Εργαστηριακές Ασκήσεις Ηλεκτρονικής

Abstract

Το προτεινόμενο βιβλίο αποτελεί ένα σύγχρονο σύγγραμμα για την εκπόνηση εργαστηριακών ασκήσεων ηλεκτρονικής, που συμπεριλαμβάνει σύνοψη του θεωρητικού υπόβαθρου, αναλυτικές οδηγίες εκπόνησης σε επίπεδο προσομοίωσης και πρωτοτυποποίησης καθώς και ειδικές τεχνικές υλοποίησης, για μια σειρά θεμάτων ηλεκτρονικής. Υιοθετείται μια ολιστική προσέγγιση της αναλογικής και ψηφιακής θεώρησης, σε άμεση σύνδεση με χρήσιμες, σύγχρονες εφαρμογές. Τα προτεινόμενα θέματα ηλεκτρονικής συμπεριλαμβάνουν την εισαγωγή στην προσομοίωση spice και πρωτοτυποποίηση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, τη δοκιμή παθητικών διατάξεων και απλών συστημάτων ταλάντωσης, τη λειτουργία και άμεσες εφαρμογές των MOSFET, κυκλώματα σε επίπεδο τελεστικού ενισχυτή, υλοποίηση λογικών πυλών, δοκιμή συνδυαστικών ψηφιακών συστημάτων και λύση προβλημάτων μηχανικής με υλοποίηση ψηφιακών μηχανών. Επιπλέον, συμπεριλαμβάνονται δύο ασκήσεις σύγχρονων τεχνικών πρωτοτυποποίησης σε επίπεδο τυπωμένης πλακέτας και μικρομηχανικής. Τα θέματα συνδέονται με εφαρμογές που συμπεριλαμβάνουν έξυπνα συστήματα περιβαλλοντικής ηλεκτρονικής, ηλεκτρονικά συστήματα οχημάτων, σύγχρονων οικιακών και επαγγελματικών εγκαταστάσεων και δικτύων κοινής ωφέλειας. Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει προεκτάσεις καινοτομίας καθώς καλλιεργεί τις κατάλληλες δεξιότητες (σύλληψη εφαρμογής, προσομοίωση, πρωτοτυποποίηση και εργαστηριακή δοκιμή) για την ανάπτυξη πρωτότυπων συστημάτων σε τομείς όπως ενεργειακά αυτόνομα δίκτυα αισθητήρων και μικροηλεκτρομηχανολογικά συστήματα. Ο στόχος του προτεινόμενου συγγράμματος είναι η ενεργοποίηση δημιουργικού ενδιαφέροντος, η πρακτική εμπέδωση της θεωρίας και τεχνολογίας ηλεκτρονικής καθώς και η ανάπτυξη των απαραίτητων δεξιοτήτων (προσομοίωση, υλοποίηση, τεχνική κατάρτιση) για την υλοποίηση πρωτότυπων συστημάτων.

The book includes 18 laboratory exercises on electronics that combine basic analysis, spice simulation, circuit prototyping and measurements. The topics follow a holistic approach combining the basic concepts of analogue and digital electronics while developing basic simulation and prototyping skills. The topics include introduction to spice simulation, circuit prototyping, passive device testing, electronic system analysis and the graphical load line method. They also include exercises focusing on diode circuits, bipolar transistor polarisation and amplifiers, metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) circuits and amplifiers and linear operational amplifier circuits. An exercise on digital gates implementation and the complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology is also included. Finally, laboratory exercises on some more advanced circuits, namely comparators, a relaxation oscillator, a digital timer and an amplitude modulator are presented. The final exercise is focused on soldering techniques and circuit board prototyping. Five appendixes are also included, providing general prototyping instructions, integrated circuit handling, supporting simulation examples in great detail, a custom spice model library and a glossary with terms on electronics. The objective of the book is to stimulate interest and provide the basic required skills to first-year engineering students for electronic device prototyping, analysis and testing.