Η παρούσα διπλωματική εργασία ερευνά και παρουσιάζει μεθόδους προσομοιώσεων βασικών ενισχυτικών διατάξεων, με σκοπό την μελέτη βασικών ιδιοτήτων τους, καθώς και την επαλήθευση της θεωρητικής τους συμπεριφοράς. Για τις προσομοιώσεις χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγο το λογισμικό TINA (Texas Instruments) και το MATLAB (Mathworks). H προσομοίωση (simulation) αποτελεί αναπόσπαστο τμήμα της διαδικασίας παραγωγής ενός ηλεκτρονικού συστήματος και χρησιμοποιείται τόσο κατά το σχεδιασμό ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (IC-integrated circuits), όσο και κατά τη σχεδίαση κυκλωμάτων με διακριτά
εξαρτήματα του εμπορίου. Παράλληλα, ωστόσο, η προσομοίωση χρησιμοποιείται ευρέως και για εκπαιδευτικούς σκοπούς,
καθώς αναπαριστά τη συμπεριφορά και τη δυνατότητα λειτουργίας διατάξεων των οποίων οι ιδιότητες διδάσκονται σε θεωρητικό επίπεδο. Οι διδασκόμενοι (φοιτητές, ακροατές σεμιναρίων αλλά ακόμα και νέοι εργαζόμενοι στη βιομηχανία) έχουν την ευκαιρία να παρακολουθήσουν μια αναπαράσταση της αναμενόμενης λειτουργίας των προς μελέτη ή σχεδίαση συστημάτων. Με αυτόν
τον τρόπο, αφενός θα κατανοήσουν με βέλτιστο τρόπο τις ιδιότητές τους και αφετέρου θα ελέγξουν τη συμπεριφορά της διάταξης πρωτού προχωρήσουν στην υλοποίησή της. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής, πραγματοποιείται μια σταδιακή προσέγγιση τόσο στις μεθόδους προσομοίωσης όσο και στους τύπους των διατάξεων που μελετώνται. Συγκεκριμένα, η παρουσίαση των μεθόδων αυτών υλοποιείται μέσα από εκπαιδευτικού χαρακτήρα παραδείγματα, ούτως ώστε ο αναγνώστης αφενός να παρατηρεί τις δυνατότητες των εργαλείων προσομοίωσης (του ΤΙΝΑ στην εν λόγω εργασία) και αφεταίρου να κατανοήσει περισσότερο τις εκάστοτε κυκλωματικές διατάξεις, οι οποίες θεωρούνται γνωστές από τη θεωρία. Η μελέτη εκκινεί από απλά βασικά γραμμικά κυκλώματα με ιδανικά στοιχεία, χωρίς την παρουσία ημιαγωγών. Επεξηγούνται έτσι οι μέθοδοι προσομοίωσης και βασικοί χειρισμοί του προγράμματος που θα ακολουθούνται στη συνέχεια. Παράλληλα, μελετώνται οι τέσσερις γενικοί τύποι ενισχυτών (τάσης από τάση, ρεύματος από τάση, ρεύματος από ρεύμα, τάσης από ρεύμα). Η συνέχεια εστιάζεται στη μελέτη των διπολικών τρανζίστορ και τρανζίστορ MOSFET, τόσο ως ξεχωριστών στοιχείων, όσο και των ενισχυτικών διατάξεων στις οποίες αυτά χρησιμοποιούνται. Οι προσομοιώσεις πραγματοποιούνται κάθε φορά τόσο σε επίπεδο συνεχούς σήματος (DC) όσο και
μικρού ή εναλλασσόμενου σήματος (AC), αναδεικνύοντας και επαληθεύοντας τις ιδιότητες των εκάστοτε ενισχυτικών βαθμίδων. Έπειτα, οι μέθοδοι ανάλυσης και προσομοίωσης επεκτείνονται σε πολυσταδικούς ενισχυτές, πηγές και καθρέπτες ρεύματος, ενώ στο τέλος μελετώνται ορισμένα συχνοτικά και παρασιτικά φαινόμενα μεγάλης σημασίας για τα όρια της λειτουργίας των
ενισχυτικών διατάξεων. Όλο το πλαίσιο της παραπάνω έρευνας περιλαμβάνει αρκετές συγκρίσεις και συμπεράσματα σχετικά με το πώς επηρεάζονται οι ιδιότητες των ενισχυτικών βαθμίδων από τις παραμέτρους τους. Ευελπιστώ σαν συγγραφέας ότι η εν λόγω εργασία θα μπορέσει να αποτελέσει ένα βοηθητικό εγχειρίδιο τόσο στην κατανόηση των βασικών ενισχυτικών διατάξεων, όσο και στη χρήση του προσομοιωτικού προγράμματος ΤΙΝΑ τόσο στην εκπαιδευτική διαδικασία, όσο και στην ακαδημαϊκή έρευνα και τη βιομηχανία.
.jpg){kind=logo}
Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής (ΠΑ.Δ.Α.)
