基于遺傳算法的模擬電路優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、作為可進(jìn)化硬件（Evolvable Hardware，EHW）的主要分支，電路進(jìn)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為國際性的研究熱點(diǎn)。對(duì)于數(shù)字電路而言人們可以利用基于硬件描述語言的邏輯綜合工具對(duì)其進(jìn)行快速可靠的綜合，可模擬電路仍然需要專家進(jìn)行手工設(shè)計(jì)完成。所以對(duì)模擬電路進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)已成為電路設(shè)計(jì)中迫切需要解決的問題。而模擬電路參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)階段模擬電路設(shè)計(jì)的主要難題和更現(xiàn)實(shí)的任務(wù)。
　　本文在系統(tǒng)地研究了模擬電路進(jìn)化設(shè)計(jì)的基本理論、關(guān)鍵技術(shù)和研究現(xiàn)

2、狀的基礎(chǔ)上，探討了優(yōu)化理論、優(yōu)化算法。從阻容元件組成的電路入手，并擴(kuò)展到較為復(fù)雜的CMOS模擬電路，對(duì)模擬電路的進(jìn)化設(shè)計(jì)、參數(shù)優(yōu)化從理論和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探索。
　　通過對(duì)遺傳算法進(jìn)行了深入地分析，并與其它優(yōu)化算法、優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了比較，確立了遺傳算法為本論文研究方法的主要解決手段。在考慮了種群多樣性的基礎(chǔ)上，對(duì)遺傳參數(shù)進(jìn)行了指數(shù)型調(diào)整。通過對(duì)數(shù)學(xué)函數(shù)的仿真，驗(yàn)證了改進(jìn)后的遺傳算法可以解決全局優(yōu)化問題，加快收斂速度。
　　通過對(duì)阻容

3、濾波器單元電路進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，驗(yàn)證了遺傳算法對(duì)模擬電路優(yōu)化設(shè)計(jì)的有效性。通過對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)化研究，說明了進(jìn)化后生成的結(jié)構(gòu)和經(jīng)典結(jié)構(gòu)的相似性。分析了模擬電路結(jié)構(gòu)調(diào)整固有的缺陷和對(duì)電路進(jìn)化設(shè)計(jì)帶來的困難，結(jié)合模擬電路發(fā)展方向和實(shí)際設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，確立了本文采用結(jié)構(gòu)固定優(yōu)化電路參數(shù)的主要研究方法。
　　基于上述理論的研究，對(duì)運(yùn)算放大器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)具體電路的進(jìn)化效果，對(duì)遺傳參數(shù)進(jìn)行了指數(shù)型自適應(yīng)調(diào)整；把模擬電路手工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)的遺傳算法

4、相結(jié)合，通過經(jīng)驗(yàn)約束了編碼方案的搜索空間，簡(jiǎn)化了編碼長(zhǎng)度；針對(duì) CMOS運(yùn)算放大器電路中的性能指標(biāo)繁多且相互制約的特點(diǎn)，對(duì)適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行了分段線形調(diào)整，根據(jù)不同性能指標(biāo)的要求，在相同結(jié)構(gòu)下，完成了不同用途的運(yùn)算放大器的優(yōu)化設(shè)計(jì)?；贖spice仿真結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了對(duì) CMOS模擬運(yùn)算放大器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。給出了優(yōu)化后運(yùn)算放大器的性能指標(biāo)、參數(shù)和仿真結(jié)果，并與其他方法優(yōu)化出的相同結(jié)構(gòu)運(yùn)算放大器進(jìn)行了比較，說明了本方法的有效性和優(yōu)越性。