Βελτιστοποίηση Λειτουργίας Μικροηλεκτρονικών Κυκλωμάτων Με Χρήση Γενετικών Αλγορίθμων
Creators: name: Πατσιδιώτης, Απόστολος Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Βελτιστοποίηση
Γενετικοί αλγόριθμοι
Μικροηλεκτρονικά κυκλώματα
Optimization
Genetic algorithms
Microelectronic circuits

description: Τα αναλογικά φίλτρα χρησιμοποιούνται σήμερα για πολλούς σκοπούς στα περισσότερα μικροηλεκτρονικά κυκλώματα, όπως η εξάλειψη του θορύβου, η μετατροπή των ψηφιακών σημάτων σε αναλογικά, η ενίσχυση των σημάτων, κλπ. Στο σύγχρονο κόσμο διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο, αφού ο κόσμος είναι κατά φύσει αναλογικός. Αυτά τα φίλτρα μπορούν να σχεδιαστούν με διαφορετικές προσεγγίσεις. Τα σχέδιά τους θα μπορούσαν να είναι περίπλοκα και δύσκολα. Επιπλέον, οι τεχνικές βελτιστοποίησης με παραγώγους μπορεί να μην παράγουν βέλτιστα αποτελέσματα, αφού μπορεί να είναι διακριτά, μη ομαλά, θορυβώδη και ευαίσθητα στις πληροφορίες σχετικά με τις κλίσεις και με προβλήματα στην σύγκλιση. Πολλές μελέτες έχουν διεξαχθεί σχετικά με τη βέλτιστη επιλογή παραμέτρων σε λογικά κυκλώματα χρησιμοποιώντας βελτιστοποίηση με Boolean άλγεβρα που όμως δεν μπορεί να εφαρμοστεί σε μικροηλεκτρονικά κυκλώματα, όπως στα φίλτρα. Οι εξελικτικοί αλγόριθμοι μπορούν να δώσουν την ευκαιρία να αντιμετωπιστούν αυτές οι προκλήσεις. Λόγω της εφαρμογής τους σε πολλά προβλήματα, οι εξελικτικοί αλγόριθμοι έχουν γίνει όλο και πιο δημοφιλείς μέθοδοι τα τελευταία χρόνια. Αυτοί οι αλγόριθμοι γενικά αρχικοποιούνται εντός του χώρου αναζήτησης σε τυχαίες θέσεις. Αυτές οι θέσεις συμβολίζουν πιθανές λύσεις αλγορίθμων και οι ιδιότητες των λύσεων προσδιορίζονται από μια συνάρτηση ικανότητας που καθορίζει τιμές φυσικής κατάστασης. Οι λύσεις εξελίσσονται και βελτιώνονται διαδοχικά μέχρι να επιτευχθεί ένα κριτήριο τερματισμού. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία προτείνει μία κατηγορία εξελικτικών αλγορίθμων, τους γενετικούς αλγόριθμους, για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων του ενεργού φίλτρου Sallen key χαμηλής διέλευσης τρίτης τάξης και τα αποτελέσματα εξασφαλίζουν ότι μπορούν να ληφθούν βελτιστοποιημένες τιμές παραμέτρων
description: Analog filters are now used for many purposes in most microelectronic circuits, such as noise elimination, digital signal conversion to analogue, signal amplification, etc. In the modern world they play an important role, since the world is by nature analog. These filters can be designed with different approaches. Their designs could be complicated and difficult. In addition, derivative optimization techniques may not produce optimal results, as they can be discrete, abnormal, non - smooth and sensitive to information about slopes with convergence problems. Many studies have been conducted on the optimal selection of parameters in logic circuits using Boolean algebra optimization but these cannot be applied to microelectronic circuits such as filters. Evolutionary algorithms can provide an opportunity to address these challenges. Because of their application to many problems, evolutionary algorithms have become increasingly popular in recent years. These algorithms are generally initialized within the search space at random locations. These positions symbolize possible algorithm solutions and the properties of the solutions are determined by an objective function that determines fitness values. The solutions evolve and improve progressively until a termination criterion is reached. This particular thesis proposes a class of evolutionary algorithms, the genetic algorithms, to optimize the parameters of the third order Sallen key low - pass active filter and the results ensure that optimized parameter values can be obtained