سمینار ارشد برق بررسی الگوریتم بهینه سازی Simulated Annealing و انواع کاربردهای آن

اختصاصی از نیک فایل سمینار ارشد برق بررسی الگوریتم بهینه سازی Simulated Annealing و انواع کاربردهای آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده

در این سمینار الگوریتم جستجوی محلی Simulated Annealing,SA (پخت شبیه سازی شده) را معرفی کرده و جزئیات، مزایا، معایب و کاربردهای آن را مورد بررسی قرار خواهیم داد به طوری که روش های توسعه یافته این الگوریتم نیز به اجمال معرفی می شوند. سپس اهمیت تعیین مشخصات مدارات الکترونیکی (Circuit Sizing) را با انواع روش های موجود برای این کار را مورد بررسی و مقایسه قرار می دهیم. برنامه ریزی هندسی و روش های بر پایه شبیه سازی معروف ترین استراتژی هایی هستند که برای تعیین مشخصات مدار به منظور بهینه سازی آنها به کار می روند که در ادامه با توجه به ضرورت بهینه سازی بلوک های جمع کننده و ضرب کننده که عنصر اصلی در مدارات دیجیتال می باشند، روش SA را به عنوان یک الگوریتم ساده و با قابلیت یافتن نقطه بهینه در کل برای حداقل شدن توان مصرفی و تاخیر در این بلوک ها، انتخاب می کنیم.

مقدمه

جستجو برای یافتن خواسته های مطلوب و بهینه از میان گزینه های قابل انتخاب جزء مسائلی است که بشر همواره با آن مواجه بوده است. در زندگی روزمره نیز به کرات با چنین مسائلی مواجه هستیم مانند: انتخاب یک محل مناسب برای زندگی، تنظیم جدول زمانی برای امتحانات سراسری، یافتن بهترین مسیر برای مسافرت با وسیله نقلیه، حرکت مناسب در بازی شطرنج و… نه تنها در زندگی روزمره بلکه در انواع مسائل مهندسی، معماری، مالی، اقتصادی، تحقیقات اپراتوری، پزشکی، نظامی و… به نوعی با مسائل بهینه سازی مواجه هستیم.

در تمام مسائل جستجو واضح است که یافتن یک حل ممکن برای مسئله بسیار آسان تر از یافتن بهترین حل می باشد. محدودیت ها در یافتن بهترین جواب ناشی از زمان، منابع در دسترس، پیچیدگی طبیعی خواسته های بهینه سازی و کثرت گزینه های قابل انتخاب می باشد.

در بعضی از مسائل بهینه سازی باید عملیات جستجو به نحوی انجام شود که چندین تابع هزینه باهم بهینه شوند (Multi objective). همچنین محدودیت ها و قیودات مختلفی بسته به نوع مسئله وجود دارد به عنوان مثال برای تنظیم بهینه جدول زمانی امتحانات یک دانشگاه چندین موضوع باید در نظر گرفته شود مانند: تعداد دانشجویانی که امتحانات پشت سرهم دارند، تعداد دانشجویانی که بیشتر از یک امتحان در یک روز دارند، حداکثر زمان مشخص شده برای کل امتحانات، حداکثر اتاق های قابل استفاده، تعداد مراقبان امتحانات و… بدون شک پیدا کردن جوابی که تمام خواسته ها و محدودیت ها را برآورده کند کاری بسیار مشکل می باشد.

برای یافتن بهترین جواب باید بیشترین جستجو را انجام داد این خود باعث صرف شدن زمان زیاد و تلاش محاسباتی (effort) حجیم می شود. در مسائل بهینه سازی باید مصالحه ای بین کیفیت جواب و زمان و تلاش محاسباتی برقرار شود. چنانچه محدودیت کمی برای زمان و تلاش محاسباتی وجود داشته باشد می توانیم بیشترین جستجو را انجام دهیم یعنی فضاهای جستجو را به اندازه ممکن بزرگ در نظر گرفته و نقاط بیشتری را از یک فضای مشخص به عنوان حل های ممکن در نظر بگیریم. اما چنانچه محدودیت های ما بر روی زمان و تلاش محاسباتی زیاد باشد نمی توانیم همه نقاط ممکن را جستجو کنیم در نتیجه برای رسیدن به جواب مناسب باید روشی را پیدا کنیم که به سمت جواب های بهتر هدایت شویم. در واقع به جای جستجوی همه نقاط ممکن (explore) باید اطلاعات به دست آورده از جستجوهای قبلی را طوری تحلیل کنیم تا به سمت نقاط بهتر هدایت شویم (exploite). البته این عمل در بعضی از مسائل بسیار مشکل می باشد.

الگوریتم هایی که برای حل مسئله بهینه سازی و جستجو به کار می روند در صورتی که قابل اعمال به دسته وسیعی از مسائل باشند به الگوریتم های همه منظورمه (general – purpose optimization algorithm) موسوم می باشند. این الگوریتم ها نیز بسته به استراتژی جستجو در آنها به دو دسته کلی تقسیم می شوند. دسته اول که به روش محلی تک نقطه ای موسوم می باشند در هر ملحه تنها یک جواب انتخاب می شود. (SA (simulated annealing و جستجوی TABU جزء این دسته می باشند. دسته دیگر به روش های جستجوی دسته جمعی موسوم می باشند. در هر مرحله به صورت موازی چندین حل انتخاب می شود. سپس از میان آن ها حل هایی که دارای بیشترین برازش باشند برای همسایگی در مرحله بعدی در نظر گرفته می شوند و این عمل تکرار می شود.

اکثر الگوریتم های تکاملی جزء روش های جستجوی دسته جمعی می باشند. در بسیاری از مقالات میان الگوریتم های بهینه سازی مقایسه شده است. این مقایسه از چند جهت ضروری می باشد اولا آنکه مقایسه مشخص می کند که برای مسائل مختلف کدام الگوریتم بهتر عمل می کند دوما آنکه برای مسائلی که در آینده مطرح می شوند دید کافی برای حل آنها وجود خواهد داشت. البته این موضوع بستگی به دسته بندی صحیح مسائل بهینه سازی از جهت خصوصیات آنها و سازگاری الگوریتم های بهینه سازی برای هریک از این مشخصات خواهد داشت. سوم آنکه مقایسه الگوریتم ها بر روی یک فرآیند باعث فهم بهتر عملکرد آن فرآیند شده و این امکان را می دهد تا اصلاحات لازم بر روی الگوریتم ها انجام شده یا حتی آنها را با یکدیگر ترکیب کنیم تا از مزایای هرکدام بهره مند شویم.

یکی از مباحث مطرح شده در ریاضیات میزان پیچیدگی الگوریتم ها می باشد. الگوریتمی برای تعیین پیچیدگی یک مسئله وجود دارد که بسته به ساده ترین راه حل ممکن برای آن مسائل را به دو دسته سخت و آسان تقسیم بندی می کند. هرچقدر برای رسیدن به جواب مطلوب تعداد گام های بیشتری صرف شود آن الگوریتم پیچیده تر خواهد بود. مسائل بهینه سازی از جهت پیچیدگی به دو دسته “سرکش” (intractable) و “رام” (tractable) تقسیم می شوند.

مسائل سرکش مسائلی هستند که به طور معمول غیرقابل تصمیم گیری هستند یعنی پیدا کردن حل های ممکن برای آنها بسیار سخت است مانند حل معادلات دیوفانتین که اثبات شده است که هیچ روند پیاپی برای حل همه مثال های آن وجود ندارد. اما مسائل رام مسائلی هستند که راه حل های ممکن برای آن قابل استخراج می باشد اما ممکن است زمان و تلاش محاسباتی زیادی برای جستجوی همه راه حل های ممکن مورد نیاز باشد. در مسائل سرکش هیچ الگوریتمی وجود ندارد که به ازای گام های معین که تابعی چند جمله ای از اندازه مسئله می باشند بتواند آنها و همه مثال های مربوط به آن مسائل را حل کند.

تعداد صفحه : 65

سمینار ارشد برق تقویت کننده کم نویز Low Noise Amplifier

اختصاصی از نیک فایل سمینار ارشد برق تقویت کننده کم نویز Low Noise Amplifier دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تقویت کننده کم نویز Low Noise Amplifier

فرمت PDF

تعداد صفحات 210

سمینار ارشد برق مبدل های آنالوگ به دیجیتال کم توان، سریع و با دقت بالا

اختصاصی از نیک فایل سمینار ارشد برق مبدل های آنالوگ به دیجیتال کم توان، سریع و با دقت بالا دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

در این سمینار، جنبه های مختلف بهینه سازی توان برای یک مبدل آنالوگ به دیجیتال سریع و با دقت بالا برای رفع نیاز دستگاه های مخابراتی و ارتباطی قابل حمل انجام شده است. در ابتدا مروری بر انواع مبدل های آنالوگ به دیجیتال انجام گرفته و مزایا و معایب هر ساختار به اختصار بیان شده است. سپس اصطلاحات فنی (پارامترهای استاتیک و پارامترهای دینامیک) که در این زمینه به کار می روند، مورد بحث قرار گرفته است. در این سمینار به دلیل قابلیت های بسیار خوب و تعادل مناسبی که بین سرعت، دقت و توان مصرفی مبدل های خط لوله وجود دارد، از این مبدل ها استفاده شده است. بلوک های سازنده این مبدل ها با در نظر گرفتن جنبه های سرعت، دقت و توان مصرفی معرفی شده اند. روش های حذف آفست در مقایسه گرها و آپ امپ ها و همچنین روش های کالیبراسیون مبدل های آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ و تصحیح خطای دیجیتالی بیان شده است. روش های بهینه سازی توان برای تقویت کننده ها که با توجه به آن ساختار و نوع تقویت کننده انتخاب می شود، معرفی شده اند. در مرحله بعد یک مقایسه گر دینامیکی با آفست کم بررسی شده است و با استفاده از نتایج شبیه سازی های مربوط به آن، توانمندی این مقایسه گر در برابر خازن های پارازیتی و سرگردان، خطاهای ولتاژ و خطاهای زمانبندی تجزیه و تحلیل شده است. تحلیل انواع نویز نیز انجام گرفته است و راه حلی برای بهینه سازی کل توان، که وابسته به اندازه خازن ها و قابلیت تفکیک در هر طبقه می باشد، ارائه شده است. یک نوع اشمیت تریگر CMOS جهت استفاده به عنوان پالس ساعت ورودی معرفی شده است که در آن، از اندازه معکوس کننده های فیدبک برای کنترل مستقل نقاط تریپ استفاده می شود. ضمنا این ساختار، حساسیت کمتری نسبت به تغییرات نامطلوب دارد، در برابر نویز پس زنی مصون است و تاخیر اضافی ایجاد نمی کند.

مقدمه:

مبدل خط لوله از چند طبقه تشکیل شده است که هر طبقه یک یا چند بیت خروجی را فراهم می کند. مفهوم این مبدل به این صورت است که طبقه اول از ورودی نمونه برداری می کند و آن را به دو بخش تبدیل می کند: یک بخش دیجیتال و دیگری سیگنال باقیمانده. سیگنال باقیمانده در هر طبقه، اختلاف بین سیگنال ورودی و بیت های دیجیتالی تبدیل یافته است. طبقه اول پس از انجام عمل تبدیل، آن را به طبقه بعدی می فرستد و از سیگنال بعدی نمونه برداری می کند. هر طبقه m بیت دیجیتالی تولید می کند و یک مبدل دیجیتال به آنالوگ ضرب کننده دارد که شامل یک DAC، تفریق کننده، تقویت کننده و مدار نمونه بردار و نگهدار است. نوعا MDAC متشکل از یک تقویت کننده با سرعت و بهره بالا به همراه تعدادی خازن و کلید است.

بنابراین در ابتدا با توجه به مشخصات سرعت و دقت مبدل، نیاز به طراحی یک تقویت کننده توان بهینه برای بلوک MDAC است. پس از تقویت کننده، مقایسه گر نقش مهمی در تلفات توان در مبدل خط لوله دارد. برای اینکه مقایسه گر آفست کمی داشته باشد، نیاز به مقدار مشخصی انرژی دارد. آفست کم مقایسه گر باعث افزایش توان سیگنال به نویز (SNR)، سوئینگ ورودی و قابلیت تفکیک می گردد. به منظور داشتن ولتاژ آفست کوچکتر در مقایسه گرها، از یک پیش تقویت کننده استفاده می شود. اشکال عمده این روش این است که توان بالایی به صورت ثابت توسط پیش تقویت کننده مصرف می شود. برای غلبه بر این مشکل از مقایسه گرهای دینامیکی که توان مصرفی بسیار کمتری دارند استفاده می شود. این مقایسه گرها در هر پالس ساعت یک مقایسه انجام می دهند.

مشکل عمده مقایسه گرهای دینامیکی، بالا بودن آفست در آن ها است که در مبدل های خط لوله توسط مدار تصحیح خطای دیجیتالی مرتفع می گردد. این کار به بهای افزایش توان مصرفی و کاهش نسبت سیگنال به نویز تمام می شود. بنابراین نیاز به طراحی یک مقایسه گر دینامیکی با آفست کم وجود دارد. پس از طراحی دو بخش عمده مبدل یعنی تقویت کننده و مقایسه گر، باید به سراغ بهینه سازی توان کل برای آن رفت، که با در نظر گرفتن توان مصرفی مورد نیاز هر بلوک و با توجه به تعداد بیت ها انجام می پذیرد. مقایسه ساختارهای مختلف آپ امپ نشان می دهد که ساختار بهینه تقویت کننده وابسته به بهره حلقه بسته مطلوب است.

در مبدل های خط لوله برای ساخت پالس ساعت تمیز از اشمیت تریگر استفاده می شود، زیرا اشمیت تریگر نویز را فیلتر نموده و یک سیگنال دیجیتالی تمیز به دست می دهد. یک روش ساخت اشمیت تریگر، استفاده از معکوس کننده های CMOS با فیدبک مثبت است (مانند لچ).

تعداد صفحه : 183

فهرست مطالب:

چکیده................................................................................................................................................................................. 1
مقدمه.................................................................................................................................................................................. 2
فصل اول: کلیات.............................................................................................................................. 3
1) هدف........................................................................................................................................................................ 4 -1
2) پیشینه تحقیق....................................................................................................................................................... 6 -1
3) روش کار و تحقیق................................................................................................................................................ 8 -1
فصل دوم: مروری بر مبدل های آنالوگ به دیجیتال...................................................................... 9
1 مقدمه..................................................................................................................................................................... 10 -2
2 مبدل های آنالوگ به دیجیتال سریع.............................................................................................................. 11 -2
1 مبدل های آنالوگ به دیجیتال فلش یا موازی......................................................................... 12 -2 -2
2 مبدل های فلش دو مرحله ای..................................................................................................... 15 -2 -2
3 مبدل های آنالوگ به دیجیتال خط لوله................................................................................... 17 -2 -2
1-3 بررسی دقت در مبدل خط لوله.............................................................................. 22 -2 -2
4 مبدل های آنالوگ به دیجیتال تاکننده.................................................................................... 25 -2 -2
5 مبدل های آنالوگ به دیجیتال درونیاب.................................................................................... 29 -2 -2
6 مبدل های تاکننده و درونیاب..................................................................................................... 32 -2 -2
7 مبدل آنالوگ به دیجیتال با جایگذاری زمانی........................................................................... 35 -2 -2
8 مبدل آنالوگ به دیجیتال با تقریب متوالی................................................................................ 36 -2 -2
1-8 مبدل تقریب متوالی با توزیع مجدد بار................................................................. 38 -2 -2
3 سایر مبدل های آنالوگ به دیجیتال................................................................................................................ 39 -2
ز
1 مبدل آنالوگ به دیجیتال انتگرالگیر........................................................................................... 39 -3 -2
1-1 ساختار تک شیبه....................................................................................................... 39 -3 -2
2-1 ساختار دو شیبه......................................................................................................... 41 -3 -2
2 مبدل آنالوگ به دیجیتال سیگما- دلتا...................................................................................... 42 -3 -2
4 اصطلاحات فنی مبدل های آنالوگ به دیجیتال........................................................................................... 44 -2
1 مقدمه................................................................................................................................................ 44 -4 -2
2 پارامترهای استاتیک....................................................................................................................... 44 -4 -2
1-2 خطای آفست.............................................................................................................. 44 -4 -2
2-2 خطای بهره.................................................................................................................. 45 -4 -2
4-2 غیرخطی بودن انتگرالی............................................................................................ 45 -4 -2
6-2 غیرخطی بودن دیفرانسیلی...................................................................................... 47 -4 -2
3 پارامترهای دینامیکی..................................................................................................................... 48 -4 -2
1-3 کل اعوجاج هارمونیکی............................................................................................. 48 -4 -2
2-3 نسبت سیگنال به نویز............................................................................................... 48 -4 -2
3-3 نسبت سیگنال به نویز و اعوجاج............................................................................. 49 -4 -2
4-3 محدوده دینامیکی..................................................................................................... 50 -4 -2
5-3 محدوده دینامیکی صحیح........................................................................................ 51 -4 -2
6-3 زمان نشست................................................................................................................ 51 -4 -2
7-3 ناهماهنگی................................................................................................................... 51 -4 -2
فصل سوم: بلوک های سازنده مبدل های آنالوگ به دیجیتال خط لوله..................................... 53
54........................................................................................................... (S/H 1 مدار نمونه بردار و نگهدار (مدار -3
2 مدارهای خازن سوییچ شونده........................................................................................................................... 61 -3
ح
3 ساختارهای مبتنی بر جریان............................................................................................................................. 66 -3
4 آپ امپ.................................................................................................................................................................. 68 -3
1 آپ امپ های دو طبقه................................................................................................................... 68 -4 -3
2 آپ امپ های کسکود..................................................................................................................... 69 -4 -3
3 روش های افزایش بهره.................................................................................................................. 71 -4 -3
4 معیارهای طراحی آپ امپ............................................................................................................ 72 -4 -3
73......................................................................................................................DC 1-4 بهره -4 -3
2-4 زمان نشست................................................................................................................ 73 -4 -3
3-4 حاشیه فاز.................................................................................................................... 74 -4 -3
5 مقایسه گرها.......................................................................................................................................................... 74 -3
های سریع و با دقت ADC 1 طراحی مقایسه گر دینامیکی با آفست کم و دقت بالا برای -5 -3
بالا..................................................................................................................................................................................... 77
2 مقایسه گر دینامیکی پیشنهادی.................................................................................................. 80 -5 -3
6 اشمیت تریگر........................................................................................................................................................ 82 -3
86.................................................................................... (MDAC) 7 مبدل دیجیتال به آنالوگ ضرب کننده -3
89......................................................................................................................................................... sub-ADC 8 -3
9 مولد ساعت و بافر ساعت.................................................................................................................................... 93 -3
10 ولتاژهای مرجع.................................................................................................................................................. 95 -3
11 بافر مرجع............................................................................................................................................................ 96 -3
97...................................................................................................................................................... MOS 12 کلید -3
فصل چهارم: روش های بهبود سرعت، توان و دقت در مبدل های آنالوگ به دیجیتال خط
لوله................................................................................................................................................ 100
ط
خط لوله............................................................................. 101 A/D 1 روش های کاهش توان در مبدل های -4
1 روش به اشتراک گذاری آپ امپ.............................................................................................. 101 -1 -4
2 روش آپ امپ سوییچ شونده..................................................................................................... 102 -1 -4
2 روش های افزایش دقت................................................................................................................................... 104 -4
1 روش نمونه برداری دوبل با شیفت زمانی............................................................................... 106 -2 -4
2 حذف آفست در مقایسه گرها.................................................................................................... 109 -2 -4
1-2 ذخیره سازی آفست ورودی.................................................................................. 110 -2 -4
2-2 ذخیره سازی آفست خروجی................................................................................ 110 -2 -4
3-2 ذخیره سازی آفست چند طبقه........................................................................... 111 -2 -4
4-2 کاربرد لچ با آفست حذف شده در مقایسه گرها............................................... 114 -2 -4
3 حذف آفست در آپ امپ ها....................................................................................................... 114 -2 -4
4 روش های کالیبراسیون.............................................................................................................. 117 -2 -4
1-4 روش های کالیبراسیون مبدل های دیجیتال به آنالوگ ............................... 117 -2 -4
های خازنی.............................................................................. 117 DAC1-1-4 -2 -4
های جریانی................................................... 118 DAC 2-1-4 کالیبراسیون -2 -4
2-4 روش های کالیبراسیون مبدل های آنالوگ به دیجیتال................................. 121 -2 -4
1-2-4 میانگین گیری از خطای خازن........................................................ 121 -2 -4
2-2-4 روش اصلاح خازن ها......................................................................... 124 -2 -4
3-4 کالیبراسیون دیجیتالی........................................................................................... 125 -2 -4
3 تحلیل نویز.......................................................................................................................................................... 127 -4
1 نویز چندی کردن......................................................................................................................... 127 -3 -4
2 نویز حرارتی................................................................................................................................... 127 -3 -4
ی
3 نویز فلیکر....................................................................................................................................... 128 -3 -4
4 نویز حرارتی آپ امپ سیگنال باقیمانده.................................................................................. 128 -3 -4
C 5 نویز -3 -4
kT 129........................................................................................................................................
4 وابستگی توان در تقویت کننده های فیدبک دار به ساختار آپ امپ.................................................... 131 -4
132..........................................................................................( 1 تقویت کننده یک طبقه (حالت 1 -4 -4
138......................................................( 2 تقویت کننده دو طبقه با جبرانسازی میلری (حالت 2 -4 -4
1-2 روش های بهبود بهره............................................................................................. 143 -4 -4
2-2 روش کاهش توان.................................................................................................... 143 -4 -4
144..................................( 3 تقویت کننده دو طبقه با جبرانسازی مقاومتی و میلری (حالت 3 -4 -4
4 تقویت کننده های حلقه بسته.................................................................................................. 149 -4 -4
5 تصحیح خطای دیجیتالی................................................................................................................................ 150 -4
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات...................................................................................... 154
نتیجه گیری................................................................................................................................................................. 155
پیشنهادات................................................................................................................................................................... 157
منابع و ماخذ............................................................................................................................................................... 158
فهرست منابع فارسی................................................................................................................................................. 158
فهرست منابع لاتین................................................................................................................................................... 159
سایت های اطلاع رسانی........................................................................................................................................... 162
چکیده انگلیسی

سمینار ارشد برق مدار امپدانسی Z-SOURCE INVERTER

اختصاصی از نیک فایل سمینار ارشد برق مدار امپدانسی Z-SOURCE INVERTER دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

در این پروژه از مداری با عنوان مدار امپدانسی z-source inverterو روش کنترلی آن بحث میکنیم . مداری که قابلیت اتصال و کوپل با تمام انواع مبدلهای ac to dcو dc to acو dc to dc وac to ac را دارد .از مزایای دیگر آن ، قابلیت اتصال به هر دوی اینورترهای منبع جریانی و ولتاژی است . در واقع این مدار اتصال دو خازن و دو سلف در شرایط متقارن و بصورت ضربدری و مابین منبع dc و مبدل اسـت . اسـتفاده از ایـن مـدار بـدلیل توانـائی ایـن مـدار در افزایش و بوست ولتاژ به مقدار دلخواه (با توجه به محـدودیتهای سـخت افـزاری و ) افزایش مناسب و بموقع ولتاژ است بنـابراین در شـرایطی کـه امکـان افتـادگی ولتـاژ ( voltage sag) و فیلیکر و سایر اغتشاشات ولتاژی از سوی منبع وجود داشته باشد و یا افت ولتاژ بدلیل ایجاد جریان بالا در خط که عواملی مانند اتصالی یـا راه انـدازی موتور را دارد ،باشد میتوان از این مدار استفاده نمود . کنترل وراه اندازی موتورها و dspها نیز میتوانند بدلیل تغییر شرایط موتور با توجـه به مشخصه های سرعت موتور دچار تغییر ولتاژ شوند ، در این موقع نیز z-s میتواند نقش خوبی را ایفا کند . 12 در این پروژه ما سعی در معرفی و توضیح بیشتر مدار z-s و ایجاد قابلیت توس ط آن را داریم و در پایان توسط نرم افزار matlab نتایج شبیه سازی یک اینورتر ولتـاژی که با مدار z-s کوپل شده است را در جهت افزایش ولتاژ نشان میدهیم.

مقدمه:

روشهای بسیاری جهت بالابردن کیفیت تـوان و همچنـین کنتـرل ولتـاژ هـم از لحـاظ جلوگیری از تغییرات ناخواسته و هم تغییر خواسته کاربرد یافته است مداری دیگر برای کنترل ولتاژ که یک مدار امپدانس اسـت بـا نـام z-source موجـود است که مشخصه های بهتری نسبت به کنترلرهای دیگر میتواند ارائه کند و در تمـام انواع مبدلها اعم از dc-ac و dc-dc و ac-dc و ac-ac و درانیورترها در هر دو حالت ولتاژی و جریانی میتواند بکار رود . این مدار در اصل واسطهای بین منبع و مبدل میباشد و مزیت مشترکی را برای تمام مبــدلهای در مقیایســه بــا مبــدلهای ولتــاژی و یــا جریــانی تجــاری (معمــولی) کــه محدودیتهای در کاربردشان وجـود دارد بوجـود مـی اورنـد . بـرای معرفـی از کوپـل اینورتر و z-source استفاده میکنیم. دیودها همانطور که میدانیم در اینورتر ولتاژی بصـورت مـوازی بـا سـوئیچها و در اینورتر جریانی بصورت سری با سوئیچها بسته میشـوند کـه وظیفـه آنهـا هـدایت جریان عقب افتاده و جلوگیری از ایجاد ولتاژ معکوس در دو سر سوئیچها در اینورتر ولتاژی، و وظیفه آنها در اینورتر جریانی ایجاد ولتاژ و جلوگیری از جریـان معکـوس در سوئیچها میباشد . i)محدودیتهای اینورترهای ولتاژ تجاری(معمول و موجود ): 15 1. ولتاژ ac کمتر از ولتاژ ریـل dcمـی باشـد و ولتـاژ ac کمتـر از ولتـاژ dc ورودی میشود. بنابراین اینورترهای ولتاژ یک مدار buck نیز هستند و کاهش دهنـده ولتـاژ میباشند و برعکس مبدلهای dc به ac یک مدار boost هستند و افزایش دهنده سـطح ولتاژ میباشند . هنگامیکه نیاز به درایو بالا باشد( افزایش ولتاژ) با توجه به محدودیت ریل dc نیاز به اضافه نمودن مدار بوست dc به dc برای افزایش ولتاژ dc ورودی و به همین ترتیب خروجی acمورد نیاز میب اشد که این تجهیـز اضـافی باعـث افـزایش هزینـه و غیـره میشود که بعدا معایب مدارهای باک و بوست گفته خواهد شد . 2. سوئیچهای بالایی و پایئنی هر شاخه یـاهر فـاز آنطوریکـه مـورد دلخـواه ماسـت نمیتوانند بدلیل وجود نویز EMI ( نویز الکترومغناطیس داخلی که باعث عدم سـوئیچ شدن بموقع میشود) در هر لحظه و پشت سر هم کلید زنی شود در این حالـت (کلیـد زنی پشت سر هم) وقوع اتصال کوتاه بین پایههـای بـالائی و پـائینی و از بـین رفـتن ادوات میگردد. و همچنین باعث از بین رفتن مبدل میشود. Dead time زمانی است که برای هر دو ادوات بالائی و پائینی برای مقابله با این پدیده در نظـر مـی گیرنـد کـه متعاقبا باعث از میان رفتن و اغتشاش شکل موج و پدید آوردن هارمونیکها میگردد 3. نیاز به فیلتر LC ( فیلترپسیو) برای سینوسی شدن شکل موج ولتاژ در مقایسـه بـا اینورترهای جریان وجود دارد که کنترل اضافه و تلفات بیشتر را در بر خواهد داشت . 16 در اینورترهای جریان، منبع جریان میتواند یک سلف بزرگ بهمراه منبع ولتاژ باشد. ادوات اینورترهای جریان دارای یک جزء سوئیچ شونده بهمراه بلاک 11 مقابله کننده با جریان عکس میباشند. مانند تریستورهای فرمان پذیر خاموش شـونده (GTO) و SCR و یا ترانزیستور قدرت سری با یک دیود برای مقابله با جریـان عکـس و دارای ولتاژ در هر دو جهت ]1[ ii)معایب اینورترهای جریان : 1. میزان ولتاژ ac خروجی در اینورتر جریان همیشه کمتر از ولتـاژ dc ورودی است و زمانیکه نیاز به افزایش ac خروجی باشد ناچـار بـه اسـتفاده از مـدار boost خواهیم بود و بالعکس در مبدل ac به dc نیاز به مبـدل buck خواهـد بود که همانند اینورتر ولتاژ باعث افزایش تلفات و کنترل خواهد شد . 2. در هر لحظه از زمان و بصورت دائمی یکـی از سـوئیچهای بـالائی یـا پـائینی حداقل باید روشن باشد تا خطر مدار باز پدید نیاید موضوع مـدار بـاز بـدلیل نویز عدم روشن شدن بموقع (EMI) پدید میآید که مجبور به در نظر گرفتن این زمان (time) خواهیم بود. که موجب بهم ریختگی موج و ایجاد هارمونیک میشود (overlab) 3. سوئیچها باید در مقابل جریان عکس محدود شوند که این موضوع با در نظـر گرفتن دیود سری در ترکیب با ترانزیستورهای سـرعت بـ الا و کیفیـت خـوب مانند ترانزیستورهای دو طرفه گیت عایقی (IGBTs) اسـتفاده مـی شـود . در 17 این اینورترها نیز ناگزیر به استفاده از فیلترهای LC خواهیم بـود کـه معایـب آن در بالا گفته شد iii) هر دوی اینورترهای ولتاژ جریان دارای چند مسئله مشترک هستند : 1. هر دوی آنها نیاز به مدارات باک یا بوسـت بـرای دسـتیابی بـه تغییـر ولتـاژ خروجی دارند . 2. هر دو از لحاظ داخلی غیر قابل تغییرند بعبارت دیگر هیچکدام قابل تبـدیل بـه دیگری نیست. 3. هر دوی آنها دچار نویز EMI هستند. رفع تمام معایب مذکور باضافه محسناتی که گفته شد و بعدا گفته خواهد شد میتواند با کوپل مدار امپدانسی (z-source) با منبع dc برآورده گردد و منبع توان دلخـواه را بوجود آورد در این حالت هر دوی سلف و خازن وجود دارد .

تعداد صفحه :90

سمینار ارشد برق بررسی کاربرد آنتن های هوشمند در مخابرات سیار

اختصاصی از نیک فایل سمینار ارشد برق بررسی کاربرد آنتن های هوشمند در مخابرات سیار دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

در سالهای اخیر، تقاضا برای استفاده از سیستمهای مبتنی بر صوت، دیتا و ویدئو در شبکه های مخابراتی بی سیم رشد فزاینده ای داشته است. یکی از چالش های اساسی جهت تحقق این ایده، افزایش ظرفیت از طریق استفاده از روشهای دسترسی مناسب فضا زمان می باشد. از روشهای مطرح شده جهت افزایش بازدهی طیف، ظرفیت و کیفیت، به کارگیری کیفیت تکنیک آنتن هوشمند در شبکه های مدرن بی سیم است. در این روش ضمن بهبود مشخصه الکتریکی سیگنال دریافتی دلخواه با حذف تداخل حوزه فضا  زمان، امکان افزایش ظرفیت و ارائه سرویسهای مناسب بدست خواهد آمد.

رشد فزاینده این تکنولوژی و بکارگیری آن در سیستمهای بی سیم فعلی، منجر به بازنگری و حتی وضع استانداردهای جدید مخابراتی گشته است (802.16x , 802.11x). طبعاً طراحی و بکارگیری این تکنیک جهت تحقق شعارهای مخابراتی آینده دنیا، مستلزم بررسی دقیق و عمیق فنی و اقتصادی این تکنیک در حوزه مخابرات آینده خواهد بود.

مقدمه

رشد قابل توجه تلفن سلولی همراه با افزایش کاربران شبکه اینترنت چشم انداز بازاری گسترده از ترکیب این دو بمعنی سرویس های بی سیم دیتا بوجود آورده است. طبق برآوردهای انجام شده، در سالهای آتی سرویس های بی سیم دیتا بخصوص سرویس اینترنت در سطح جهان بسیار زیاد خواهد بود.

سرویس های بی سیم دیتا در حال حاضر، نیاز کاربران و طراحان آن را تأمین نمی کند. از دیدگاه کاربران، سرعت ارسال بسیار آهسته و زمان برقراری ارتباط طولانی است ضمن اینکه سرویس ها نیز برای اغلب کاربران بسیار گران است. از دیدگاه فنی این عیوب به دلیل نوع سوئیچینگ آن، یعنی استفاده از سوئیچینگ مداری است، که طی آن یک کانال ترافیکی به یک مشتری در طول زمان مکالمه به طور کامل اختصاص داده می شود به همین دلایل سیستمهای مخابراتی سلولی در حال گذر از نسل دوم به نسل سوم است.

فصل اول

کلیات

هدف:

نسل سوم سیستمهای مخابراتی از سلولار با هدف افزایش سرعت و کیفیت ارسال دیتا و افزایش ظرفیت، توسط سازمان جهانی مخابرات با ماکزیمم نرخ بیت ارسالی 2Mbps تعریف و استاندارد شده (IMT-2000) و در همین رابطه تلاشهای زیادی از طرف سازمان تحقیقاتی در سطح جهان در حال انجام و راه حلهای مختلفی ارائه گردیده است.

سرویس GPRS، سرویس مبتنی بر ارسال بسته ای روی شبکه GSM، یکی از قدم های عمده در این گذر می باشد. با اجرای این سرویس کاربران شبکه سلولی قادر به وصل به شبکه اینترنت و استفاده از سرویسهای آن با سرعت ارسالی به مراتب بیشتر از گذشته و زمان اتصال کوتاه تر می باشند، ضمن اینکه هزینه شارژ در اینجا براساس حجم اطلاعات ارسالی است و نه مدت زمان اتصال و لذا به لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه است. شبکه GSM با اجرای سرویس GPRS یک گام به برقراری سرویسهای نسل سوم نزدیک می شود.

پیشینه تحقیق:

مخابرات سلولی یکی از سریعترین کاربردهای رو به رشد در صنعت ارتباطات است. هر روزه به تعداد کاربران این نوع ارتباط در جهان افزوده می شود. از طرفی تجارت ارتباطات سیار به سرعت در GEPT (دفاتر پست و مخابرات اروپایی) در حال رشد و توسعه است. GEPT توسعه فناوری موبایل را رهبری می نماید و در زمینه استانداردسازی، پیاده سازی و اجرای سیستمهای نسل های مختلف موبایل، فعالیت مینماید. یکی از مهمترین محصولات این استانداردها که در GEPT شکل گرفته است، استاندارد GSM است. برای اولین بار کار استانداردسازی GSM جهت پیاده سازی این سیستم در سال 1991 صورت گرفته است.

روش تحقیق:

در این مقاله ویژگیهای فنی نسل دوم و سوم سیستمهای مخابراتی سلولی آورده شده است. سپس مروری خواهیم داشت بر سیر تاریخی این تکنیک که به مطرح شدن ایده آنتن های هوشمند در حوزه مخابرات سلولی منجر گردید. انواع تکنیک های بکارگیری آنتن هوشمند و مزایا و معایب استفاده از این تکنیک بررسی می گردد. در نهایت به بررسی فنی  اقتصادی به کارگیری تکنیک آنتن هوشمند در تکنولوژی ها و کشورهای مختلف خواهیم پرداخت.

تعداد صفحه : 68