-طراحی بهینه LNA بواسطه بکارگیری ابزار CAD مبتنی‌بر بهینه‌سازی سیستم صفحات شیب‌دار بهبودیافته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. رایانامه: sayyadi.najmeh@birjand.ac.ir

2 مربی، مهندسی برق، مؤسسه آموزش عالی وحدت، تربت‌‌جام، ایران. رایانامه: mohammadi@vahdat.ac.ir

چکیده

تقویت‌کننده کم‌نویز LNA اولین عنصر بحرانی و مهم در طراحی سیستم‌های VLSI آنالوگ و تکنولوژی ارتباط بی‌سیم است. جهت برقراری یک مصالحه مناسب بین اهداف طراحی متناقض مدار LNA و ارتقاء شاخص­های بهینگی و کارایی آن، در این مقاله از ابزار طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) مبتنی بر بهره‌گیری از تکنیک­های محاسبات نرم نظیر روش­های بهینه­سازی هوشمند فرا ابتکاری بهره گرفته شده است. بدین­منظور سایزبندی هوشمند عناصر مداری و طراحی خودکار مدار توسط نسخة چندهدفه جدید و مؤثر الگوریتم بهینه­سازی سیستم صفحات شیب­دار بهبودیافته (MOMIPO) اجرا شده است. نتایج خروجی در مقایسه با سایر پژوهش­ها نشانگر دستیابی مطلوب به شاخصه­ها و قیود طراحی در کنار ارائه مجموعه جواب­های متنوع در قالب جبهه پَرِتو می­باشد. اجرای الگوریتم بهینه­ساز در محیط MATLAB و شبیه­سازی­های مداری در نرم­افزار HSPICE انجام شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The optimal design of an LNA by using of CAD tool based on the modified inclined planes system optimization

نویسندگان [English]

  • Najmeh Shahraki 1
  • Ali Mohammadi 2
1 Ph.D. Student, Faculty of Electrical and Computer Engineering University of Birjand, Birjand, Iran. Email: sayyadi.najmeh@birjand.ac.ir
2 Instructor, Faculty of Engineering, Vahdat Institute of Higher Education, Torbat-e Jam, Iran. Email: mohammadi@vahdat.ac.ir
چکیده [English]

Low Noise Amplifier (LNA) is the first critical and important element in the designing of analog VLSI systems and wireless communications technology. In this paper, in order to establish an appropriate trade-off between the contradictory design objectives of an LNA circuit and the improvement of its efficiency and optimality indexes, a Computer-Aided Design (CAD) tool has been used based on the use of soft computing techniques including meta-heuristic intelligent optimization methods. For this purpose, the intelligent sizing of circuit elements and the auto-circuit design have been implemented by a new and effective Multi-Objective version of the Modified Inclined Planes System Optimization (MOMIPO) algorithm. Output results, compared with other studies, indicate a desirable achievement of design characteristics and constraints along with a variety of responses in the form of a Pareto Front. The execution of optimizer algorithm in the MATLAB environment and circuit simulations has been performed using the HSPICE software.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multi-objective optimization
  • metha-heuristic method
  • LNA
  • CAD
  • MOMIPO

مراجع

Shahraki, N. S., Mohammadi, A., Mohammadi-Esfahrood, S., & Zahiri, S. H. (2019). Improving the performance of analog integrated circuits using multi-objective metaheuristic algorithms. In 2019, 5th Conference on Knowledge Based Engineering and Innovation (KBEI) (pp. 822-826). IEEE DOI: https://doi.org/10.1109/KBEI.2019.8735091  
Manjula, S., & Selvathi, D. (2015). Design and optimization of ultra low power low noise amplifier using particle swarm optimization. Indian Journal of Science and Technology, 8(36), 1-8. DOI: https://doi.org/10.17485/ijst/2015/v8i36/54954
Shams, M., Rashedi, E., & Hakimi, A. (2015). Clustered-gravitational search algorithm and its application in parameter optimization of a low noise amplifier. Applied Mathematics and Computation, 258, 436-453. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.02.020
Nakhaei, R., Almasinejad, P., & Zahabi, M. (2016). A simulation-based optimization of low noise amplifier design using PSO algorithm. International Journal of Computer Science and Network Security (IJCSNS), 16(5), 45. DOI: https://doi.org/10.5121/ijaia.2012.3407
Kumar, R., Rajan, A., Talukdar, F. A., Dey, N., Santhi, V., & Balas, V. E. (2017). Optimization of 5.5-GHz CMOS LNA parameters using firefly algorithm. Neural Computing and Applications, 28(12), 3765-3779. DOI: https://doi.org/10.1007/s00521-016-2267-y
Dash, S., Joshi, D., Sharma, A., & Trivedi, G. (2018). A hierarchy in mutation of genetic algorithm and its application to multi-objective analog/RF circuit optimization. Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 94(1), 27-47. DOI: https://doi.org/10.1007/s10470-017-1090-4
Liao, T., & Zhang, L. (2018). Efficient parasitic-aware hybrid sizing methodology for analog and RF integrated circuits. Integration, 62, 301-313. DOI: https://doi.org/10.1016/j.vlsi.2018.03.017
Mohammadi, A., & Zahiri, S. H. (2017). IIR model identification using a modified inclined planes system optimization algorithm. Artificial Intelligence Review, 48(2), 237-259. DOI: https://doi.org/10.1007/s10462-016-9500-z
Mohammadi, A., Mohammadi, M., & Zahiri, S. H. (2018). Design of optimal CMOS ring oscillator using an intelligent optimization tool. Soft Computing, 22(24), 8151-8166 DOI: https://doi.org/10.1007/s00500-017-2759-4
Konak, A., Coit, D. W., & Smith, A. E. (2006). Multi-objective optimization using genetic algorithms: A tutorial. Reliability Engineering & System Safety, 91(9), 992-1007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ress.2005.11.018
             Mozaffari, M. H., Abdy, H., & Zahiri, S. H. (2016). IPO: an inclined planes system optimization algorithm. Computing and Informatics, 35(1), 222-240.
Hsu, M. T., Chang, Y. C., & Huang, Y. Z. (2013). Design of low power UWB LNA based on common source topology with current-reused technique. Microelectronics Journal, 44(12), 1223-1230. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mejo.2013.08.008
Baghbani, M., (2017). Designing an Optimum Low Noise Amplifier Using Heuristic Search Techniques. MS.c. Thesis, University of Birjand, Birjand, Iran. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2004.827014
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار