در این تحقیق روشی برای افزایش تعداد کاربران قابل سرویس دهی در شبکه های دسترسی چندگانه کد-تفکیک زمان-گسترش (ts-ocdma) ارائه شده است. در روش بیان شده، یک کد به صورت مشترک در اختیار دو کاربر، به جای یک کاربر، قرار می گیرد. اختلاف توان به عنوان عامل تشخیص و تفکیک این دو کاربر از یکدیگر به کار گرفته می شود. در سایر روش ها، فرکانس و پلاریته نور به عنوان یک بعد اضافی در کد کردن، جهت افزایش تعداد کدهای قابل تولید و در نتیجه افزایش تعداد کاربران قابل سرویس دهی در شبکه، مورد استفاده قرار می گیرند. در این روش از بازسازهای غیر خطی نوری جهت تنظیم توان پالس ها در سطوح مختلف استفاده می شود. جهت طراحی این بازسازها، الگوریتم های مناسبی ارائه شده است. به منظور بررسی کیفیت سیستم و طراحی های انجام شده، یک سیستم ts-ocdma با در نظرگرفتن کلیه ی پارامترها، توسط نرم افزار optisystem شبیه سازی و با بررسی نتایج حاصله، عملکرد صحیح سیستم طراحی شده، مورد تأیید قرار گرفت.

تکنولوژی دسترسی چندگانه بر اساس تقسیم کد به روش نوری توجه فراوانی را برای کاربرد در شبکه های نوری نسل جدید در دهه اخیر به خود جلب نموده است. در میان انواع مختلف پیاده سازی این سیستم ها، سیستم های کدینگ دامنه طیفی مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. این امر به دلیل توانایی بالای این سیستم ها در حذف اثر تداخل دسترسی چندگانه می باشد. علاوه بر آن هزینه پیاده سازی این سیستم ها پایین بوده و بسیار مناسب جهت استفاده در شبکه های دسترسی می باشند. از آنجاییکه سیگنال نوری ارسالی در این سیستم ها دارای طیف فرکانسی وسیعی می باشد، پاشندگی سرعت گروه در فیبر نوری انتقال دهنده سیگنال بر عملکرد سیستم تاثیر گذار بوده و باید مورد بررسی قرار گیرد. در این پایان نامه اثر پاشندگی سرعت گروه بر عملکرد این سیستم ها بررسی شده است. تحلیل عملکرد سیستم به ازای کدهای آدرس متداول در این سیستم ها انجام گرفته و خانواده کد مناسب که دارای عملکرد بهتری در حضور اثر پاشندگی می باشد، مشخص شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده عملکرد بهتر دنباله های m نسبت به سایر کدهای آدرس مورد بررسی می باشد. به منظور جبران سازی اثر پاشندگی در این سیستم ها از شبکه های فیبری براگ استفاده شده و روشی جهت طراحی این شبکه ها برای سیستم های فوق ارائه شده است. یک شبکه دسترسی چندگانه بر اساس تقسیم کد نوری به طور کامل شبیه سازی شده است. شبکه های جبران ساز برای این سیستم به ازای خانواده های کد مختلف به کمک روش ارائه شده طراحی و جهت جبران سازی پاشندگی سرعت گروه در سیستم مورد بررسی استفاده شده اند. کارایی جبران سازهای طراحی شده در بهبود عملکرد سیستم، از طریق مقایسه پارامترهای معرف عملکرد سیستم از قبیل نرخ خطا و دیاگرام چشمی سیستم قبل از جبران سازی و پس از آن بررسی شده است. نتایج حاصل نشان دهنده کاهش اثر پاشندگی و بهبود عملکرد سیستم در اثر استفاده از جبران سازهای طراحی شده می باشد.

تکنولوژی مخابرات پیشرفت عمده ای به جلو داشته است. رشد فوق العاده صنعت بی سیم، دسترسی جهانی به اینترنت و حتی افزایش نیاز و تقاضای انتقال اطلاعات با سرعت بالا ضرورت گام های بزرگ در زمینه تکنولوژی مخابرات را ایجاد می نماید. یکی از اجزای غیرقابل تعویض هر گیرنده فرکانس بالا، تقویت کننده جلویی کم نویز آن می باشد. به عنوان اولین بلوک ساخته شده در جلوی گیرنده، تقویت کننده کم نویز باید ماکزیمم بهره را تولید کند، درحالی که نویز وارد شده به سیستم را به صورت هم زمان به حداقل برساند. فرستنده-گیرنده های فرکانس بالا برای کار در استانداردهای مختلف طراحی می شوند. استاندارد باند بسیار پهن (uwb) یکی از این استانداردها است که در باند فرکانسی 3.1-10.6 ghz کار می کند. این استاندارد قادر به افزایش نرخ انتقال اطلاعات تا 450 mb/s می باشد و در سال 2002 توسط کمیته مخابرات دولت فدرال امریکا (fcc) ارایه گردید. یکی از چالش های مهم پیش رو در استفاده از سیستم باند بسیار وسیع، حضور سیگنال های مزاحم و تداخلگر در باند فرکانسی آن ها می باشد که می توانند اثرات ویرانگری روی سیگنال دریافت شده در گیرنده بگذارند. در این پایان نامه، روش جدیدی برای حذف تداخل های موثر بر عملکرد گیرنده های با باند بسیار زیاد در طبقه ورودی ارایه گردیده است. روش جدید به صورت هم زمان نویز و تداخل ها را در المان mos ورودی حذف می کند. این در حالی است که مدارهای ارایه شده در این روش هیچ توان مصرفی ندارد و امکان استفاده از آن در هر تقویت کننده ای به عنوان طبقه ورودی وجود دارد. در ادامه با استفاده از مدارهای ارایه شده به منظور حذف تداخل ها، اقدام به طراحی تقویت کننده های کم نویز با باند بسیار زیاد می کنیم. روش های جدید و ابتکاری به کار رفته در طراحی uwb lna منجر به افزایش بهره و کاهش عدد نویز مدار خواهند گردید. کلیه مدارهای ارایه شده در این پایان نامه با تکنولوژی tsmc 0.18 ?m cmos طراحی گردیده و توسط نرم افزار شبیه ساز agilent ads 2008a شبیه سازی گردیده و نتایج ارایه خواهند گردید.

از ابتدای ساخت پرنده های نظامی بحث کیفیت هدف گیری و همچنین ناوبری مطرح بوده است. تاکنون کشورهای غربی خصوصا آمریکا در این زمینه پیشتاز بودهاند، ولی به دلیل نظامی بودن طرح و همچنین هزینه های میلیارد دلاری از ارائه هرگونه اطلاعات مفید در این زمینه خودداری مینمایند. به همین دلیل تحقیق ، پژوهش و ساخت چنین پروژه هایی از طرفی محدودیت های بسیار زیاد منابع و از طرف دیگر ارزش علمی غیر قابل انکاری دارد. یکی از نیاز های مبرم صنایع نظامی ایران ، خصوصا در بخش صنایع هوایی استفاده از سایت های کنترل اتوماتیک جهت استفاده در سیستم های اپتیکی است . این پایان نامه با هدف طراحی کنترلر سایتی جهت نصب بر روی انواع پرنده های نظامی خصوصا هلیکوپتر جنگنده کبرا ah-1 ارائه شده است. این موضوع از جمله پروژه های مصوب وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح است. در ابتدا جهت پایان نامه دوره دکترا در نظر گرفته شده بود که در اینجا به صورت پایان نامه دوره کارشناسی ارشد ارائه میگردد . هدف از اجرای پروژه در ابتدا ، بررسی تکنولوژی های روز دنیا در ساخت سنسورهای مکانیکی و غیره و همچنین موتورهای دقیق، سیستمهای الکترونیکی بسیار سریع و سایر موارد مربوطه، سپس طراحی کنترلر الکترونیکی یک سایت متحرک جهت نصب تجهیزات اپتیکی میباشد. در پایان نامه پیش رو پس از بررسی اجمالی پیشینه سیستم های الکترو اپتیکی ساخته شده درکشورهای مختلف دنیا به بررسی نحوه کار انواع سنسورهای مورد استفاده پرداخته شده است. پروژه کنترلر سایت اپتیکی در محل صنایع الکترونیک شیراز(صا شیراز) ساخته شده و بر روی سیستم الکترو اپتیکی موجود تست گردید. روش های طراحی ، ساخت ، تست و همچنین مدارهای آن در پایان نامه ارائه شده است. سامانه الکترو اپتیکی طراحی شده در این پایان نامه یکی از نیازهای مبرم صنایع دفاعی کشور می باشد که برای اولین بار به صورت دیجیتال مطرح ، طراحی و ساخته شده است. این پایان نامه می تواند سرفصلی نوین در طراحی و بومی سازی این گونه سیستم ها در کشور ایران باشد.

گسترش روز افزون ارتباطات بی سیم و نیاز به انتقال اطلاعات با سرعت های بالا در سال های اخیر موجی قوی در جهت توسعه استانداردها و گیرنده های جدید ایجاد نموده است. میکسر ها یکی از اجزای اساسی گیرنده در مخابرات بی سیم محسوب می شوند. اجزای میکسرهای پائین آورنده در گیرنده ها به لحاظ وجود نویز و تضعیف در سیگنال دریافتی از اهمیت بیشتری برخوردار است. هدف اصلی این پایان نامه، تحلیل و طراحی یک میکسر بسیار کم نویز و کم توان برای کاربرد در باند فرکانسی باند پائین و با استفاده از تکنولوژی cmos می باشد. ابتدا عملکرد یک میکسر گیلبرت بررسی شده و سپس در ادامه دو ساختار متفاوت ارائه خواهد شد. میکسر پیشنهادی اول دارای بهره تبدیل db 24، iip3 برابر با dbm 5/9، عدد نویز db 7/2 و توان مصرفی mw 5 و با منبع جریان تغذیه 8/1 ولت طراحی شده است. ساختار میکسر پیشنهادی دوم بر مبنای ساختار گیرنده پائین آورنده مستقیم و استفاده از روش lo2lo بوده و دارای بهره تبدیل db 24، عدد نویز db5/6 در فرکانس 10 کیلوهرتز و با منبع جریان تغذیه 7/2 ولت دارای توان مصرفیmw 13می باشد. در فصل اول از این پایان نامه، سیستم های باند باریک معرفی و بررسی می گردد، سپس در فصل دوم معماری و انواع ساختارهای متداول گیرنده ها و در فصل سوم پارامترهای مهم اندازه گیری در مورد میکسر و به ویژه میکسر های پائین آورنده مانند بهره تبدیل، ایزولاسیون،عدد نویز dsb و غیره می پردازیم. در فصل چهارم انواع ساختار میکسر مانند میکسرهای فعال، غیر فعال، تک بالانس و غیره معرفی می شود. فصل پنجم به نویز در میکسر اختصاص یافته است و انواع روش های انتقال منابع مختلف نویز به خروجی میکسر، بررسی شده است و نقش هر کدام در تعیین بخش های مختلف فرکانسی نویز خروجی محاسبه شده است. در پایان این فصل قادر خواهیم بود عدد نویز میکسر را محاسبه کنیم و نقش منابع مختلف نویز در عدد نویز را تحلیل کنیم و همچنین چند روش کاهش عدد نویز و سفید میکسر ارائه می شود. در فصل ششم دو مدار پیشنهاد شده ارائه می شود و نتایج شبیه سازی آورده می شود. در پایان، در فصل هفتم جمع بندی و پیشنهادات کار انجام گرفته درج شده است.

یکی از پدیده های نوری که به شکل قدرتمندی در سیلیکون وجود دارد، پدیده پراکندگی رامان است. اندازه ضریب بهره رامان در سیلیکون هزاران برابر قدرتمندتر از سیلیکا است. این امر یک مزیت بزرگ برای سیلیکون به شمار می رود. اما متأسفانه پهنای باند بهره رامان در سیلیکون به حدود 100 گیگاهرتز محدود می شود. این امر نه تنها سبب محدود شدن آن در کاربردهایی با پهنای باند کم می شود، بلکه مانع از ایجاد تقویت کننده های باندپهن با استفاده از طرح های چند پمپی می گردد. اما چنانچه بتوان پهنای باند رامان را حتی به دو برابر مقدار کنونی آن افزایش داد، می توان به ساخت تقویت کننده های باند پهن امیدوار شد. یکی از ویژگی های سیلیکون، امکان ترکیب آن با دیگر نیمه هادی های گروه iv جهت بهبود مشخصات آن است. این امر در میکرو الکترونیک به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته و در اپتیک نیز می تواند مفید باشد. اعمال ناخالصی ژرمانیوم سبب جابجایی فرکانس مرکزی بهره رامان در سیلیکون می گردد. بنابراین با استفاده از طرح های ترکیبی از سیلیکون ژرمانیوم که مقادیر مختلفی از ناخالصی دارند، می توان پهنای باند تقویت کننده را به میزان قابل قبولی افزایش داد. در این تحقیق ابتدا انواع تقویت کننده های رامان سیلیکونی مورد بررسی قرار گرفته و بهره آن ها در مدل های سیگنال کوچک و سیگنال بزرگ مقایسه شده است. سپس موجبرهای سیلیکون ژرمانیومیِ متداول بررسی شده و با تعیین میزان انحصار نور در نواحی مختلف موجبر و همچنین تعیین بهره رامان در ناخالصی های مختلف ژرمانیوم، میزان بهره کلی رامان درون موجبر محاسبه شده است. دیگر عوامل موثر بر بهره کلی تقویت کننده میزان ضرایب جذب هستند، که برای ناخالصی های مختلف محاسبه شده است. پس از تعیین عوامل مختلف بر بهره تقویت کننده، با استفاده از طرح های ترکیبی از سیلیکون ژرمانیوم، بهره تقویت کننده به مقادیر قابل توجهی افزایش یافته است. قدرتمند بودن پدیده رامان در سیلیکون، آن را برای کاربردهای مختلف به ویژه پردازش اطلاعات، جذاب می سازد. در انتهای این تحقیق چند کاربرد برای تقویت کننده های رامان ارائه شده است. با افزایش پهنای باند تقویت کننده کاربردهای احتمالی این قطعات بیشتر نیز خواهد شد.

سیستم های فراپهن باند با قابلیت انتقال داده با سرعت بالاتر و مصرف توان کمتر، توجه زیادی را به خود جلب نموده اند. تقویت کننده کم نویز یک بلوک حساس در گیرنده های فراپهن باند می باشد که باید مشخصات دقیق زیادی را نظیر امپدانس ورودی پهن باند، بهره کافی، عدد نویز پایین، مصرف توان کم و مساحت تراشه کوچک فراهم آورد. برای تقویت کننده کم نویز مسئله تأمین بهره کافی و ایجاد نویز کم اهمیت ویژه ای می یابد، چون اولین جزء فعال در زنجیره گیرنده است. ساختارهای مختلفی برای تحقق lna فراپهن باند ارائه شده که اگرچه برای بعضی کاربردها به طور موفقیت آمیزی پیاده سازی شده اند، وقتی کار به طراحی lna های مجتمع می رسد، مشکلات عدیده ای حل نشده باقی می مانند. برای مثال مصرف توان بالای بسیاری از این ساختارها یک مشکل عمده است که به واسطه افزایش ترانزیستورهای موجود در یک چیپ بوجود می آید. در این پایان نامه ابتدا با بهره گیری از روش تنظیم متناوب ساختاری ارائه شده که با وجود شرایط بهتر نسبت به سایر ساختارهای مشابه همچنان از مشکل افت بهره در باند میانی رنج می برد. سپس با استفاده از یک روش ابتکاری و جدید در طراحی تقویت کننده کم نویز، به نام تکنیک هماهنگ-سازی سه گانه، ساختاری طراحی و ارائه شده است که در عین حال که تمام نیازهای تکنولوژی فراپهن باند و فرکانس رادیویی را تأمین می نماید، بهره ای بالا و بسیار هموار در سراسر گستره فراپهن باند فراهم نموده و همان طور که از تقویت کننده کم نویز انتظار می رود نویز بسیار کمی ایجاد کرده و در میان تمام ساختارهای پیشین کمترین مصرف توان را به خود اختصاص داده است. تقویت کننده ارائه شده در سراسر باند مورد نظر پایدار بوده و بسیار خطی است. تکنولوژی به کار رفته در این ساختار tsmc 0.18 µm cmos می باشد و کلیه شبیه سازی ها با نرم افزار تخصصیadvanced design system 2009 صورت گرفته و ارائه شده است.

در سال های اخیر تکنولوژی های مخابراتی پیشرفت بسیار زیادی داشته است، رشد فوق العاده صنعت بی سیم، دسترسی جهانی به اینترنت و افزایش تقاضای انتقال اطلاعات با سرعت بالا، برداشتن گام های بزرگ در زمینه تکنولوژی های مخابراتی را ضرورتی اجتناب ناپذیر می نماید. یک گیرنده مخابراتی به عنوان یکی از ارکان سیستم های مخابراتی سیگنالی در حدود نانو ولت را دریافت می کند، بنابراین تقویت کننده کم نویز به عنوان دومین بخش این گیرنده ها برای اینکه سیگنال را بدون اعوجاج عبور دهد باید بهره توان بالا و عدد نویز پایینی داشته باشد، عموما در ساختارهایی که در سال های اخیر طرح گردیده است، بهبود یکی از دو پارامتر بهره توان و عدد نویز هدف بوده و از توجه همزمان به این دو پارامتر خودداری گشته است اما با توجه به تاثیرات بسیار زیاد بهره توان و عدد نویز بر یکدیگر، در این پایان نامه به بهبود عدد نویز و بهره توان در یک تقویت کننده کم نویز بصورتی موازی پرداخته شده است. مطابق با قانون فریز تمرکز طراحی ها بر روی طبقه ورودی قرار می گیرد و بنابراین برای دستیابی به عدد نویزی پایین و در کنار آن بهره توانی بالا، المان هایی که باعث کاهش بهره توان و افزایش عدد نویز در طبقه ورودی می شوند از مدار حذف می گردند، حذف این المان ها ایجاد تطبیق را دچار مشکلاتی خواهد کرد که برای جبران آن، بکارگیری سلف های تزویج پیشنهاد می شود. در ساختارهای پیشنهادی، مشابه با روش هایی که از سلف در سورس تقویت کننده استفاده می کنند یک مقاومت بدون نویز ایجاد می شود که از آن می توان برای ایجاد تطبیق امپدانس در باند وسیع استفاده کرد، البته بر خلاف این روش ها مقاومت ایجاد شده بهره توان را در مدار کاهش نمی دهد. در این ساختارها به کمک سلف های تزویج عدد نویز در حدود0.5 db و بهره توان 31 db بدست آمده است. توان مصرفی ساختارهای طراحی شده کمتر از 10 mw می باشد که مقدار مناسبی است. پاسخ بهره توان بدست آمده بسیار تخت بوده و با توجه به عدد نویز پایین حاصل شده برای کاربرد در سیستم های مخابراتی مناسب می باشد. شبیه سازی ها به کمک نرم افزارهای agilent technology advanced designed systems (ads)و matlab انجام پذیرفته است.

تقویت کننده های کم نویز معمولا اولین بلوک بعد از آنتن هستند و وظیفه آن ها تقویت سیگنال دریافتی از آنتن بدون افزودن هرگونه نویز و اعوجاج است. از مهمترین مشخصات تقویت کننده های کم نویز بهره بالا، توان مصرفی کم، تطبیق مناسب امپدانس ورودی و خروجی، عدد نویز کم و حجم کم آن ها است. از این رو از فناوری cmos به دلیل داشتن مشخصاتی چون ضریب کیفیت بالا، قابلیت مجتمع سازی بالا، توان کم مصرفی و فرکانس قطع بالا در ساخت تقویت کننده های کم نویز در رنج فرکانسی اولترا واید باند استفاده می شود. تاکنون تقویت کننده های کم نویز مبتنی بر تکنینک های مختلف طراحی و ساخته شده است اما هنگاهی که بحث مجتمع سازی تقویت کننده های کم نویز مطرح می شود، مشکلات عدیده حل نشده ای مانند عدم تطبیق مناسب امپدانس ورودی و خروجی به دلیل وجود عناصر پارازیتی در هنگام ساخت و توان تلفاتی بالا به وجود می آید. در این پایان نامه دو تقویت کننده کم نویز با بهره بالا و تطبیق امپدانس مناسب همراه با عدد نویز کم طراحی شده است. اساس این تقویت کننده ها بر روش فیدبک دوگانه استوار است. در این تقویت کننده ها با استفاده از دو فیدبک سری و موازی در طبقه ورودی، تطبیق امپدانس باند وسیع ایجاد شده است. شبکه فیدبک بکار رفته در این تقویت کننده ها راکتیو است و از فیدبک مقاومتی به دلیل اتلاف توان و افزایش عدد نویز استفاده نشده است. این شبکه های فیدبک علاوه بر فراهم نمودن شرایط تطبیق امپدانس، پایداری تقویت کننده ها را نیز تضمین می کنند. تقویت کننده های طراحی شده در تکنولوژی tsmc 0.18µm cmos با استفاده از نرم افزار ads و cadence ic design شبیه سازی شده است.

در این پایان نامه، میکسر پایین آورنده که یکی از کلیدی ترین قسمت های یک گیرنده می باشد، طراحی و شبیه سازی شده است. هدف از انجام این تحقیق، برطرف کردن نیاز به میکسرهای کم توان و بهره تبدیل بالا و خطسانی مناسب می باشد. در این تحقیق، سه میکسر پایین آورنده طراحی شده است که داشتن توان مصرفی کم اولویت اول طراحی آن ها می باشد. فرکانس rf میکسر اول از 1.25 ghz تا 10.6 ghz می باشد که کاربردهای باند بسیار پهن، بلوتوث و شبکه ی محلی بی سیم را پوشش می دهد. فرکانس rf میکسر دوم، 2.4 ghz می باشد که کاربرد بلوتوث را پوشش می دهد. پهنای باند میکسر سوم نیز از فرکانس 0.85 ghz تا 16.65 ghz می باشد و کاربرد آن همانند میکسر اول می باشد. روشهای تزریق جریان به طبقه ی هدایت انتقالی، بایاس در ناحیه ی زیرآستانه و استفاده از بار فعال در خروجی در طراحی میکسر اول استفاده شده است که منجر به توان مصرفی 0.128mw، بیشینه ی بهره ی تبدیل 15.5 db، نقطه ی تقاطع مرتبه ی سوم ورودی 0.5 dbm و کمینه عدد نویز 14.5 db شده است. سطح تراشه ی طراحی شده در این کار 87 µm*82 µm می باشد. در طراحی میکسر دوم (میکسر با طبقات ترکیبی)، علاوه بر بایاس در ناحیه ی زیرآستانه و استفاده از بار فعال در خروجی، از ترمینال چهارم ماسفت نیز به عنوان ترمینال کنترلی استفاده شده است که منجر به حذف یک طبقه و منبع تغذیه ی کوچکتر می شود. بنابراین توان مصرفی این میکسر بسیار کمتر از نمونه های مشابه و برابر 9.5 µw می باشد. این در حالی است که بهره ی تبدیل 32 db و نقطه ی تقاطع مرتبه ی سوم ورودی برابر با +4 dbm می باشد. اما به دلیل بایاس در ناحیه ی زیرآستانه و استفاده از روش تزریق به بدنه، عدد نویز این میکسر 20 db می باشد. سطح تراشه این میکسر 450 µm*270 µm می باشد. در میکسر سوم (میکسر مبتنی بر سلف فعال)، علاوه بر استفاده از روش های به کار رفته در میکسر اول، از تقویت کننده ی عملیاتی هدایت انتقالی که نقش یک سلف فعال را ایفا می کند، برای کم کردن عدد نویز، استفاده شده است. استفاده از سلف فعال به دلیل کاهش حجم تراشه و در نتیجه کاهش هزینه ی ساخت نسبت به نوع پسیو می باشد. زیرا به عنوان مثال، استفاده از سلف مارپیچ در میکسر با طبقات ترکیبی بیش از 80% فضای تراشه را گرفته است. با استفاده هم زمان از روش های بهینه سازی، بیشینه بهره ی تبدیل برابر با 20.1 db، خطسانی -3.2 dbmو توان مصرفی 0.56 mw خواهد بود. درحالی که عدد نویز 3 db نسبت به میکسر اول کاهش داشته است. نرم افزار مورد استفاده برای شبیه سازی هر سه میکسر، advanced design system می باشد و تکنولوژی به کار رفته ، تکنولوژی 0.18 µm cmos می باشد. همچنین رسم جایابی توسط نرم افزار cadence صورت گرفته است.

در این تحقیق، هدف بهبود شیب زیرآستانه به مقادیر کمتر از mv/decade60و نسبت جریان روشن به جریان خاموش با مرتبه بالاتر از 5^10 می باشد. بدین منظور ابتدا روشهای مختلف بهبود عملکرد این افزاره را بررسی کرده و در نهایت روش مهندسی در گاف انرژی با مواد با باندگاپ قابل تنظیم به عنوان روش برتر معرفی می شود. پارامترهای طراحی ترانزیستور اثر میدان تونلی را با استفاده از شبکه عصبی بدست آمده است و ترانزیستورهای پیشنهادی که در دو ساختار همگون و ناهمگون می باشند با نرم افزار سیلواکو شبیه سازی شده اند. در ترانزیستور همگون در ناحیه فعال از ماده های algaas و ingaas استفاده شده است و در ساختار ناهمگون از مادهalgaas در ناحیه سورس و از ماده ingaas در نواحی دیگر استفاده شده است و نتایج آن در مقایسه با ترانزیستورهای مرسوم و همچنین ترانزیستورهای تونلی مشابه قابل مقایسه می باشد.

با گسترش تکنولوژی الکترونیک، ادوات الکترونیکی ارزان قیمت و پرتابل عرضه شده اند. یک رگولاتور ولتاژ طوری طراحی می شود که علی رغم تغییرات ولتاژ ورودی و تغییرات در جریان بار همواره ولتاژ خروجی ثابتی ایجاد کند. رگولاتور ldo یک رگولاتور ولتاژ خطی است که افت ولتاژ کمی ایجاد می کند. این نوع رگولاتور ها مشخصاتی نظیر نویز کم و ساختار مداری ساده دارند که آن ها را برای استفاده در ادوات پرتابل مناسب می سازند. به دلیل اینکه مدار ldo از مدار های سوئیچینگ استفاده نمی کند بنابراین مزیت اصلی یک رگولاتور ldo عملکرد تقریبا آرام و بی صدای آن است. هدف اصلی این پایان نامه ارائه وطراحی ساختارهایی برای مدار رگولاتور ولتاژ ldo به منظور رسیدن به توان مصرفی کم و به حداقل رساندن تغییرات ولتاژ خروجی است. بر این اساس دو ساختار برای رگولاتور ldo در تکنولوژی ?m cmos 18/0 پیشنهاد، طراحی و شبیه سازی شده است. در هر دو ساختار، از ota به عنوان تقویت کننده خطا استفاده شده است. در مدار ldo طراحی شده اول، از یک ota کلاس ab به منظور کاهش توان مصرفی استفاده شده است. مدار ldo پیشنهادی تغییرات ولتاژ خروجی کوچکی دارد و در نتیجه نسبت ?vo/vo نیز کوچک است. همچنین رگولاتور ldo طراحی شده دارای جریان خاموشی کم و مصرف توان پایین است. در مدار ldo طراحی شده دوم، از یک ota با ساختار recycling folded cascode(rfc) به عنوان تقویت کننده خطا استفاده شده است که دارای هدایت انتقالی زیاد و بنابراین بازدهی توان بالایی است. در ساختار مطرح شده یک خازن جبران ساز به همراه یک مدار بافر نتایج خوبی را برای پایداری و جبران سازی ldo پیشنهادی فراهم می آورند. همچنین افت ولتاژ کم و تغییرات ولتاژ خروجی کوچک نیز تحت شرایط مصرف توان کم برای محدوده وسیعی از تغییرات جریان بار بدست آمده است. بنابراین رگولاتور ldo طراحی شده می تواند در قسمت مدیریت توان کاربردهایی که با باتری تغذیه می شوند، مانند تلفن همراه، پیجر و امثال این ها مورد استفاده واقع شود.

یکی از اجزای سیستم های مخابراتی و رادار که امروزه در فرکانس های بالا کار می کنند سنتی سایزر می باشد. سنتی سایزر فرکانس، یک وسیله الکترونیکی است که می تواند ترکیبی از ضزب کننده های فرکانسی، تقسیم کننده های فرکانسی و ترکیب کننده های فرکانسی باشد و در نهایت سیگنال خروجی با فرکانس مطلوب را تولید کند. سنتی سایزر فرکانس از المان های مختلفی از قبیل ردیاب فاز (pfd)، پمپ بار (cp)، فیلتر پایین گذر (lpf)، اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ (vco) و تقسیم کننده فرکانسی تشکیل شده است. با اعمال گیت xor به ورودی pfd طراحی شده به منظور ایجاد تأخیر، ناحیه کور به خوبی کاهش یافته است. همچنین با استفاده از دو معکوس کننده اضافی در خروجی pfd، ناحیه مرده و توان اتلافی بهبود پیدا کرده است. در طراحی مدار cp، اعمال خازن های میلر و op-amp نقش کلیدی در از بین بردن عدم تطبیق جریان های خروجی داشته اند و جریان خروجی ثابتی برابر با 11ma را فراهم می کند. دو vco برای سنتی سایزر با هدف کاهش نویزفاز پیشنهاد شده که یکی با سلف مارپیچی و دیگری با سلف فعال است. در vco با سلف مارپیچی از ساختار کوپل متقاطع برای کاهش نویزفاز و خطای فاز استفاده شده است. همچنین ورکتورهای nmos و خازن های mim بکار رفته در vco ، تأثیر بسزایی بر روی بهبود ضریب کیفیت و نویزفاز دارند و نویزفاز را تا 161dbc/hz- کاهش می دهند. از آن جایی که vco با سلف فعال، مساحت اشغالی و توان اتلافی کمتری در مقایسه با vco با سلف مارپیچی دارد ، با استفاده از ساختار کوپل متقاطع و ورکتور، vco با سلف فعال ارائه شده است. روش فیدبک ترانزیستوری و injection- locking در این ساختار به کاهش نویزفاز و بهبود ضریب کیفیت کمک شایانی کرده است. اگرچه نویزفاز در این ساختار تا 136dbc/hz- بیشتر کاهش نمی یابد اما ضریب کیفیت تا 82 بهبود یافته است. در طراحی تقسیم کننده فرکانسی از ساختار tspc برای غلبه بر اتلاف توان زیاد و پیچیدگی در ساختار استفاده شده است. با کمک تکنیک مقاومتی در ساختار تقسیم کننده دو- سه، glitch به خوبی کاهش یافته است. همچنین برای افزایش نسبت های تقسیم به جای پشت سرهم قرار دادن تقسیم کننده های دو-سه، با کمک میکسر، فیلترمیان گذر و کلیدها، نسبت های تقسیم ارتقاء یافته و توان اتلافی تا 37nw کاهش چشمگیری داشته است. سنتی سایزر با استفاده از نرم افزارهای ads و cadence در تکنولوژی 0.18µm cmos شبیه سازی شده و در مقایسه با سنتی سایزرهای ارائه شده در مقالات سال های اخیر دارای عملکرد خوبی بوده است.

در این پایان نامه یک تقویت کننده ی عملیاتی هدایت انتقالی قابل تنظیم، با توان مصرفی کم و خطسانی بالا برای کاربردهای گیگاهرتز ارائه و شبیه سازی شده است. از روش dtmos برای کاهش ولتاژ آستانه ترانزیستورها، کاهش ولتاژ تغذیه مدار و درنتیجه کاهش توان مصرفی استفاده شده است. با استفاده از این ota یک سلف فعال شناور برای کاربردهای فرکانس گیگاهرتز ارائه شده است. از این سلف فعال در مدار یک میکسر پایین آورنده فوق پهن باند به منظور بهبود در عدد نویز، بهره تبدیل و پهنای باند آن استفاده شده است. از شبیه سازی مونت کارلو برای بررسی تاثیر عدم تطبیق قطعات و تغییرات ساخت برای هدایت انتقالی ota پیشنهادی، و اندوکتانس سلف فعال بر مبنای آن، استفاده شده است. شبیه سازی مدارها، با نرم افزار agilent ads در فناوری 0.18µm cmos انجام شده و طرح ساخت آن در نرم افزار cadence رسم شده است.

در این پایان نامه یکی از کاربردهای آثار غیرخطی در زمین? پلاسمونیک مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار پلاسمونیکی مورد استفاده، یک تزویج کننده غیرخطی است که موجبرهای آن از نوع فلز-عایق-فلز است . سوئیچ نوری مبتنی بر اثر غیرخطی گذارهای باند به باند در نیمه رسانای ژرمانیوم در طول موج 1550 نانومترطراحی و شبیه سازی شده است. رابطه ها و معادله های این ساختار با استفاده از تئوری معادله های تزویج شده استنتاج شده است و ضرایب آن برای یک موجبر شکافی بدست آورده شده است. گیت های نوری and، or و not بر اساس سوئیچ زنی در تزویج کنند? نوری غیرخطی ارائه شده پیاده سازی و شبیه سازی شده اند. در انتها به بررسی آثار غیرخطی نیمه رسانا ها و تأثیر آنها بر روی ضریب شکست و ضریب جذب پرداخته شده است. شبیه سازی ساختارهای ارائه شده توسط نرم افزار comsol که مبتنی بر روش المان محدود fem می باشد انجام گرفته است. همین طور از نرم افزار matlab به منظور حل معادله های دیگر مانند معادل? پاشندگی بهره گرفته شده است.

در شبکه های مخابراتی نوری برای کنترل و پردازش اطلاعات می بایست سیگنال نوری به الکتریکی تبدیل شود تا پردازش روی آن انجام شود و سپس به حالت نوری بازگردانده می شود. برای دست یابی به حداکثر ظرفیت فیبرنوری تلاش های زیادی برای توسعه شبکه های تمام نوری انجام شده است. به همین دلیل ساختارهای منطقی تمام نوری زیادی ارائه شده است ولی همه ساختارها از نظر ساخت ، توان مصرفی و سرعت عملکرد یکسان نمی باشند . در این تز انواع ساختارهای تداخلی که بر اساس آن ها عملکردهای تمام نوری را پیاده سازی می کنند مورد بررسی قرار گرفته است و در انتها ساختارهای منطقی تمام نوری بر اساس تداخل ماخ زندر با تقویت کننده نقطه کوانتومی مورد ارزیابی قرار گرفته است و با استفاده از این ساختار یک تفریق کننده ارائه شده است و با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی انجام شده است . در ساختار ارائه شده بیت های ورودی پالس های گاوسی با نرخ بیت 250 gb/s می باشند. روش طراحی پارامترهای تأثیرگذار بر پاسخ گیت های منطقی نوری ارائه شده است به همین منظور اثر طول قطعه ، شدت پالس ورودی و چگالی جریان در ضریب کیفیت خروجی ، نسبت تفکیک و نمودار چشمی بررسی شده است و مقادیر بهینه 4mm<l<5mm , 7 db< pmax <15 db, 2 ka/ cm^2 < j < 4 ka / cm^2 و t21<1 ps به دست می آید. با انتخاب مقادیر بهینه پارامتر های ورودی می توان به خروجی های عالی با er=15.37 db، am=0.052 ، q=49.13 db، o=97.09% و سرعت های بالاتر از 250 gb/s دست یافت.

امروزه مبدل های کلیدزنی فرکانس بالا به دلیل حجم کم، چگالی توان بالا، پاسخ سریع و کنترل ساده به صورت گسترده در صنعت استفاده می شوند. مبدل های افزاینده dc-dc به دلیل بهره ولتاژ بالا و همچنین قابلیت کنترل برای ردیابی حداکثر نقطه توان سیستم های فتوولتائیک از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. با افزایش فرکانس، چگالی توان افزایش و حجم مبدل کاهش می یابد. اما تلفات کلیدزنی را افزایش و راندمان مبدل کاهش می دهد. تلفات کلیدزنی به دلیل هم پوشانی جریان و ولتاژ در لحظه کلیدزنی سوئیچ ها ایجاد می گردد. در این پایان نامه، علاوه بر معرفی انواع روش های کلیدزنی نرم، مبدل های افزاینده dc-dc کلیدزنی نرم ارائه شده برای کاهش تلفات کلیدزنی، بررسی شده اند. در نهایت هفت مبدل افزاینده کلیدزنی نرم ارائه و طراحی گردیده است. در مبدل های پیشنهادی علاوه بر کاهش تلفات کلیدزنی، استرس ولتاژ و جریانی که معمولاً در مبدل های کلیدزنی نرم به وجود می آید، کاهش یافته است. عملکرد تمام مبدل های پیشنهادی در فرکانس 100 کیلو هرتز و توان 120 وات مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی موید کارایی این مبدل ها می باشد.

یکسوکننده یکی از کلیدی ترین قسمت های یک برچسب rfid غیرفعال می باشد، که وظیفه آن تامین منبع تغذیه ای برای فعال سازی مدارات برچسب است. در این پایان نامه یک یکسوساز پل با استفاده از ترانزیستورهای اتصال دیودی در سیستم های شناسایی فرکانس رادیویی در فرکانس uhf طراحی و شبیه سازی شده است. اهداف این پایان نامه، افزایش راندمان تبدیل توان و کاهش توان مصرفی است که با استفاده از روش حدف ولتاژ آستانه داخلی و کاهش ابعاد تراشه با بکارگیری بار فعال در یکسوکننده محقق شده اند. برای انتخاب بهینه ترین ابعاد ترانزیستورها از یک الگوریتم تکاملی استفاده شده است، که در نهایت باعث افزایش حساسیت شده است. بار فعال برای رسیدن به حداکثر راندمان تبدیل توان به ازای توان ورودی حداقل و حداکثر، قابل تنظیم است و استفاده از آن محدودیت کنترل جریان بایاس را حذف می کند. نرم افزار مورد استفاده برای شبیه سازی یکسوکنندهsystem agilent advanced design می باشد و از تکنولوژی 180nm cmos برای طراحی استفاده شده است. همچنین رسم جایابی توسط نرم افزار cadence صورت گرفته است.

از مهمترین نیازمندی ها برای طراحی ابزارهای قابل حمل مانند گوشی های هوشمند مصرف پایین انرژی بر کارکرد می باشد. در بسیاری از کاربردها، حافظه ها بخش عمده ای از کل انرژی سیستم را مصرف می کنند. از این رو درکاربردهای توان محدود که سرعت در درجه دوم اهمیت پیدا می کند، مفید است که عملیات های خواندن و نوشتن برای یک سلول sram با کمترین ولتاژ کاری ممکن انجام گیرد. چالش اصلی در طراحی sram مرسوم سازش بین نیازمندی های پایداری خواندن و توانایی نوشتن می باشد. همچنین با مقیاس بندی ابزارهای نیمه هادی سیلیکن به محدوده های نانو، اثرهای کانال کوتاه و تغییر فرایندها به صورت چشمگیری بر روی ترانزیستورها و طراحی مدارها اثر می گذارد. ابزارهای نوینی برای غلبه بر این مشکل ها پیشنهاد شده است یک ابزار جدید و نوید بخش، ترانزیستور اثر میدان نانولوله ی کربنی (cntfet) می باشد که بسیاری از مشکلات بنیادی ترانزیستورهای cmos را ندارد. در این پایان نامه cntfet شبه ماسفت را مورد بازبینی قرار خواهیم داد و نشان خواهیم داد که ترانزیستور قابل قبولی برای طراحی های حافظه با سرعت بالا و توان پایین می باشد. در این پایان نامه همچنین برای غلبه بر مشکل سازش بین توانایی نوشتن و پایداری خواندن یک سلول 10 ترانزیستوری توان پایین و با سرعت بالا بر پایه تکنولوژی های cntfet و si-mosfet پیشنهاد شده است که سلول طرح شده بر پایه تکنولوژی cntfet قابلیت کار در ولتاژهای زیرآستانه را نیز دارد.

در این پایان نامه، یک گیرنده ابر بازتولیدی برای استفاده در سیستم های تصویر برداری موج میلی¬متری طراحی و شبیه سازی شده است. هدف از انجام این تحقیق، کاهش توان مصرفی گیرنده ابر بازتولیدی می باشد. معماری ابر بازتولیدی به جهت مصرف توان پایین و تعداد قطعات کم انتخاب شده است. مهمترین بخش مصرف کننده توان در گیرنده ابر بازتولیدی، نوسان گر آن است. با بهره بردن از نوسان گر زوج متقاطع cmos، توان مصرفی این گیرنده کاهش یافته است. در طراحی مدار تشدید نوسان گر از سلف غیر فعال استفاده شده که با یک مدار rlc موازی مدلسازی شده است. همچنین برای کاهش سطح تراشه، عناصر پارازیتی به عنوان عنصر خازنی مدار تشدید به کار رفته اند. در طبقه ورودی از یک شبکه تطبیق متشکل از یک ماسفت و یک سلف غیر فعال استفاده شده است. در این گیرنده با استفاده از یک دروازه انتقال، زمان صفر شدن نوسان کاهش یافته است. نرم افزار مورد استفاده برای شبیه سازی گیرنده، advanced design system می باشد و از تکنولوژی cmos 180nm برای طراحی استفاده شده است. همچنین رسم جایابی توسط نرم افزار cadence صورت گرفته است. واژه های کلیدی: گیرنده ابر بازتولیدی،موج میلی¬متری، نوسان گر زوج متقاطع، سلف غیر فعال، دروازه انتقال

در این پایان نامه با استفاده از نتایج شبیه سازی توسط برنامه های wxamps و بهینه کردن نتایج، داده های اولیه جهت ساخت سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید فیلم نازک را به دست آمده است. سلول مذکور دارای 4لایه sno2(اتصال جلویی)، zno(لایه بافر)، cds(لایه پنجره ای)، cdte(لایه جاذب) می باشد. ایده به کار گرفته شده در این تحقیق، بهبود بازدهی به کمک اضافه کردن لایه بافر و بهینه کردن ضخامت لایه های مختلف می باشد. لایه بافر بین لایه پنجره ای (لایهcds) و لایه اکسید رسانای شفاف قرار داده شده است. برای ساخت از سامانه لایه نشانی کندوپاش مگنترونmss6-160 استفاده شده است. لایه نشانی توسط rf sputtering و dc sputtering صورت گرفته است.

در این پایان نامه بلوک مبدل dc-dc برای تگ پسیو rfid طراحی شده است. مبدل dc-dc پیشنهادی، دارای نسبت تبدیل ولتاژ بالا و سطح تراشه کوچکی می باشد. مدار پمپ شارژ با گیت کنترل شونده نوعی مبدل dc-dc است که در هر طبقه شامل یک سوئیچ انتقال شارژ nmos می باشد. برای کنترل دینامیکی ورودی سوئیچ انتقال شارژ از دو ترانزیستور nmos و pmos استفاده می شود. در حالت پایدار ترانزیستورهای سوئیچ انتقال شارژ در ناحیه زیرآستانه عمل می کنند. بنابراین افت ولتاژ درین- سورس بسیار کمی دارند که باعث بهبود نسبت تبدیل ولتاژ و بازده مدار پمپ شارژ می شود. برای ایجاد بهینه ترین حالت و داشتن بیشترین نسبت تبدیل ولتاژ از الگوریتم شاگرد-معلم استفاده شده است.

در این پایان نامه یک تنظیم کننده و یک محدودکننده ولتاژ dc برای تگ rfid طراحی شده است. تنظیم کننده ولتاژ پیشنهادی، دارای مصرف توان کم و نوسان خروجی پایین می باشد. بلوک های داخلی تنظیم کننده ولتاژ از خروجی طبقات پایین یکسوساز تغذیه می شوند. مدار opa آن در کلاس ab کار می کند و بایاسینگ آن به صورت وفقی می باشد، مدار مرجع ولتاژ و مدار تقسیم کننده استفاده شده در این طرح، کاملاً ترانزیستوری بوده و توان مصرفی پایینی دارند. برای ایجاد بهینه ترین حالت و داشتن پایین ترین توان مصرفی و ریپل ولتاژ خروجی از الگوریتم شاگرد-معلم استفاده شده است. محدودکننده ولتاژ dc طراحی شده دارای توان مصرفی خیلی پایینی می باشد. در این طراحی از یک مدار bgr با توان مصرفی خیلی کم و غیر حساس به دما و همچنین از مقایسه کننده برای محدود کردن استفاده می شود. برای نزدیک شدن منحنی مشخصه i-v به حالت ایده آل از چهار طبقه وارونگر در خروجی مقایسه کننده استفاده شده است. ساختار bgr و مقایسه کننده استفاده-شده در محدود کننده، به صورت کامل ماسفتی بوده و ترانزیستورهای آنها، هنگامی که محدودکننده غیرفعال است، در ناحیه زیر آستانه کار می کند.

دراین پایان نامه، سه نوع نوسانساز حلقوی تفاضلی با استفاده از سه ساختار متفاوت طبقه تاخیر برای تگ rfid طراحی شده است. از دو راهکار جبران ساز حرارتی برای مستقل کردن فرکانس نوسانسازها از دما استفاده شده است. در راهکار جبران سازی حرارتی اول، تغییرات حرارتی توسط ولتاژ بار و در راهکار جبران سازی حرارتی دوم، تغییرات حرارتی توسط منبع جریان کنترل می شود.

در این پایان نامه یک یکسوساز تمام موج با هدف افزایش راندمان توان و حساسیت بالا برای یک تگ پسیو rfid در فرکانس mhz960 طراحی شده است. در این طراحی از مدار کراس-کوپل استفاده شده و برای حذف اثر ولتاژ آستانه ی ترانزیستورهای عبوری، یک مدار بوت استرپ بکار برده شده است. به منظور افزایش راندمان توان و حداقل کردن اندازه ی تراشه مصرفی، ابعاد ترانزیستورها در فرکانس uhf تنظیم شده است. چون توان دریافتی محدود می باشد، از ساختار چند طبقه ی یکسوساز استفاده شده است که حساسیت بالایی داشته باشد. به منظور بهینه کردن راندمان توان و رسیدن به بالاترین ولتاژ خروجی به ازای ولتاژ ورودی پایین، اندازه عناصر مدار و تعداد طبقات توسط شبکه عصبی و الگوریتم شاگرد-معلم بهینه شده است.

در تگ پسیو، توان موردنیاز برای تغذیه بلوک های موجود بر روی تگ، با استفاده از امواج ارسالی توسط کدخوان تأمین می شود. بنابراین برای افزایش بازه کدخوانی لازم است، بلوک-های موجود بر روی تراشه تگ، توان مصرفی کمی داشته باشند. باوجوداینکه ترکیب حسگر دما با تگ باعث افزایش سطح نظارتی تگ خواهد شد ولی با افزایش سطح و توان مصرفی همراه است. در این پایان نامه دو طراحی حسگر دما با سطح و توان مصرفی کم و خطای پایین برای کاربرد در تگ rfid پیشنهاد می شود. در اولین طراحی، هسته حسگر از mosfet به عنوان عنصر حساس به دما استفاده شده است که برای کاهش مصرف توان، ترانزیستورها در ناحیه زیرآستانه بایاس شده اند. در این حسگر برای تبدیل دما به کد دیجیتالی از مولد تأخیر و شمارنده باینری استفاده می شود. در طراحی شمارنده باینری در قسمت دیجیتالی حسگر از فلیپ فلاپ t بر اساس تکنیک gdi با توان مصرفی و سطح کم استفاده شده است. حسگر دمای پیشنهادی دارای توان مصرفی 140 نانو وات با ولتاژ تغذیه 5/0 ولت است. سطح اشغالی حسگر 003/0 مترمربع می باشد. همچنین در دومین طراحی، هسته حسگر از یک ساختار شبه تفاضلی دارد و از mosfet به عنوان عنصر حساس به دما استفاده کرده است و برای تبدیل دما به کد دیجیتالی از مولد تأخیر و شمارنده باینری استفاده شده است. در طراحی شمارنده باینری از فلیپ فلاپ d بر اساس تکنیک gdi با توان مصرفی پایین استفاده می شود. درنهایت برای مدل سازی و بهبود نتایج شبیه سازی از شبکه عصبی و الگوریتم بهینه سازی شاگرد-معلم استفاده شده است. حسگر دمای پیشنهادی دارای توان مصرفی 110 نانو وات با ولتاژ تغذیه 5/0 ولت است. سطح اشغالی حسگر طراحی شده 0038/0 مترمربع می باشد. شبیه سازی ها با نرم افزار cadence با تکنولوژی 0.18µm cmos tsmc ارائه می شود.

یکی از راهکارهای اصولی جهت بررسی وضعیت دینامیکی شبکه های قدرت در دوره های مختلف بهره برداری، مدلسازی و شبیه سازی آن است. مدلسازی سیستم های قدرت خود از مراحلی تشکیل می شود که مهمترین آن شناسایی پارامترهای مربوط به اجزا و تجهیزات شبکه است. چرا که نرم افزارهای شبیه ساز باید پارامترهای اجزای سیستم قدرت را داشته باشند تا بتوانند رفتار شبکه را شبیه سازی نمایند. هدف این پایان نامه بطور خاص شناسایی پارامترهای الکترومکانیکی ژنراتور سنکرون و تجهیزات کنترلی آن با استفاده از واحدهای اندازه گیر فازوری است. با توجه به نویز و عدم قطعیت در پارامترهای مدل، فرایند شناسایی پارامترهای سیستم را از جهات مختلفی مورد تاثیر قرار می دهند، دو الگوریتم شناسایی معرفی شده اند که با استفاده از آنها می توان تاثیر هر یک از عوامل فوق را بر فرایند شناسایی پارامترهای کاهش داد. ساختار معرفی شده در این رساله، مبتنی بر مدلسازی جعبه خاکستری بوده و فرایند شناسایی نیز بصورت یک مساله بهینه سازی چند بعدی فرمول بندی شده است. بدلیل گسترده بودن فضای جستجو و تعداد زیاد پارامترهای مجهول، سعی شده است با معرفی چند الگوریتم بهینه سازی هوشمند به حل مساله مورد نظر پرداخته شود. جهت بررسی کارایی الگوریتم های معرفی شده، ابتدا با استفاده از آنالیز حساسیت، پارامترهای کلیدی سیستم تعیین و در فرایند شناسایی دخالت داده شده اند. نتایج شبیه سازیها حاکی از آن است که بکمک ساختار معرفی شده، می توان در حضور عواملی همچون نویز و نامعینی در مدل، پارامترهای ژنراتور را با دقت قابل قبولی شناسایی کرد. با توجه به آنکه در فرایند شناسایی پارامترهای یک شبکه با استفاده از واحدهای اندازه گیر فازوری، می بایست فازور ولتاژ، توان اکتیو و توان راکتیو تمامی شین های شبکه قابل اندازه گیری باشند، از اینرو یکی دیگر از موضوعاتی که در این پایان نامه به آن پرداخته شده، تعیین تعداد کافی و محل نصب بهینه این تجهیزات جهت رویت پذیری کامل شبکه است. در این راستا با معرفی یک قانون جدید، تلاش شده است، فرمول بندی بهبود یافته ای در قالب برنامه ریزی خطی صحیح برای مساله جایابی بهینه pmuها ارائه شده و در آن اثر عوامل مختلفی همچون شین های تزریق صفر، پیشامد خروج تک خط و تک pmu نیز لحاظ شده باشد. برای ارزیابی کارایی فرمول بندی پیشنهادی، شبیه سازیهای متعددی متعددی بر روی شبکه های استاندارد ieee ارائه شده است. یکی دیگر از مواردی که در این پایان نامه مورد مطالعه قرار گرفته، مساله تاثیر محدودیت تعداد کانالهای اندازه گیری بر جایابی بهینه pmuها است. نتیجه مطالعات حاکی از آن است که با افزایش تعداد کانالهای اندازه گیری، تعداد pmuهای لازم جهت رویت پذیری کامل شبکه کاهش خواهد یافت ولی برای هر شبکه ای (بسته به ساختار و توپولوژی آن)، همواره یک حد بالایی برای کانالهای اندازه گیری وجود دارد که اگر تعداد کانالها از آن حد بیشتر شود، نه تنها تعداد pmuها کاهش نخواهد یافت بلکه منجر به افزایش هزینه نیز خواهد شد.

در این رساله، بلوک های مختلف بخش آنالوگ یک تگ غیرفعال rfid با هدف کمینه کردن توان مصرفی، طراحی و شبیه سازی شده است. در طراحی بلوک یکسوساز از ساختار اتصال متقاطع و مدار بوت استرپ برای حذف اثر ولتاژ آستانه استفاده شده است. یکسوساز به ازای دامنه ولتاژ rf ورودی v64/0، دارای بازده تبدیل توانی برابر با %31 می باشد. در ساختار محدودکننده ولتاژ از bgr، مقایسه کننده و وارونگرهایی که بر اساس ترانزیستورهایpass-gate کار می کنند، استفاده شده است. توان مصرفی و سطح چینش محدودکننده پیشنهادی به ترتیب nw325/47 و ?m244×44 می باشد. در تنظیم کننده ولتاژ برای کاهش توان مصرفی از دو سطح ولتاژ استفاده شده است و در ساختار آن مدارهای opa، bgr و مقسم ولتاژ، با سطح ولتاژ کمتر تغذیه می شوند. توان مصرفی و سطح چینش تنظیم کننده پیشنهادی به ترتیب ?w91 و ?m235×43 محاسبه شده اند. در طراحی مبدل dc-dc از سلول وارونگر برای کنترل گیت ترانزیستور گذر استفاده شده است و توان مصرفی و سطح چینش آن به ترتیب ?w49 و ?m2120×170 می باشد. مدار por طراحی شده دارای قابلیت آشکارسازی brown-in و brown-out بوده و سطح چینش و توان مصرفی آن به ترتیب ?m240×40 و ?w8/1 می باشد. در طراحی نوسان ساز از ساختار حلقوی تفاضلی استفاده شده و با بکارگیری روش های جبران سازی حرارتی، ضریب دمایی آن کاهش داده شده است. سطح چینش و توان مصرفی این بلوک به ترتیب برابر با ?m245×66 و ?w636/6 می باشد. در مدولاتور پس انتشار qpsk، یک ورکتور برای ایجاد 4 امپدانس مختلف تحت 4 ولتاژ متفاوت بکار گرفته شده است. توان مصرفی و سطح چینش مدولاتور پیشنهادی به ترتیب ?w23/4 و ?m270×52 می باشد. در مدار دمدولاتور ask پیشنهادی سطح آستانه مقایسه در نظر گرفته شده، وابسته به سطح دامنه rf ورودی بوده و توان مصرفی و سطح چینش آن به ترتیب nw88/169 و ?m260×62 می باشد. مدار حسگر به صورت کاملا ماسفتی طراحی شده و در ساختار شمارنده آن از t-ff با روش gdi استفاده شده است. توان مصرفی و سطح چینش حسگر پیشنهادی به ترتیب nw112 و ?m2128×98 محاسبه شده است.

در طول تاریخ، رمزنگاری اطلاعات یکی از مهم ترین مباحث علوم ریاضی بوده است. الگوریتم های رمزنگاری، همه با یک هدف مشترک طراحی شده اند. تمامی این الگوریتم ها باهدف خصوصی سازی اطلاعات طراحی شده اند. الگوریتم رمزنگاری aes یکی از متداول ترین الگوریتم های رمزنگاری استاندارد است. در پیاده سازی سخت افزاری، کاهش هزینه های تولید، افزایش توان عملیاتی و کاهش توان مصرفی، اهمیت بسیاری دارد.

در این رساله ساختارهای نوری مختلف با استفاده از تقویت کننده های نوری نیمه هادی و کاواک های نوری برای رزروایر پیشنهاد شده است و عملکرد این ساختارها با استفاده از دو مسئله بازشناسی سری زمانی و بازشناسی سیگنال گفتار نویزی مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این تحقیق در طراحی رزروایر تقویت کننده نوری نیمه هادی از ساختار آبشار با فیدبک های داخلی استفاده می شود. فیدبک های داخلی به سیستم حافظه می دهند و دقت بازشناسی سری زمانی را در مقایسه با رزروایر کلاسیک و تحقیقات قبل بهبود می دهند. همچنین یک روش تحلیلی برای حل معادلات ریت تقویت کننده نوری پیشنهاد می شود که در کنار بهبود دقت بازشناسی سیگنال زمان شبیه سازی را بسیار کاهش می دهد. در ادامه رزروایر نوری با استفاده از کاواک های نوری طراحی می گردد. نتایج بدست آمده در شبیه سازیها نشان می دهند که رزروایر کاواک کریستال فوتونی سری زمانی بدون نویز را با دقت 100% بازشناسی می کند. همچنین درصد خطای بازشناسی سری زمانی نویزی با نسبت سیگنال به نویز db 20، 98% بدست می آید که 3% بهبود نسبت به تحقیقات قبل را نشان می دهد. در بازشناسی گفتار نیز دقت بازشناسی برای نسبتهای مختلف سیگنال به نویز، بین 100% برای سیگنال بدون نویز و 4/92% تا 3/98% در نسبت های سیگنال به نویز db 0 تا db 10 بدست می آید.