Αντικείμενο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η σχεδίαση ενός ενισχυτή χαμηλής τάσης τροφοδοσίας για την ανίχνευση καρδιακών σημάτων σε βηματοδότες. Οι επιταγές της σύγχρονης τεχνολογίας για τα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι η χαμηλή κατανάλωση ισχύος, η χρήση χαμηλής τάσης τροφοδοσίας, η μείωση του κόστους παραγωγής, οι όλο και μικρότερες διαστάσεις των transistors και ταυτόχρονα υψηλές επιδόσεις. Η χρήση όμως της χαμηλής τάσης τροφοδοσίας αποτελεί πρόκληση από σχεδιαστικής άποψης, για την ταυτόχρονη μείωση της κατανάλωσης ισχύος χωρίς να υποβαθμίζεται η ποιότητα του σήματος. Αυτό το πρόβλημα λύνουν μέθοδοι όπως η σχεδίαση στο πεδίο του λογαρίθμου. Τα συστήματα στο πεδίο του λογαρίθμου (Log-Domain systems) αποτελούν υποκατηγορία των συστημάτων συμπίεσης – αποσυμπίεσης (companding systems) και ανήκουν στα ELIN (Externally Linear Internaly Non-linear) συστήματα. Τα πλεονεκτήματα των συστημάτων στο πεδίο του λογαρίθμου είναι η μεγάλη δυναμική περιοχή (Dynamic Range), η δυνατότητα επεξεργασίας μεγάλων σημάτων (large signal), καθώς και η λειτουργία σε περιβάλλον χαμηλής τροφοδοσίας. Υλοποιώντας φίλτρα στο πεδίο του λογαρίθμου προσφέρονται ελκυστικά χαρακτηριστικά όπως η ηλεκτρονική ρύθμιση της συχνότητας αποκοπής ή κεντρικής συχνότητας (electronic tuning) και η σχεδίαση χωρίς παθητικές αντιστάσεις (resistorless realization). Η καρδιά είναι ένα περίπλοκο σύστημα το οποίο φροντίζει για την κυκλοφορία του αίματος στο σώμα. Το έναυσμα για την εκκίνηση κάθε καρδιακού κύκλου προέρχεται από ένα ηλεκτρικό σήμα το οποίο ξεκινάει από το φλεβοκόμβο και διαδίδεται στο υπόλοιπο μυοκάρδιο, για να ξεκινήσει ένας νέος καρδιακός κύκλος. Σε ορισμένες περιπτώσεις η καρδιά δεν λειτουργεί σωστά και το ρόλο του φλεβοκόμβου έρχεται να καλύψει το ηλεκτρονικό σύστημα του βηματοδότη, το οποίο ανιχνεύει το καρδιακό σήμα και όταν κριθεί απαραίτητο εφαρμόζει την κατάλληλη θεραπεία με ηλεκτρικές ώσεις. Για την βελτίωση της ποιότητας ζωής ασθενών με καρδιακά προβλήματα ένας βηματοδότης πρέπει να έχει όσο δυνατόν μικρότερο μέγεθος και μεγαλύτερη αυτονομία. Η πρόοδος της τεχνολογίας αποζητά τη σχεδίαση ενός συστήματος ενισχυτή για την ανίχνευση καρδιακών σημάτων πλέον ικανό να ανταπεξέλθει στη χαμηλή τάση τροφοδοσίας και να έχει μεγάλη αυτονομία λειτουργίας για την εισαγωγή του π.χ. σε ένα βηματοδότη. Το σύστημα που προτείνεται σε αυτή τη Διπλωματική Εργασία έχει ως σκοπό να εκπληρώσει τις ανάγκες αυτές χρησιμοποιώντας κυκλώματα τα οποία μπορούν να λειτουργήσουν σε χαμηλή τάση τροφοδοσίας και ταυτόχρονα να μειώνουν την κατανάλωση ισχύος. Η υλοποίηση των κυκλωμάτων μόνο με CMOS transistors στην περιοχή υποκατωφλίου, εκτός του γεγονότος ότι μειώνει το κόστος παραγωγής καθώς δεν χρησιμοποιούνται BJT transistors, προσφέρει λόγω της τεχνικής σχεδίασης στο πεδίο του λογαρίθμου και μεγάλη δυναμική περιοχή. Για την τεχνολογία 0.35μm της AMS επιτυγχάνεται λειτουργία σε περιβάλλον με 0.5V τάση τροφοδοσίας και κατανάλωση ισχύος της τάξης των 2.92nW. Ο ενισχυτής για την ανίχνευση καρδιακών σημάτων που προτείνεται, περιλαμβάνει ένα ζωνοπερατό φίλτρο σχεδιασμένο στο πεδίο του λογαρίθμου και τα κυκλώματα απόλυτης τιμής, μετατροπής της ενεργής τιμής σήματος σε σταθερό ρεύμα και συγκριτή ρεύματος. / This M.Sc Thesis deals with the design of a low voltage cardiac sense amplifier for pacemakers. The demands of modern technology for integrated circuits are low power consumption, ultra low power supply voltage, reduction of the production cost and high performance. Due to the fact that the use of low power supply voltage is a design challenge, the employment of the Log-Domain filter technique is an attractive solution for realizing high-performance analog processing systems. Log-Domain systems are a sub-category of compading (compressing/expanding) systems and belong to ELIN (Externally Linear Internaly Non-linear) systems. The advantages of Log-Domain systems are large dynamic range, handling of signals with relatively large amplitude, realization in a low-voltage environment, electronic tuning of their frequency characteristics and resistorless realizations. The heart is a complex system that takes care of blood circulation for the whole body. The trigger to commence the cardiac cycle is an electric signal which starts from the sinus node and expands to the rest of the myocardium in order for a new cardiac cycle to set off. In some cases, the heart does not function properly and the role of the sinus node is taken by a pacemaker, who senses the cardiac signal and when it is judged, it cures the problem with an electric pulse. In order to improve the patient’s quality of life a pacemaker has to be small in size and a prolonged battery life. Technological evolution and market demands have led to a demand for a design of a cardiac sense amplifier capable of coping with low power supply voltage and long battery life. The proposed system of this M.Sc thesis is meant to fulfill these needs by using circuits capable of functioning in a low power supply voltage environment as well as reducing power consumption. Implementing those circuits solely with CMOS transistors in the sub -threshold region, not only does it reduce the production cost since no BJT transistors are used but also it offers a large dynamic range due to the design of the circuits. For the AMS 0.35μ CMOS process of by the system functions for a power supply voltage of 0.5V while it dissipates 2.92nW. The proposed cardiac sense amplifier consists of a bandpass Log-Domain filter and circuits like an absolute value circuit, an rms-dc current converter circuit and a current comparator, which were carefully designed in order to follow the demands of modern technology and achieve the goal of low power dissipation.

Στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης ο κτιριακός τομέας απορροφά περίπου το 40% της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης, γεγονός που καθιστά απαραίτητο το λειτουργικό και φιλικό προς το περιβάλλον σχεδιασμό των κτιρίων, παράλληλα με τον περιορισμό των συνολικών ενεργειακών αναγκών τους για την εξοικονόμηση ενέργειας. Όσον αφορά τα ήδη υπάρχοντα κτίρια, μπορούν να γίνουν διάφορες παρεμβάσεις ώστε να επιτευχθεί η μέγιστη δυνατή εξοικονόμηση ενέργειας. Από την άλλη, η Ε.Ε.,στα πλαίσια της βιώσιμης ανάπτυξης και της προστασίας του περιβάλλοντος, έχει θέσει ως στόχο για το 2020 τα καινούρια κτίρια να είναι μηδενικών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Για την υλοποίηση του στόχου αυτού, είναι αναγκαίος ο σχεδιασμός των κτιρίων σύμφωνα με τις αρχές της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής, για την ελαχιστοποίηση των ενεργειακών τους αναγκών αλλά και η εφαρμογή συστημάτων Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας για την παραγωγή θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας και την ελαχιστοποίηση έτσι των εκπομπών CO2 στην ατμόσφαιρα από τα ορυκτά καύσιμα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, αναπτύσσονται στρατηγικές που αποσκοπούν στην αρμονική ένταξη των κτιρίων στο φυσικό περιβάλλον, παρουσιάζονται τα θέματα εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια, διατυπώνονται οι βασικές παράμετροι για την επίτευξη ολιστικής ενεργειακής κάλυψης των κτιρίων και την προετοιμασία του επόμενου βήματος σχετικά με την ενέργεια στα κτίρια για το έτος 2020 και δίνονται νέες τεχνολογικές λύσεις που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο ηλιακής ενέργειας, με σκοπό την βέλτιστη αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας και των άλλων ΑΠΕ στα κτίρια. Στα πλαίσια της πλήρους κάλυψης των κτιριακών ενεργειακών αναγκών από ΑΠΕ και της προώθησης των κτιρίων σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης από συμβατικές ενεργειακές πηγές, μελετάται πειραματικά η συμβολή των φωτοβολταϊκών σε δυσμενή κλίση και προσανατολισμό. Εξετάζεται η συνεισφορά διάχυτων ανακλαστήρων στην ενεργειακή τους απόδοση, η επίδραση του υλικού της θερμομόνωσης και του περιορισμού των θερμικών απωλειών. Τέλος, εξετάζεται η αξιοποίηση κάθε τμήματος του κτιρίου που μπορεί να έχει θετική συμβολή στο ενεργειακό θέμα. Έτσι προτείνονται τρόποι τοποθέτησης φωτοβολταϊκών σε οριζόντιες και επικλινείς στέγες και στις προσόψεις των κτιρίων, με προσθήκη ανακλαστήρα όπου είναι δυνατό, που μπορούν να συνεισφέρουν στην επίτευξη μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου στα κτίρια. / In the countries of the European Union the building sector accounts for about 40% of the total energy consumption, so it is necessary that the buildings should be designed in a functional and environmentally-friendly way, in addition to the minimization of of the total energy needs to achieve energy savings. As for the existing buildings, they should be renovated so that maximum energy savings is achieved. On the other hand, the EU’s target for 2020 is that new buildings must be of zero carbon dioxide emissions. For the implementation of this goal, buildings should be designed according to the principles of bioclimatic architecture to minimize energy needs, but also systems of Renewable Energy Sources should be applied to produce thermal energy and electricity, in order to minimize carbon dioxide emissions from fossil fuels. In the present thesis, strategies aiming to harmonic integration of buildings in the natural environment are developed, holistic energy saving aspects for buildings are presented, aspects regarding the next step to the target for 2020 are given, and some new designs of building integrated RES, investigated at the Solar Energy Laboratory, are suggested. Approaching the holistic contribution of the renewable energy sources (RES) to buildings for total cover of their energy demand, and the achievement of nearly zero energy buildings, the contribution of photovoltaics in disadvantageous inclination and azimuth angle is experimentally studied. The contribution of diffuse reflectors to pV’s energy efficiency, the impact of thermal insulation materials and the impact of limitating the thermal losses to PV’s operation, are studied as well. Furthermore, the use of every single part of the building in order to contribute to its energy supply, is considered. Designs for photovoltaic integration on horizontal and inclined roofs and facades are suggested, combined with booster reflector if possible, aiming to achieve zero energy balance of buildings.

Το ζήτημα της μέτρησης των οικονομικών επιπτώσεων του τουρισμού (σε νομισματικά και μη νομισματικά μεγέθη) σε μία οικονομία αναφοράς έχει απασχολήσει έντονα την διεθνή κοινότητα. Ιδιαίτερα δε, έχει επισήμως αναγνωρισθεί ότι οι διάφορες μέχρι πρόσφατα σχετικές μετρήσεις ήταν αποσπασματικές, μη ορθολογικά συγκροτημένες και μη ολοκληρωμένες, έτσι ώστε να μην παρουσιάζεται η πραγματική συνολική εικόνα του ετήσιου μεγέθους του τουρισμού σε μία χώρα. Το ίδιο έχει αναγνωρισθεί επισήμως και στην Ελλάδα για τις διαδικασίες που ακολουθούντο έως σήμερα. Ο τουρισμός συνιστά ένα φαινόμενο που από οικονομικής απόψεως σημαίνει την ενεργοποίηση μίας ιδιαίτερα διαμορφούμενης ατομικής κατανάλωσης, για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, από τους επισκέπτες στον τόπο της επίσκεψης. Για την ικανοποίηση αυτής της ζήτησης για κατανάλωση η πλευρά της προσφοράς πρέπει να ανταποκριθεί. Αυτό σημαίνει τη μεταβολή σε κάθε μακροοικονομικό μέγεθος σε μία οικονομία. Οι μεταβολές αυτές πρέπει να διερευνηθούν και να μετρηθούν. Μόνο κάτω από αυτή τη διαδικασία είναι δυνατό να αναδειχθεί η συνεισφορά του τουρισμού στο σύνολο της οικονομίας, και να παρέχεται έτσι η αναγκαία πληροφορία για την χάραξη στρατηγικής και τις πολιτικές αποφάσεις, τόσο για το δημόσιο όσο και για τον ιδιωτικό τομέα. Συνεπώς, με βάση τη μέχρι σήμερα αδυναμία του κλασσικού εθνικολογιστικού συστήματος να παρέχει από την πλευρά της προσφοράς τις αναγκαίες αξιόπιστες μετρήσεις για την εξέλιξη του ετήσιου μακροοικονομικού μεγέθους του τουρισμού, αναπτύχθηκε και τέθηκε στη δημόσια διεθνή συζήτηση ένα ειδικό για το σκοπό αυτό εργαλείο, ο Δορυφόρος Λογαριασμός Τουρισμού (ΔΛΤ). Η διερεύνηση, η καταγραφή και η μεθοδολογική συγκρότηση του αναγκαίου για την Ελληνική οικονομία «ΔΛΤ» αποτελεί το αντικείμενο της παρούσας εργασίας. Η ανάλυση ξεκινά από την παρουσίαση του Συστήματος Εθνικών Λογαριασμών (ΣΕΛ) και των αδυναμιών να αντιμετωπίσει το τουριστικό φαινόμενο ως αναλυτική κατηγορία της εθνικής οικονομίας. Η εργασία συνεχίζεται με ανάλυση του ζητήματος του ΔΛΤ και καταλήγει ειδικά στην Ελληνική περίπτωση όσον αφορά την πρόοδο που έχει μέχρι σήμερα επιτευχθεί. Παρέχεται έτσι για πρώτη φορά για την ελληνική πραγματικότητα μία ολοκληρωμένη και προσαρμοσμένη παρουσίαση και ανάλυση των σχετικών ζητημάτων, με παράλληλη εμπειρική και μεθοδολογική κριτική των αντίστοιχων ενεργειών. Διευκρινίζονται έτσι τεκμηριωμένα διάφορα ζητήματα με κύριο αυτό του «τουριστικού τομέα» και της «τουριστικής βιομηχανίας». / The measurement of the economic impact of tourism (in monetary and non monetary data) in a reference economy is an issue of international concern. Especially, it has been officially accepted that the various relative measurements in the past were partial, not rationally structured, and not fully integrated. So, a complete picture for the real annual magnitude of tourism was not available. This is also the case of Greece for the procedures that have been followed in the past, as it has been officially accepted. From economic aspect, tourism is a phenomenon that means the activation of a specially formed individual consumption, for specific time, of visitors in the place of visit. In order this consumption demand to be satisfied, the supply side must meet it. That means the change in any macroeconomic item in an economy. These changes must be observed and measured. Only under this procedure the total contribution of tourism in an economy will be possible to be revealed, and the needed information for the strategic planning and political decisions, both for public and private sector, will be provided. Therefore, based on the weakness of the traditional system of national accounts to provide from the supply side the needed and credible measurements for the annual change of the size of tourism in macroeconomic terms, it has been developed and entered the international debate a special purpose tool, the Tourism Satellite Account (TSA). Researching, examine, writing down, and the methodological setting-up of the necessary for the Greek economy TSA constitute the subject of the present thesis. Starting point of the analysis is a presentation of the System of National Accounts and its weakness to cope with tourism phenomenon as a distinct category of national economy. An analysis of the TSA is following, and the doctoral thesis closes specifically with the case of Greece regarding the progress that has been achieved to date. Thus, for Greece, it is provided for the first time a complete and adapted presentation and analysis of that issue of concern, including an empirical and methodological criticism of the corresponding work. That leads in documenting and casting light on various issues, of which of much importance is that of “tourist sector” and “tourist industry”.

Ο σχεδιασμός και η εφαρμογή Περιφερειακών Δορυφόρων Λογαριασμών Τουρισμού (Π-ΔΛΤ) στον ελλαδικό χώρο αποτελεί ένα από τα κύρια ζητούμενα από πλευράς τουριστικής και γενικότερα οικονομικής πολιτικής σε επίπεδο περιφέρειας. Η παρούσα διατριβή προσεγγίζει το πλαίσιο των Δορυφόρων Λογαριασμών Τουρισμού (ΔΛΤ) και την μεθοδολογία προσαρμογής τους σε περιφερειακό επίπεδο. Παρεμβαίνει με τις απαραίτητες μεθοδολογικές αναδιατάξεις σε ένα συστηματοποιημένο πλαίσιο που προτείνει ο Παγκόσμιος Οργανισμός Τουρισμού (ΠΟΤ) για την αξιολογική προσέγγιση των στατιστικών πηγών και δεδομένων με αναλυτική αξία για την κατάρτιση ΔΛΤ. Οι αναδιατάξεις στο πλαίσιο συντελούνται σε δύο επίπεδα. Το πρώτο αφορά στην επέκταση των αναλυτικών του δυνατοτήτων σε περιφερειακό επίπεδο ανάλυσης. Σε δεύτερο επίπεδο οι τροποποιήσεις στο πλαίσιο ακολουθούν τις θεωρητικές και μεθοδολογικές αναθεωρήσεις που έχουν συντελεστεί στα προσφάτως αναθεωρημένα διεθνή πρότυπα για την τουριστική στατιστική, τους Δορυφόρους Λογαριασμούς Τουρισμού και τα μακροοικονομικά πλαίσια με τα οποία συνδέονται. Ως παράδειγμα εφαρμογής του αναβαθμισμένου πλέον πλαισίου έχει επιλεγεί η περίπτωση της Ελλάδος. Η μεθοδολογική και αξιολογική προσέγγιση της διατριβής επιφέρει βελτιώσεις στο πλαίσιο καταγραφής και αξιολόγησης του ΠΟΤ και χαρτογραφεί το στατιστικό σύστημα της χώρας κατά τρόπο συστηματοποιημένο ως προς τις αναλυτικές ανάγκες των Π-ΔΛΤ, συνιστώντας ένα από τα πρώτα θεμελιώδη βήματα προς την μακρά και απαιτητική πορεία για την κατάρτισή τους στην χώρα μας. / Designing and implementing Regional Tourism Satellite Accounts (R-TSA) in Greece is one of the key objectives in terms of tourism and general economic policy at regional level. This thesis approaches the Tourism Satellite Account (TSA) framework and its methodological adaptation to regional level. It proposes the necessary methodological adjustments in a systematic framework recommended by the World Tourism Organization (UNWTO) for documenting tourism statistics for TSA compilation. Framework adjustments take place at a twofold level: a) expanding the analytical capability at regional level and b) adapting the structure according to the theoretical and methodological revisions that have taken place in recently revised international standards for tourism statistics, Tourism Satellite Accounts and the macroeconomic frameworks with which they are linked. Greece has been chosen as a case study for applying the adjusted framework at regional level. The followed methodological and evaluative approach has improved the UNWTO framework for documenting tourism statistics and has led to a systemised mapping of the Greek statistical system in relation to the analytical needs projected for the compilation of R-TSAs, constituting one of the first fundamental steps towards a long and demanding process.