ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΙΣΤΟΡΙΚΟ - ΣΤΟΧΟΙ

ΙΣΤΟΡΙΚΟ

Το Εργαστήριο Ηλεκτρονικής της ΣΝΔ ξεκίνησε την αναβάθμισή του από το έτος 2002 – με τη μεταφορά του στα νέα κτίρια των εργαστηρίων ΣΝΔ – με σταδιακές αγορές οργάνων και υποδομών. Το έτος 2008 είχε ολοκληρωθεί η αγορά των βασικών εργαστηριακών οργάνων για την κάλυψη της διδασκαλίας του εργαστηρίου ηλεκτρονικής του 3ου έτους. Οι Ναυτικοί Δόκιμοι εξοικειώνονται με την υλοποίηση και τις μετρήσεις ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.

ΣΤΟΧΟΙ

Απώτερος στόχος του Εργαστηρίου Ηλεκτρονικής της ΣΝΔ, πέραν των κατασκευών και των μετρήσεων είναι η δημιουργία ενός εργαστηρίου που θα δίνει τη δυνατότητα στον εκπαιδευόμενο να σχεδιάζει, να υλοποιεί και να προσομοιώνει ηλεκτρονικά κυκλώματα/ συστήματα και στη συνέχεια με τη βοήθεια κατάλληλων μετρητικών διατάξεων να επεξεργάζεται (με τη βοήθεια Ηλεκτρονικού Υπολογιστή) και να αξιολογεί τα αποτελέσματα. Η χρήση κατάλληλων προγραμμάτων σχεδίασης και προσομοίωσης (εικονικό εργαστήριο) δίνει τη δυνατότητα πρόβλεψης της συμπεριφοράς των προς υλοποίηση συστημάτων.

Ο επιχειρησιακός στόχος είναι ο εκσυγχρονισμός του Εργαστηρίου ώστε να ανταποκρίνεται στο ρόλο του σύμφωνα με τα δεδομένα του Νόμου περί ΑΣΕΙ με εξοπλισμό ή αναβάθμιση οργάνων και υποδομών που προορίζονται για έρευνα. Συνοψίζοντας, οι στόχοι είναι οι ακόλουθοι:

Εκπαίδευση Ναυτικών Δοκίμων με σύγχρονες μεθόδους στην επιστήμη του Ηλεκτρολόγου-Ηλεκτρονικού Μηχανικού
Εκπόνηση διπλωματικών εργασιών
Υποστήριξη μεταπτυχιακών σπουδών
Υποστήριξη ερευνητικού έργου
Παροχή συμβουλευτικών, και μελετητικών υπηρεσιών σε θέματα που απασχολούν το Πολεμικό Ναυτικό

ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ I (Γ' ΕΤΟΣ, ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ): 4 ώρες/εβδομάδα

ΕΒΔ	ΘΕΩΡΙΑ (2 ώρες/εβδομάδα)	ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ (2 ώρες/εβδομάδα)
1	Χαρακτηριστικά ημιτονοειδούς σήματος. Σήματα DC-AC. Σειρές Fourier.	Εισαγωγή. Όργανα εργαστηρίου.
2	Θεωρήματα ηλεκτρονικής. Ορισμοί dB, dBm. Κέρδος και απώλειες.	Πλακέτα μη μόνιμης συνδεσμολογίας. Μετρήσεις.
3	Επισκόπηση Ηλεκτρονικής Φυσικής. Ενώσεις p-n.	Παλμογράφος.
4	Δίοδος Λυχνία. Δίοδος ημιαγωγών.	Kρυσταλλοδίοδος.
5	Δίοδοι και Ψαλιδιστές.	Ψαλιδιστές.
6	Ανορθωτικές Διατάξεις και Μετ/μός Fourier. Βαθμίδες τροφοδοτικών.	Δίοδος Zener.
7	Φίλτρα και Κυμάτωση στα Τροφοδοτικά.	Ανορθωτικές διατάξεις.
8	Συνάρτηση μεταφοράς. Αναλογικά φίλτρα.	Ενεργά φίλτρα.
9	Τάξεις Φίλτρων. Παθητικά βαθυπερατά και υψιπερατά φίλτρα 1ης τάξης. Κυκλώματα παραγώγισης και ολοκλήρωσης.	Τροφοδοτικά.
10	Ζωνοπερατά φίλτρα. Φίλτρα ανώτερης τάξης.	Τροφοδοτικά (προσομοίωση).
11	Τελεστικός ενισχυτής. Συνδεσμολογίες. Κυκλώματα με Τελεστικούς Ενισχυτές.	Σχεδίαση Τροφοδοτικού.
12	Ενεργά φίλτρα σε αναστρέφουσα και μη αναστρέφουσα συνδεσμολογία.	Αναστρέφων - Μη Αναστρέφων Ενισχυτής.
12	Συνάρτηση μεταφοράς. Αναλογικά φίλτρα.	Ενεργά φίλτρα.
13	Δίθυρα. Ισοδύναμα κυκλώματα. Μήτρα υβριδικών παραμέτρων.	Ενεργά Φίλτρα (προσομοίωση).
14	Επανάληψη-Διαγώνισμα.	Εξέταση στο Εργαστήριο.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ II (Γ' ΕΤΟΣ, ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ): 5 ώρες/εβδομάδα

ΕΒΔ	ΘΕΩΡΙΑ (3 ώρες/εβδομάδα)	ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ (2 ώρες/εβδομάδα)
1	Τρανζίστορ BJT. Ενισχυτές στην κατάσταση DC.	Τρανζίστορ Διπολικών Ενώσεων BJT.
2	Ενισχυτές στην κατάσταση AC (Υβριδικό Ισοδύναμο ενισχυτή με BJT).	Ενισχυτής με BJT, Μετρήσεις.
3	Ανάδραση (Ενισχυτής με ανάδραση στον Εκπομπό και στη Βάση) και Ταλαντωτές.	Απόκριση Συχνότητας Ενισχυτή με BJT.
4	Ασκήσεις στους Ενισχυτές.	Προσομοίωση Ενισχυτή με BJT.
5	Θυρίστορ.	Το κύκλωμα 555.
6	Τρανζίστορ JFET-MOSFET, Αρχή Λειτουργίας, Στατικές χαρακτηριστικές, Ισοδύναμα κυκλώματα.	Πύλες Ψηφιακής Λογικής.
7	Μη γραμμικά φαινόμενα, Παραμόρφωση στους ενισχυτές, Θόρυβος σε δίθυρα.	Υλοποίηση Συνδυαστικών Κυκλωμάτων με SSI.
8	Η ιδέα της διαμόρφωσης, Κυκλώματα διαμορφωτών και φωρατών.	Αριθμητικά Κυκλώματα.
9	Ψηφιακή Λογική (Πύλες, Δυαδικοί Αριθμοί, Άλγεβρα και Συναρτήσεις Βoole, Πίνακας Αλήθειας).	Δεκαδικός Απαριθμητής.
10	Απλοποίηση Συναρτήσεων, Κώδικες, Αδιάφοροι όροι.	Προσομοίωση Σύγχρονων Ακολουθιακών Κυκλωμάτων.
11	Συνδυαστικά Κυκλώματα (Αθροιστής, Κωδικοποιητής, Αποκωδικοποιητής, Πολυπλέκτης, ROM).	Θυρίστορ.
12	Flip-Flop τύπου D, T, J-K (Διαγράμματα, εξισώσεις και πίνακες καταστάσεων, Πίνακες διέγερσης).	Τρανζίστορ Εγκάρσιου Πεδίου.
13	Σύγχρονα Ακολουθιακά Κυκλώματα.	Προσομοίωση Ενισχυτή με FET.
14	Επανάληψη-Διαγώνισμα.	Εξέταση στο Εργαστήριο.

Η αναλυτική περιγραφή της ύλης των μαθημάτων αναγράφεται στους Οδηγούς Σπουδών της ΣΝΔ όπου μπορείτε να τους βρείτε εδώ.

ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΑ

Ασκήσεις Εργαστηρίου Ηλεκτρονικής Γ’ έτους, Ευαγγελία Α. Καραγιάννη, Μαριαλένα Σ. Σκλαβούνου, Ανδρέας Δ. Τσιγκόπουλος, Μιχαήλ Η. Φαφαλιός, Εκδόσεις ΣΝΔ, 2014
Στοιχεία Ηλεκτρονικής, Ευαγγελία Α. Καραγιάννη, Ανδρέας Δ. Τσιγκόπουλος, Μιχαήλ Η. Φαφαλιός, Β’ έκδοση, Εκδόσεις ΣΝΔ, 2013
Αναλογικά Κυκλώματα Τηλεπικοινωνιών, Ε. Καραγιάννη, Εκδόσεις ΣΝΔ, 2014
Ψηφιακά Κυκλώματα, Α. Τσιγκόπουλος, ΣΝΔ, 2013

Τα διδακτικά εγχειρίδια διατίθενται σε ηλεκτρονική μορφή στην διαδικτυακή πλατφόρμα τηλε-εκπαίδευσης.

ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ

To Εργαστήριo Ηλεκτρονικής αποσκοπεί στην παροχή υψηλής ποιότητας εκπαιδευτικών υπηρεσιών προς τους Ν. Δοκίμους. Στα πλαίσια αυτά, πέραν των οργάνων και υλικών για ερευνητικούς σκοπούς, το Εργαστήριο είναι εξοπλισμένο με προβολικό, πίνακες μαρκαδόρου, φοριαμούς για τα αναλώσιμα υλικά, αποθηκευτικούς χώρους για τα μη αναλώσιμα υλικά και δεκατέσσερις (14) πάγκους εργασίας.

Ο κάθε πάγκος εργασίας είναι εξοπλισμένος με τα ακόλουθα όργανα:

1 παλμογράφο Tektronix TDS210 two channel (έως 60 ΜΗz)
1 ψηφιακό παλμογράφο 4 καναλιών GDS 1054B GOOD WILL INSTEK
1 τριπλό τροφοδοτικό TTi PL320QMT (quad-mode) (32V, 2A)
1 τριπλό τροφοδοτικό RITA (AC, DC, 6.3V AC)
1 Ηλεκτρονικό Υπολογιστή
1 γεννήτρια συχνοτήτων TTi TG230 sweep/function generator (εώς 2ΜΗz)
1 γεννήτρια συχνοτήτων AFG-2005 GOOD WILL INSTEK GWIAFG2005
1 ευρυζωνικό ενισχυτή TTi WA301 (30V)
1 πολύμετρο ΤΤi 170S programmable dual display
2 πολύμετρα FLUKE 801A, ή Global ή Keithley (ψηφιακής εξόδου) ή Simpson (αναλογικής εξόδου) ή ESCORT EDM-83BS (φορητά)
2 ψηφιακά πολύμετρα GDM8245
1 συχνόμετρο ΤΤi TF830 (1-3GHz)

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΝΤΑ

Αναλογικά Φίλτρα (Ενεργά, Παθητικά, Μικροκυματικά)
Ασύρματα μικροκυματικά δίκτυα
Ασύρματες Οπτικές Επικοινωνίες – Επίγειες και υποβρύχιες
Ενισχυτές ισχύος και ενισχυτές χαμηλού θορύβου για πομποδέκτες στην X-band
Ηλεκτρονικά Όργανα Μέτρησης και εφαρμογές
Ηλεκτρονικές εφαρμογές Ηλεκτρονικού Πολέμου
Κεραίες για επίγειες και υποβρύχιες WLAN ζεύξεις
Μη γραμμικά δυναμικά συστήματα
Μη καταστροφικός έλεγχος
Μικροκυματικές κεραίες RFIDs, Μεταϋλικά
Μοντέλα εξασθένισης ηλεκτρομαγνητικού κύματος στην ατμόσφαιρα
Οπτικοηλεκτρονικές ημιαγωγικές διατάξεις – lasers
Οργανολογία και Μετρήσεις
Συστήματα επικοινωνιών οπτικών ινών
Υπέρ-ευρυζωνικές εφαρμογές
Χρήση Terahertz gap

ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ - ΕΡΓΟ

Στο έργο του Εργαστηρίου Ηλεκτρονικής περιλαμβάνονται:

η παροχή υψηλής ποιότητας εκπαιδευτικών υπηρεσιών προς τους Ν. Δοκίμους
η παροχή συμβουλευτικών, και μελετητικών υπηρεσιών σε θέματα που απασχολούν το Πολεμικό Ναυτικό (όπως VLF και LF κεραίες, ηλεκτρονικά συστήματα πλοίου)
η παρακολούθηση των διεθνών επιστημονικών εξελίξεων και η συμμετοχή σε αυτές

Στα πλαίσια της συμμετοχής στις διεθνείς επιστημονικές εξελίξεις, τα μέλη του Εργαστηρίου Ηλεκτρονικής πραγματοποιούν κάθε χρόνο σημαντικό αριθμό επιστημονικών δημοσιεύσεων. Το σύνολο αυτών παρουσιάζεται εδώ.

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΡΓΑ

RADAR: “Ετερογενής Τρισδιάστατη Ολοκλήρωση με χρήση ρηξικέλευθων νανοτεχνολογιών για τη νέα γενιά μικροκυματικών πομποδεκτών ισχύος”, Τ1ΕΔΚ-00329, Ενιαία Δράση Κρατικών Ενισχύσεων Έρευνας, Τεχνολογικής Ανάπτυξης & Καινοτομίας «Ερευνώ – Δημιουργώ - Καινοτομών» Α’ κύκλος, ΕΠΑνΕΚ 2014-2020, Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα- Επιχειρηματικότητα-Καινοτομία»

Site: https://radar-project.iesl.forth.gr/

Το έργο ΡΑΝΤΑΡ διεξάγει έρευνα στο χώρο των παραμετροποιήσιμων «έξυπνων» μικροκυματικών πομποδεκτών νέας γενεάς συνδυάζοντας τη νανοτεχνολογία με μικρο/νανοηλεκτρονική και πρωτοπόρα 2D και 3D ετερογενή ολοκλήρωση, δημιουργεί προϊόντα με αυξημένη λειτουργικότητα που εκτείνονται πέραν της τεχνολογίας αιχμής και καινοτομεί στην αγορά των πομποδεκτών εκμεταλλευόμενο μία “unique business window opportunity” για εφαρμογές από μελλοντικά ασύρματα δίκτυα 5G μέχρι τα επερχόμενα επίγεια και ιπτάμενα ραντάρ. Το έργο έχει τριετή διάρκεια (από το Μάιο 2018), συνεργάζονται 7 φορείς και συντονιστής είναι το ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) της Κρήτης. Η ΣΝΔ ως εταίρος έχει αναλάβει τη βελτιστοποίηση της απόδοσης για τα κυκλώματα GaN MMIC, δηλαδή τον ενισχυτή υψηλής ισχύος (HPA) και τον ενισχυτή χαμηλού θορύβου (LNA). Η μοντελοποίηση θα γίνει χρησιμοποιώντας λογισμικά ηλεκτρονικής σχεδίασης και ηλεκτρομαγνητικής προσομοίωσης όπως ADS, HFSS, EMPro και CST, προκειμένου να επιτευχθεί η βελτιστοποίηση της απόδοσης. Η σχεδιαστική βιβλιοθήκη θα ολοκληρωθεί τμηματικά μέσω ικανού αριθμού ανατροφοδοτούμενων κύκλων σχεδιασμού, κατασκευής, χαρακτηρισμού και σύγκρισης μεταξύ υπολογιστικών και πειραματικών δεδομένων. Στο συγκεκριμένο έργο, το εργαστήριο Ηλεκτρονικής συνεργάζεται με το εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών και το εργαστήριο Ναυτικών Υλικών.

ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΣΥΡΜΑΤΩΝ ΟΠΤΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ: Η ερευνητική αυτή συνεργασία είναι σε εξέλιξη και διεξάγεται από κοινού με το Τμήμα Φυσικής (Τομέα Ηλεκτρονικής, Τηλεπικοινωνιών, Υπολογιστών και Αυτομάτου Ελέγχου). Το έργο αφορά στην εγκατάσταση ασύρματου οπτικού συστήματος FSO μεταξύ της ΣΝΔ και του Φάρου Ψυττάλειας (ευθύνης του Πολεμικού Ναυτικού). Η προμήθεια του συστήματος έγινε μέσω του ΠΕΑΝ 2011 και η εγκατάσταση και λειτουργία του ολοκληρώθηκε εντός του 2011. Το σύστημα λειτουργεί αδιάλειπτα μέχρι σήμερα και λαμβάνονται μετρήσεις της χωρητικότητας (ρυθμός δεδομένων) και του ρυθμού σφαλμάτων της ζεύξης ώστε τα πειραματικά δεδομένα να συγκριθούν με αντίστοιχα θεωρητικά αποτελέσματα της κοινής ερευνητικής ομάδας ΣΝΔ και Παν/μίου Αθηνών, για να μελετηθεί διεξοδικά η επίδραση των ατμοσφαιρικών και καιρικών συνθηκών στις επιδόσεις του συστήματος και να εξαχθούν συμπεράσματα για τη βελτιστοποίησή του, σε ό,τι αφορά το μέγιστο ρυθμό μετάδοσης, τις διαλείψεις, την πιθανότητα διακοπής και την εν γένει αξιοπιστία του. Τελικός σκοπός είναι η χρήση παρόμοιων συστημάτων για μετάδοση πραγματικών δεδομένων του ΠΝ δεδομένου ότι τα συστήματα αυτά παρέχουν υψηλή ασφάλεια μετάδοσης (δεν υποκλέπτονται) και δεν παρεμβάλλονται από πιθανούς παρεμβολείς.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΤΡΙΩΝ ΑΞΟΝΩΝ ΣΕ ΠΛΟΙΟ ΥΠΟ ΚΛΙΜΑΚΑ: Tα στατικά μαγνητικά (ΣΜ) πεδία των πλοίων παράγονται από τα σιδηρομαγνητικά υλικά του πλοίου και περιλαμβάνουν: (α) Μόνιμα μαγνητικά πεδία (Permanent magnetism PM), λόγω του κύτους του πλοίου, των υπερκατασκευών, μηχανών, ή άλλων ευμεγεθών εξαρτημάτων του πλοίου που αποτελούνται από σιδηρομαγνητικά υλικά και (β) Επαγόμενα μαγνητικά πεδία (Induced Magnetism, IM) που προκαλούνται από την παρουσία του πλοίου στο γήινο μαγνητικό πεδίο. Με αυτά τα δεδομένα, σε ένα υπό κλίμακα πλοίο «μοντέλο» μέσα σε υδάτινο περιβάλλον εκπονήθηκε ερευνητική εργασία: (α) Μέτρηση, αποθήκευση και ανάλυση δεδομένων Μόνιμης και Επαγόμενης Μαγνητικής διαταραχής και (β) Υπολογισμός και υπόδειξη της επιθυμητής ρύθμισης των ρευμάτων αντιμαγνητικού καλωδίου για την βελτίωση και μείωση της μαγνητικής υπογραφής του πλοίου.