Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Σχολή Ηλεκτρ. Μηχ/κών και Μηχ/κών Υπολογιστών

Μάθημα: Θεωρία Δικτύων

• Περιεχόμενο (Στόχοι μαθήματος, Διδάσκοντες, Αναλυτική Περιγραφή, Οργάνωση)
• Εκπαιδευτικό υλικό (Βιβλιογραφία, Εργασίες/Ασκήσεις)
• Ανακοινώσεις - What's new
  
  02/01/2011: Αναρτήθηκε η νέα ιστοσελίδα του μαθήματος (στο mycourses.ntua.gr).
  Υλικό και Ανακοινώσεις του μαθήματος θα καταχωρούνται εφεξής στη νέα ιστοσελίδα.
  
  

Περιεχόμενο

  
    Τρύφων Κουσιουρής (3o τμήμα, N-Ω)
    Καθηγητής ΕΜΠ
    Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχ/κών και Μηχ/κών Υπολογιστών  
    Τομέας Σημάτων, Ελέγχου και Ρομποτικής  
     tkous@softlab.ece.ntua.gr
    
    Νικόλαος Μαράτος (1o τμήμα, Α-Ι)
    Καθηγητής ΕΜΠ
    Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχ/κών και Μηχ/κών Υπολογιστών  
    Τομέας Σημάτων, Ελέγχου και Ρομποτικής  
     maratos@ece.ntua.gr
    
    Κων/νος Τζαφέστας (2o τμήμα, Κ-Μ)    
    Επίκουρος Καθηγητής ΕΜΠ    
    Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχ/κών και Μηχ/κών Υπολογιστών  
    Τομέας Σημάτων, Ελέγχου και Ρομποτικής  
    Γραφείο: Κτήριο Ηλεκτρολόγων, 2ος όροφος, γραφείο 21.11     
    Τηλ. (γραφείο) 210-772 3687,    
     ktzaf@cs.ntua.gr   
     http://www.softlab.ntua.gr/~ktzaf 

Αναλυτική Περιγραφή Μαθήματος

1. Εισαγωγή και Γενικεύσεις Νόμων Kirchhoff

   • Προσέγγιση Συγκεντρωμένων Κυκλωμάτων
   • Νόμοι Kirchhoff: ΝΤΚ με τάσεις κόμβων, ΝΡΚ με Gaussian επιφάνεις και με ομάδες διαχωρισμού
   • Γράφος κυκλώματος
   • Έκφραση νόμων Kirchhoff με Μήτρα Γράφου
   • Θεώρημα Tellegen

2. Στοιχεία Κυκλωμάτων, Γραμμικά και Μη-γραμμικά

   • Μονόθυροι Αντιστάτες: Γραμμικοί, μη-γραμμικοί, χρονικά-μεταβαλλόμενοι. Δίοδοι, κοίλοι/κυρτοί γενικευμένοι αντιστάτες, ανεξάρτητες πηγές. Σύνδεση αντιστατών, γραφική μέθοδος. Τμηματικά-ευθύγραμμη προσέγγιση. DC Ανάλυση (σημεία λειτουργίας). Ανάλυση αδύνατου σήματος (small-signal analysis).
   • Πολύθυροι-Πολυτερματικοί Αντιστάτες. Γραμμικοί, μη-γραμμικοί, χρονικά-μεταβαλλόμενοι. Εξαρτημένες πηγές, Γυράτορας, Ιδανικός Μετασχηματιστής. Τρανζίστορ. DC ανάλυση. Ανάλυση αδύνατου σήματος.
   • Τελεστικοί Ενισχυτές. Μοντέλα γραμμικής και μη-γραμμικής λειτουργίας. Εφαρμογές.
   • Πυκνωτές: γραμμικοί, μη-γραμμικοί, χρονικά-μεταβαλλόμενοι.
   • Επαγωγείς: γραμμικοί, μη-γραμμικοί, χρονικά-μεταβαλλόμενοι.
   • Συζευγμένοι Επαγωγείς.

3. Μέθοδοι Γραφής Εξισώσεων Δικτύων

   • Τοπολογική ανάλυση δικτύου με γράφους
   • Απλή Μέθοδος Κόμβων (Node Analysis)
   • Μέθοδος Αραιού Πίνακα: με Κόμβους, Θεμελιώδεις Ομάδες Διαχωρισμού, Θεμελιώδεις Βρόχους
   • Μέθοδος Θεμελιωδών Ομάδων Διαχωρισμού (Fundamental Cut-Set Analysis) και
     Μέθοδος Θεμελιωδών Βρόχων (Fundamental Loop Analysis)
   • Τροποποιημένη Μέθοδος Κόμβων
   • Εξισώσεις Κατάστασης.
   • Μέθοδοι με δύο γράφους (I- και V- γράφος): μέθοδος αραιού πίνακα με 2 γράφους, τροποποιημένη μέθοδος κόμβων με 2 γράφους.

4. Επίλυση και Αποκρίσεις Δικτύων Γραμμικών και Χρονικά-Αμετάβλητων

   • Μετασχηματισμός Laplace. Συνέλιξη.
   • Απόκριση Μηδενικής Κατάστασης και Μηδενικής Εισόδου.
   • Συνάρτηση Μεταφοράς, Πόλοι/Μηδενικά, Φυσικές συχνότητες.
   • Διέγερση Ιδιορυθμών
   • Κρουστική και Βηματική Απόκριση
   • Ημιτονοειδής Μόνιμη Απόκριση
   • Απόκριση Συχνότητας, Πλάτους, Φάσης.
   • Διαγράμματα Bode.
   • Ταλάντωση, Συντονισμός
   • Φίλτρα
   • Ευστάθεια

5. Σημαντικά Θεωρήματα Δικτύων

   • Γραμμικά Κυκλώματα Αντιστατών: Θεώρημα Επαλληλίας, Θεώρημα Thevenin-Norton.
   • Μη-γραμμικά Κυκλώματα Αντιστατών: Θεώρημα Αντικατάστασης.
   • Δυναμικά Κυκλώματα: Θεώρημα επαλληλίας για γραμμικά δυναμικά κυκλώματα, θεώρημα αντικατάστασης για δυναμικά κυκλώματα.
   • Δίθυρα: Θεώρημα αντικατάστασης διθύρων. Θεώρημα αμοιβαιότητας.

6. Ανάλυση Διθύρων Δικτύων

   • Περιγραφές διθύρων.
   • Μετατροπή περιγραφών διθύρων δικτύων.
   • Διπλά τερματισμένα δίθυρα δίκτυα.
   • Διασύνδεση διθύρων δικτύων.
   • Αμοιβαία και συμμετρικά δίθυρα.

Ωρολόγιο πρόγραμμα

Οργάνωση

Εκπαιδευτικό υλικό

Διαφάνειες Διαλέξεων (Κ.Τζαφέστα)

• Διαφάνεις Διαλέξεων Ενότητα 1 (από [2] και [3]).
  
• Διαφάνεις Διαλέξεων Ενότητα 2 (από [2]: "Θεωρία Δικτύων: Συμπληρωματικές Σημειώσεις", Π. Μαραγκός).
  
• Συμπληρωματικές σημειώσεις για την Ενότητα 3 του μαθήματος (αποσπάσματα από [2]).
  
• Συμπληρωματικές σημειώσεις για το Κεφάλαιο: "Ανάλυση Ευσταθείας Γραμμικών Κυκλωμάτων" της Ενότητας 4 του μαθήματος.
  

Λυμένα θέματα

• Προστέθηκαν Λύσεις των θεμάτων εξέτασης (κανονικής και επαναληπτικής περιόδου) των Ακαδ. Ετών 2003 και 2004.
  
• Λύση του 1ου θέματος της κανονικής εξέτασης Φεβρουαρίου 2005.
  
• Λύσεις των θεμάτων εξέτασης, της κανονικής περιόδου 2003 του μαθήματος (Φεβρουάριος 2003).
  
• Λύση της άσκησης 2-1, της 2ης Σειρά Ασκήσεων του μαθήματος, του Ακ. Έτους 2002-03.
  
• Λύσεις της 1ης Σειράς Ασκήσεων του μαθήματος (Ακ. Έτος 2002-03).
  
  

Ασκήσεις Μαθήματος

• Οι ασκήσεις και εργασίες του μαθήματος θα ανακοινώνονται στη νέα ιστοσελίδα του μαθήματος (στο mycourses.ntua.gr)

Οδηγίες για να "κατεβάσετε" σε ηλεκτρονική μορφή τα αρχεία .pdf:
Download .pdf files, κάνοντας "δεξιό click" με το ποντίκι (πάνω στο link του PDF αρχείου), και εν συνεχεία επιλέγοντας --> "Save Link As..." to download and save file locally on disk, and then open (and print) it locally using Adobe Acrobat Reader

Οι ασκήσεις είναι προαιρετικές, και θα συνυπολογιστούν θετικά στο βαθμό της τελικής εξέτασης, ανάλογα με την πληρότητα και την ορθότητα των παραδοτέων λύσεων (απαγορεύονται φυσικά αντιγραφές μεταξύ των φοιτητών)