基于遺傳算法的模擬電路優(yōu)化設計方法研究.pdf

1、作為可進化硬件（Evolvable Hardware，EHW）的主要分支，電路進化設計已經(jīng)成為國際性的研究熱點。對于數(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其進行快速可靠的綜合，可模擬電路仍然需要專家進行手工設計完成。所以對模擬電路進行自動化設計已成為電路設計中迫切需要解決的問題。而模擬電路參數(shù)優(yōu)化設計是現(xiàn)階段模擬電路設計的主要難題和更現(xiàn)實的任務。
　　本文在系統(tǒng)地研究了模擬電路進化設計的基本理論、關(guān)鍵技術(shù)和研究現(xiàn)

2、狀的基礎上，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，并擴展到較為復雜的CMOS模擬電路，對模擬電路的進化設計、參數(shù)優(yōu)化從理論和實驗進行了探索。
　　通過對遺傳算法進行了深入地分析，并與其它優(yōu)化算法、優(yōu)化技術(shù)進行了比較，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上，對遺傳參數(shù)進行了指數(shù)型調(diào)整。通過對數(shù)學函數(shù)的仿真，驗證了改進后的遺傳算法可以解決全局優(yōu)化問題，加快收斂速度。
　　通過對阻容

3、濾波器單元電路進行參數(shù)調(diào)整，驗證了遺傳算法對模擬電路優(yōu)化設計的有效性。通過對其結(jié)構(gòu)進化研究，說明了進化后生成的結(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)整固有的缺陷和對電路進化設計帶來的困難，結(jié)合模擬電路發(fā)展方向和實際設計中的難點，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，對運算放大器進行了優(yōu)化設計。針對具體電路的進化效果，對遺傳參數(shù)進行了指數(shù)型自適應調(diào)整；把模擬電路手工設計經(jīng)驗和改進的遺傳算法

4、相結(jié)合，通過經(jīng)驗約束了編碼方案的搜索空間，簡化了編碼長度；針對 CMOS運算放大器電路中的性能指標繁多且相互制約的特點，對適應度函數(shù)進行了分段線形調(diào)整，根據(jù)不同性能指標的要求，在相同結(jié)構(gòu)下，完成了不同用途的運算放大器的優(yōu)化設計?；贖spice仿真結(jié)果，實現(xiàn)了對 CMOS模擬運算放大器參數(shù)優(yōu)化設計。給出了優(yōu)化后運算放大器的性能指標、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)運算放大器進行了比較，說明了本方法的有效性和優(yōu)越性。