伦堡理工学院的董事,1852年到他死这段期间内,他是慕尼黑大学的实验物理学教授。他对电流,电动势,还有电阻之间关系构成的公式,就是出名的欧姆定律。它是以电流为基础的。为了纪念他,电阻的单位是以他的名字命名的,叫欧姆。
基尔霍夫(1824-1887)
他是一位出生在加里宁格勒,在加里宁格勒大学读书的德国物理学家。他是布雷斯,海德尔堡,柏林大学的物理教授。基尔霍夫和德国化学家Robert发明了现代的用于化学分析的分光镜。1860年两位科学家通过光谱分析发现了元素铯和铷。基尔霍夫完成了关于铷的热传递和两种假设的重要调查报告,是现在的著名的基尔霍夫的定理,包含电路中的电流分布。
马可尼(1874-1937)
他是意大利亚电子工程师和诺贝尔奖金获得者。他是以第一个实践无线电广播信号系统的发明者而出名。他出生在博洛尼亚,在博洛尼亚大学读书。早在1890年得时候他就对无线电报感兴趣,1985年他发明了一个装置,这个装置通过定向天线可以成功的向几公里发送信号。在大不列颠申请他的系统专利后,1987年在英格兰成立了马可尼无线电报公司。1899年在英国和法国间的英吉利海峡建立通信。1901年他的通信信号跨过了在英国康沃尔的波特兰和纽芬兰的圣约翰之间大西洋。他的系统很快的被英国和法国的海军采用。1907年横渡大西洋的无线电报服务得到很大的提高,被公众使用。马可尼获得许多国家的荣誉和受到了德国物理学家Karl迎接。1909年他的无线电报获得了诺贝尔物理学奖。在第一次世界大战时他负责意大利亚的无线服务和发现了一个通信秘密,就是用短波进行传输。在接下来的几年里他在尝试用短波和微波进行传输。
麦克斯韦(1831-1879)
他是一位以光和电磁波之间关系的工作而出名的英国物理学家。麦克斯韦发现了光是由电磁波组成的,并且建立了气体分子运动论。这个理论解释了气体分子运动和气体温度和其他特性之间的关系。他显示了由许多例子组成的土星的光环,证明了色彩视觉调整原则。
麦克斯韦在英格兰的爱丁堡出生。1841年到1847年当他进入爱丁堡大学的时候,在爱丁堡学院受过教育。1950年在剑桥大学继续读书,在1954年拿到了数学系的学士学位。1856年在阿伯丁他成为了歇尔学院自然哲学教授。1860年他搬到英国,并成为了伦敦国王学院的自然哲学和天文学的教授。1865年在他父亲死后,麦克斯韦回到他英格兰的家里并投身于他的研究中。1871年他移到剑桥,在那里他成为第一个应用物理学教授并建立了卡文迪什实验室。这个实验室在1874年开放。麦克斯韦继续他的职业,直到1879年病魔迫使他退休。
赫兹(1887-1975)
他是德国物理学家和诺贝尔奖金获得者,出生在汉堡,在哥廷根…大学受过教育。赫兹和美国物理学家James Frank研究了原子里电子的撞击作用。这些研究结果第一次证明了德国物理学家Max的量子论。赫兹和Frank在1925年获得了诺贝尔物理学奖。当他在柏林成为了西门子研究实验室的董事的时候,赫兹从1925年到1927年在哈雷大学和1928年到1935年在柏林工学院期间担任实验物理学教授。1945年他去苏维埃社会主义共和国联盟USSR继续他的原子研究工作,1951年他获得了史达林奖。
法拉第(1791-1867)
他是以电磁感应和电解定律二出名的英国物理学家和化学家。他是1791年9月22号在萨里都的纽英顿出生的。他是一个铁匠的儿子也很少受过正规的教育,在英国给装订商当学徒的时候,他度过关于科学方面和电力实验的书。1812年他参加一系列关于英国化学家Davy的演讲,并转递他看的这些演讲的笔记和一些雇佣的请求给Davy。Davy雇佣法拉第,让他皇家机构的化学实验室做助理,在1813年让法拉第和他一起推广欧洲的旅游。1824年法拉第被选到去皇家学会,在接下来的一年他被任命为皇家机构实验室的董事。1833年他接替Davy成为一名化学机构的教授。两年后他每年有300英镑的津贴。法拉第获得了许多的荣誉,包括皇家学会的皇家和拉姆福德奖杯。他也可以有学会的任期,但他谢绝了这个荣誉。他于1867年8月25号在萨里都汉普顿宫逝去。
布劳斯(1850-1918)
他是一名德国科学家和发明家,获得过诺贝尔奖。他是以第一台示波器的发明而出名的。示波器是一种可以显示一个电路的电压的变化。它是由阴极射线管组成的,但是他也在电力,电报,无线通信的研究上作出了很大贡献,有了突破性的研究和发明。1909年他和一位意大利亚电子工程师和发明者Marconi在无线通信工作上分享了诺贝尔物理学奖。
Mainpulate利用silicon 硅germanium锗 solar cells太阳能电池 semiconductor 半导体 light-emitting diodes(LED)发光二极管 master 微波激射器,受激辐射微波放大器 laser 激光 microwave tube微波管 navigation aids导航辅助设备 space exploration vehicles 空间探测设备appliance 工具,设备,装置,仪表,器械,附件
Vacuum tube 真空管 transistor晶体管 integrated circuit集成电路 infrared红外线 ultra-violet radiation紫外辐射 thermoelectricity热电,温差电 electrolysis电解,以电针除痣 photovoltaic光电的 glow discharge辉光放电 microphone扬声器 culminate 达到极点,达到最高潮 phonograph 留声机wireless telegraph无线电报 cathode-ray oscillograph阴极射线示波器Precursor先驱者 incandescent lamp白炽灯 filament 灯丝plate 板envelop壳层 manipulation 控制amplified 放大的sparks火花Pionee开辟 superimpose 叠加 grow astronomically 空前发展 Impetus推动
mechanism设备 resistor电阻器tremendous惊人的Echoes回音 surveillance监控 entertainment娱乐Capacitor电容器 printed circuit印制电路 miniature tube微型管,小型电子管 video视频 current涌流,趋势,电流,水流,气流 component成分 envision想象,预见,展望 active devices有源器件 passive devices无源器件large-scale integration 大规模集成电路very-large-scale integration 超大规模集成电路programmable logic controller 可编程逻辑可控器magnetic resonance imaging磁共振成像Dramatically激烈地 concept 概念royal radar establishment皇室雷达机构 cut apart分立元件 silicon integrated circuit 非集成电路evolved 进化simultaneously同时地bipolar双极型analog模拟型 on-and-off switch通断开关 Electro-mechanical电子机械类 coil 线圈contact接触点 algebra代数 founder奠基者an electric combination lock电子号码锁factor 因子prime numbers质数Rugged恶劣的 manufacturing制造商 substantially根本地 household appliances 家用设备Versatile通用的vein静脉 surgical外科的 anatomical 人体解剖学responsive易感知的 proton质子 nucleu核心 random distribution随机分布 cylindrical圆柱形 stimulate激发 orientation静态方向 rotate轮流,旋转 detector 检测仪 emission 散发 interpret翻译cross-section截面 junction运转monitor显示器emit发出
Electrodynamics电动力学magnetism磁学astatic needle无定向磁针 Galvanometer电流器repel排斥formulation规划electromotive force电动势 Resistance电阻spectroscope分光镜pectrum光谱cesium铯demonstrate论证,证明 Rubidium铷distribution分布laureate奖金获得者wireless telegraphy无线电报 Directional antenna定向天线patent专利established建立molecule粒子
Resign退休in conjunction with与impact撞击electromagnetic induction电磁感应 Electrolysis电解blacksmith铁匠apprenticed当学徒bookbinder装订商 Recipient接受者declined谢绝presidency任期oscilloscope示波器
Display显示CRT阴极射线管instrument仪器groungbreaking突破性
第四篇:美国大学热门专业电子信息工程
美国大学热门专业电子信息工程
美国考试网 更新:2010-8-20 编辑:潘瑞奇
目前在美国,电子信息工程专业是竞争较激烈的专业之一,对于此专业奖学金的申请,更是竞争相当的激烈。在美国有名望的MIT的电子工程类专业是全世界名列前茅的专业,毕业生在理论和实践上都具有非常强的能力,学校能够为学生提供非常好的就业推荐。还有U.of Illinois-Urbana专业排名长期名列美国前茅, 并联合BUSINESS学院,提供双硕士学位课程,即MBA&AND MS DEGREE IN 电子及计算机工程专业;电子工程学院还参与医学学者项目,毕业生可以获得MEDICAL DEGREE和PHD IN 电子和计算机工程专业。根据调查显示,Georgia Institute of Technology的本校的毕业生所得的收入是最高的, 并且本校所颁发的学历在全美是认可度很高的学校.对于本科是电子信息工程专业毕业的学生,可以选择申请本专业读研究生,也可申请与之相近的专业: 如 通信工程、计算机科学与技术、电子科学与技术、生物医学工程、信息工程、信息科学技术、影视艺术技术、网络工程、信息显示与光电技术、集成电路设计与集成系统、光电信息工程、广播电视工程、电气信息工程、计算机软件、数字媒体艺术、计算机科学与技术、电气工程及其自动化、数字媒体技术、信息与通信工程、电磁场与无线技术等等。例如:亚利桑那州立大学-全美综合排名124名,而电子信息工程专业排名29位(2008年最新USNEW排行榜公布)。由此可以看出,亚利桑那大学的电子信息工程专业在研究生领域内属于顶尖之一。当然,此大学的EE系也提供本科和网上在线教育,涉及到此专业的七个不同的研究领域。而且从师资力量上来看,都是由世界级的、在业界享有威望的教授授课。学校也给研究生提供众多的工作实习机会,使学生毕业后能够快速的得到一份理想的工作。在亚利桑那州立大学,最重要的是EE专业还允许学生获得双学位即:MBA/MSE(the IraA.Fulton School of Engineering.)要想获得更多的信息,可以查看 MBA site 和Center for Professional Development site。
第五篇:电子信息工程专业学什么
目录
就业方向...........................11、数字电子线路方向。.....................12、通信方向。.......................23、多媒体方向。..........................24、电源。...............................25、射频、微波电路。.........................26、信号处理。.......................27、微电子方向。..........................28、其他方向...........................2
关于物理专业........................2
单片机、ARM、FPGA..........................3
你熟悉哪个?.........................3
什么?..............................3
数学和英语.............................4
电路模拟..........................4
单片机..............................4
编程...........................4
C/C++...............................4
嵌入式.............................4
VB.............................5
CAD...........................5
dsp............................5就业方向
如果从工程师和研究生的专业方向来看,电子信息专业的方向大概有
1、数字电子线路方向。
从事单片机(8位的8051系列、32位的ARM系列等等)、FPGA(CPLD)、数字逻辑电路、微机接口(串口、并口、USB、PCI)的开发。
更高的要求会写驱动程序、会写底层应用程序。
单片机主要用C语言和汇编语言开发,复杂的要涉及到实时嵌入式操作系统(ucLinux,VxWorks,uC-OS,WindowsCE等等)的开发、移植。大部分搞电子技术的人都是从事这一方向,主要用于工业控制、监控等方面。
2、通信方向。
一个分支是工程设计、施工、调试(基站、机房等)。另一分支是开发,路由器、交换机、软件等,要懂7号信令,各种通信相关协议,开发平台从ARM、DSP到Linux、Unix。
3、多媒体方向。
各种音频、视频编码、解码,mpeg2、mpeg4、h.264、h.263,开发平台主要是ARM、DSP、windows。
4、电源。
电源属于模拟电路,包括线性电源、开关电源、变压器等。电源是任何电路中必不可少的部分。
5、射频、微波电路。
也就是无线电电子线路。包括天线、微波固态电路等等,属于高频模拟电路。是各种通信系统的核心部分之一。
6、信号处理。
这里包括图像处理、模式识别。这需要些数学知识,主要是矩阵代数、概率和随即过程、傅立叶分析。从如同乱麻的一群信号中取出我们感兴趣的成分是很吸引人的事情,有点人工智能的意思。如雷达信号的合成、图像的各种变换、CT扫描,车牌、人脸、指纹识别等等。
7、微电子方向。
集成电路的设计和制造分成前端和后端,前端侧重功能设计,FPGA(CPLD)开发也可以算作前端设计,后端侧重于物理版图的实现。
8、其他方向
关于物理专业
物理专业从事电子技术的人,一般都偏向应用物理较多的方向,这样更能发挥自己的专长。比如模拟电路、射频电路、电源乃至集成电路设计。您要是有一定物理基
础,又爱动手,应该考虑这些比较难的方向。它们虽然入门不易,但是都是非常专业的东东,5年以上经验的基本都月入1万以上(安捷伦在北京招的射频工程师月入4000美元),而且这些专业对外行人来说都是天书,做这些行业是越老越吃香。但是,这些专业需要您最好读一下该专业的研究生。
单片机、ARM、FPGA
如果想找工作容易,就去学学单片机、ARM、FPGA,这种工作很多,几年经验的人收入在6000元以上。如果不畏惧编程、不怕数学和算法,信号处理、DSP也是很好的选择,能够承担项目的人收入在8千~1万/月左右。
你熟悉哪个?
*你熟悉网络的话,可以做企事业单位的网管、网络维护、建网站等工作。舒舒服服的。
*你能熟练使用C++编程,熟悉操作系统,你可以成为专职程序员,熟悉底层软件你还可以成为系统工程师。是比较受累的活儿,但工资不低呀!
*你能熟练使用JAVA,可以处理面向对象的企业型的应用开发,公司企业WEB页面设计、INTERNET可视化软件开发及动画等,Web服务器手机上的JAVA游戏开发等等。很时髦的工作,工作时的心情很重要,哈哈!
*你若熟悉linux,完全可以在linux世界里自由竞争,你只需要一台电脑,连上internet以及一个好的头脑就足够了。你的linux战友们将会根据你的意见,你的代码和你的其他贡献来判断你的能力,不愁找不到工作,工作会来找你拉!
*你能熟练使用protel,可以找排线路板方面的工作,如设计PC机板卡等等。循规蹈矩,安安静静,与世无争,但不能干一辈子吧?
*你单片机熟,可以找单片机开发编程应用方面的工作。小企业,小产品多多,其中也自有一番乐趣。
*你对DSP有一定基础的话,你可以在人工智能、模式识别、图像处理或者数据采集、神经网络等领域谋求一个职位。将来一准是公司的栋梁之材啊!
*你若熟悉ARM,可以成为便携式通信产品、手持运算、多媒体和嵌入式解决方案等领域里的一名产品研发工程师。哈,一个新的IT精英诞生了!
*你熟悉EDA,能熟练应用HDL语言,熟悉各种算法,如FIR、FFT、CPU等等,同时掌握最新FPGA/CPLD器件的应用,把研制的自主知识产权的模块用于ASIC。恭喜你,你马上可找到月薪上万的工作了。
什么?
什么?你什么也不会?这四年白上了!?那就去问问你们老师怎么教的你,回来再问问你自己是怎么学的!找工作的同时抓紧时间补课吧!专业是个好专业:适用面比较宽,和计算机、通信、电子都有交叉; 但是这行偏电,因此动手能力很重要; 另外,最好能是本科,现在专科找工作太难了!当然大虾除外。
数学和英语
本专业对数学和英语要求不低,学起来比较郁闷,要拿高薪,英语是必需的;吃技术这碗饭,动手能力和数学是基本功。
当然,也不要求你成为数学家,只要能看懂公式就可以了,比如微积分和概率统计公式,至少知道是在说些什么,而线性代数要求就高一些,因为任何书在讲一个算法时,最后都会把算法化为矩阵计算(这样就能编程实现了,而现代的电子工程相当一部分工作都是编程)。
电路模拟
对于动手能力,低年级最好能焊接装配一些小电路,加强对模拟、数字、高频电路(这三门可是电子线路的核心)的感性认识;工具吗就找最便宜的吧!电烙铁、万用表是必需的,如果有钱可以买个二手示波器。电路图吗,无线电杂志上经常刊登,无线电爱好者的入门书对实际操作很有好处。
单片机
另一块是单片机、CPLD/FPGA、DSP 其中单片机是必会的,51系列单片机就可以,因为这个用得最多;找块51开发板(比较便宜)自己动手编编程序就可以了 ARM单片机、FPGA、DSP开发板都比较贵,不过这是趋势,有条件就玩玩吧。
编程
C/C++
编程方面:c/c++是要会的,实际上单片机/DSP应用系统就常用c语言来开发,数据结构和操作系统是计算机软件专业最核心的课程(北大老师认为,学过这两门课就认为是学过计算机了)。
嵌入式
大型单片机(比如ARM系列)经常使用嵌入式操作系统(比如uCLinux),因此除了windows编程外,有机会可以玩玩Linux编程 另外计算机专业的数据库原理(数据库现在太重要了,最好能学学大型的比如说SQLServer、Oracle,也可以学MySQL、Access)、软件工程、计算机体系结构(如果你微机原理的底子厚也可不学)、编译原理(够难的)。
VB
windows编程:初学者还是用vb吧,真正开发用Delphi/C++Builder比较多,学vc花的代价太大,至于Java/C#现在离底层开发还比较远 底层方面还有一块是写驱动(WDM或Linux驱动),不过这些都比较专业,要对操作系统有很深的认识 电子工程的课程另一大块就是信号系统、数字信号处理、通信原理、电磁场与微波技术基础,这些课程用到很多数学,学起来比较痛苦 而且我觉得本科很难把这些课程学明白(因为你的数学基础不够),不过在理论上能搞明白一些总比稀里糊涂强 其实电子信息工程专业最核心的课程是 单片机技术,EDA技术,DSP技术和嵌入式系统 这四样,只要“精通”一样,就可以过上比较体面的生活喽。
CAD
dsp
dsp最有前途,但数学要好,5年经验薪水8千~万元 vc结合底层和复杂计算开发,有难度,5年薪水6千~万元 单片机一般在工控领域,5年薪水4~6千 我说的都是沿海大城市工资 另外只会一样工资就很低,比如单片机,如果会上位机编程,等于掌握了整个系统的开发,工资就要多1~3千 基本上越难的东西,要的人越少,工资越高 越简单、普及的东西,要的人越多,工资就少 但是如果你深入某个行业,掌握了该行业开发的整个业务流程;或者在其间结识了一些客户,手中有项目,我想年薪应该达到几十万以上吧,那时你可能就想自己开公司了!