:
در دنیای امروز با گسترش روزافزون دنیای دیجیتال باید به دنبال پلی برای ایجاد ارتباط بین دنیای آنالوگ و دیجیتال باشیم. این پل از طریق مبدل های آنالوگ به دیجیتال ساخته می شود. تکنیک های بسیاری برای طراحی مبدل های آنالوگ به دیجیتال وجود دارند که هرکدام از این تکنیک ها دارای امتیازات و محدودیت هایی هستند. در اینجا به معرفی برخی از این تکنیک ها در طراحی مدارات مبدل آنالوگ به دیجیتال پرداخته شده است.
هرکدام از این تکنیک ها ملزومات مداری مربوط به خود را دارد. در بعضی از این تکنیک ها دقت بیشتر مورد نظر بوده و در بعضی دیگر سرعت و در بعضی مواقع هزینه و قیمت بیشترین نقش را دارد. ذکر این نکته ضروری است که قبل از طراحی یک مبدل آنالوگ به دیجیتال باید دانشی کلی در باب انواع تکنیک های موجود داشت، تا با توجه به مزایا و محدودیت های این تکنیک ها و همین طور خصوصیات مبدل آنالوگ به دیجیتال، روشی برگزیده شود که بالاترین بازدهی را داشته باشد. همچنین برای رسیدن به بالاترین کارایی می توان از ترکیب این روش ها نیز استفاده کرد.
فصل اول: معرفی مبدل های آنالوگ به دیجیتال
مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADC) و دیجیتال به آنالوگ (DAC) به منظور ایجاد ارتباط بین سیگنال های آنالوگ و پردازنده های سیگنال (DSP) نیاز هستند، این امر موجب می شود تا بتوان از امتیازات پردازش سیگنال دیجیتال استفاده کرد، زیرا که اکثر سیگنال های مورد استفاده آنالوگ هستند.
1-1) موارد استفاده از ADC های سرعت بالا
1-1-1) ویدئوهای دیجیتال و صفحه های نمایش LCD
عملکرد سیستم های مخابراتی و سرگرمی تا حد زیادی بر پایه پردازش سیگنال ها دیجیتال DSP بنا شده، این در حالی است که سیگنال های فیزیکی که لازم است در ورودی ها و خروجی های این سیستم ها مورد استفاده قرار بگیرند به صورت زمان پیوسته و آنالوگ هستند. از این رو لزوم استفاده از ADC در ورودی ها و همینطور DAC ها در خروجی این سیستم ها احساس می شود.
مدارات ADC در مقایسه با DAC برای رسیدن به سرعت و دقت بالاتر، معمولا توان بالاتر و مدارات پیچیده تر طلب می کند. از این رو ADC ها متناوبا موجب محدودیت در سیستم های پردازش سیگنال می شوند. از آنجایی که محدودیت تبدیل آنالوگ به دیجیتال موجب پایین آمدن کارایی کل سیستم می شود، الگوریتم ها و مدارهایی به صورت متناوب ارائه می شوند و یک زمینه تحقیقاتی بسیار مهم برای آینده قابل پیش بینی، ایجاد شده است.

سیستم های تلویزیون دیجیتال با تکیه بر استاندارد انتقال دیجیتال از یک الگوریتم قدرتمند فشرده سازی تصویر استفاده می کنند تا نرخ انتقال اطلاعات را کاهش

خرید متن کامل این پایان نامه :

 دهند. مانند آنچه در شکل 1-1 آمده است، نیاز به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال است تا سیگنال آنالوگی که از دوربین می آید را تبدیل کند. پس از پردازش دیجیتال و مدولاسیون، سیگنال به خروجی می رود تا ارسال شود. گیرنده سیگنال ورودی را دمدوله می کند و آن را دوباره به سیگنال آنالوگ تبدیل می کند تا آماده نمایش شود. یک قدرت تفکیک به منظور استفاده در تلویزیون های استاندارد لازم است، که این قدرت تفکیک برای تلویزیون های خاص مانند (HDTV) باید بالاتر و حداقل 10 باشد.

دیگر کاربرد مهم مبدل های آنالوگ به دیجیتال سرعت بالا، در سیستم های نمایشی LCD است. توجه اخیر در نمایش دهنده ها به LCD (کریستال مایع) ها است که جایگزین نمایش دهنده های CRT است. برخلافCRT ها، نمایش دهنده های LCD احتیاج به سیگنال های دیجیتال برای راه اندازی دارند. این در حالی است که برخی منابع ویدئو آنالوگ هستند. از این رو نیاز به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال است تا سیگنال آنالوگ ویدئو را به پیکسل های دیجیتال تبدیل کند (شکل 1-2). با توجه به قدرت تفکیک و نرخ بازیابی سرعت تبدیل از ده ها MSPS تا چند صد MSPS تغییر می کند.
2-1-1) تجهیزات اندازه گیری دیجیتال
اسیلوسکوپ های نمونه بردار دیجیتال (DSO)، زمینه دیگری هستند که از مبدل های آنالوگ به دیجیتال سرعت بالا استفاده می شود. یک DSO شامل مدار حالت دهنده سیگنال، یک مبدل آنالوگ به دیجیتال با سرعت بالا، یک حافظه بافر و یک نمایش دهنده است. (شکل 1-3) بسیاری از DSO ها از یک مدار نمونه بردار سرعت بالا با دریچه زمانی کوچک استفاده می کنند تا بتوانند از ورودی های با پهنای باند بالا (در محدود GHz) نمونه برداری کنند. نرخ نمونه برداری ساعت این مدارات، نسبتا پایین و در حدود چندین MSPS است. این تکنیک فقط برای سیگنال های ورودی متناوب با پهنای باند باریک مناسب است. زمانی که لازم است سیگنال های طیف گسترده دیجیتال شوند، مبدل های آنالوگ به دیجیتال با نرخ ساعت بسیار بالا مورد نیاز است. سیگنال های نامتناوب و یا طیف گسترده با توجه به قانون نایکوئیست دیجیتال می شوند. که بیان کننده این است که نرخ نمونه برداری باید از دو برابر پهنای باند سیگنال ورودی بزرگتر باشد.

محیط انتشاری که سیگنال از فرستنده تا گیرنده از آن می گذرد، کانال نامیده می شود. هرچه این محیط دقیق تر شناخته شود، بهتر می توان سیستم را طراحی کرد و در نتیجه به عملکرد مناسبتری رسید.

محیط انتشار سیستم های UWB معمولا محیط داخل ساختمان و شلوغ است و در نتیجه سیگنال ارسالی در این کانال مانند سایر کانال های بی سیم از مسیرهای مختلفی به گیرنده می رسد که بر این اساس با پدیده چند مسیری روبرو می شود. اگر یک تک پالس به کانال دارای فیدینگ وارد شود، قطاری از پالس از آن خارج خواهد شد که هرکدام یک مولفه چند مسیری است. اگر تأخیر زمانی بین مولفه ها از عکس پهنای باند کانال بزرگتر باشد، مولفه ها قابل تفکیک اند. پهنای باند وسیع سیستم های

خرید متن کامل این پایان نامه :

 UWB به گیرنده این امکان را می دهد که مولفه های مختلف را از هم تفکیک کند.

یکی از پارامترهای مهم کانال دارای فیدینگ، مجموع تأخیر انتشار آن است که تعریف آن اختلاف بین اولین و آخرین پالس دریافتی از کانال در اثر تحریک تک پالس است. پاسخ ضربه کانال به طور تصادفی با زمان تغییر می کند. بنابراین تأخیر کانال هم متغیری تصادفی است. یکی دیگر از پارامترهای توصیف کانال پروفایل توان تأخیر است. از روی این پروفایل پارامترهای کلیدی: تأخیر اضافی میانگین و گستره تأخیر موثر و “NP10dB” به دست می آید. مدل های مختلفی برای توصیف کانال سیستم های فوق باند وسیع پیشنهاد شده است که کمیته “IEEE 802.15.3a” پس از بررسی آنها و مقایسه با اندازه گیری های انجام شده در مولد این کانال، مدلی که اولین بار توسط “Saleh-Valenzuela” معرفی شده را پذیرفته است. مدل ارائه شده در این تحقیق مانند اکثر کارهای انجام شده در مقالات براساس همان تعریف مدل S-V از کانال سیستم های فوق باند وسیع با پاره ای از تغییرات است. در این تحقیق با تمرکز برای حالت LOS و در داخل ساختمان به دنبال آن هستیم تا هم دقت را بهبود بخشیم و هم برخی نقص های مدل S-V را کم اثر کنیم.
در فصل اول در مورد کانال سیستم های فوق باند وسیع و چند نمونه از کارهایی که در این مورد انجام شده است بحث می شود بعد از آن تعریف و ضرورت پروژه توضیح داده خواهد شد. در بخش اول از فصل دوم در مورد تئوری سیستم های فوق باند وسیع، شامل سیگنال دهی، طراحی موج با طیف خاص، روش های مدولاسیون بحث می شود و نیز اشاره ای به فرستنده، گیرنده، روش های دستیابی چندگانه و تداخل در این سیستم ها می شود. بخش دوم از این فصل به کانال سیستم های فوق باند وسیع اختصاص دارد. فصل سوم درباره شرایط اندازه گیری، شرح و شبیه سازی الگوریتم کلین برای استخراج پاسخ کانال از مقادیر اندازه گیری شده و تحقق مدل S-V است. در چهارمین فصل از مدل دو دسته ای و اصلاح آن و شبیه سازی های مربوط به آنها و مقایسه آنها با مدل S-V سخن می گوییم. سرانجام در آخرین فصل به نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات می پردازیم. خاطرنشان می شود که تمام شبیه سازی ها در محیط “MATLAB” انجام شده است.

روش های شناسایی که بر مبنای تحقق بنا شده و به آن روش هندسی یا زیرفضا نیز می گویند، جزو روش هایی است که سیستم های خطی چندمتغییره را به شکل مدل فضای حالت با دقت مناسب و به طور سریع شناسایی می کند. مسئله شناسایی سیستم های MIMO یکی از مسائل مهم است که روش های شناسایی SISO جوابگوی آن نمی باشد یکی از دلایل اینست که به دست آوردن و پیش بینی یک ساختار پارامتریک برای این سیستم ها بسیار دشوار است. در اواسط دهه 1960 دو مقاله مهم یکی برای تخمین مدل ARMAX توسط AStrom و Bohlin و دیگری توسط Ho و Kalman برای حل مسئله تحقق فضای حالت ارائه گردید که آغازی برای طرح مسئله شناسایی سیستم ها و فرایندهایی بود که در صنعت با آن مواجهیم. می توان گفت روش های زیرفضا براساس ایده تئوری تحقق سیستم های قطعی و تصادفی تکیه دارد و توسط

خرید متن کامل این پایان نامه :

 محققینی همچون Ho و Kalman (1966 و Van Overschee و De Moor (1996 – 1994 و Verhagen (1994 و Verhaegen و Dewilde (1992 و Viberg (1995 و Akaike (1975 – 1974 و Faurre (1976 و Picci (1976 و Lindquist و Picci (1979 – 1991 و بسیاری دیگر پایه گذاری شده و توسعه یافته است. این روش ها علاوه بر سیستم های خطی، سیستم های غیرخطی را نیز شناسایی می نمایند. در چند دهه اخیر تلاش هایی برای ارائه روش هایی جهت شناسایی سیستم های غیرخطی با بهره گرفتن از الگوریتم زیرفضا انجام گرفته از جمله شناسایی مدل Wiener و Hammerstein، شناسایی مدل Hammerstein با بهره گرفتن از LS-SVM و شناسایی سیستم های دوسویه. در این پروژه الگوریتم جدیدی جهت شناسایی on-line سیستم های غیرخطی با مدل Hammerstein ارائه خواهد شد. مدل های Hammerstein از اتصال متوالی یک بلوک خطی و یک بلوک غیرخطی تشکیل می شود. برای شناسایی بلوک خطی از الگوریتم شناسایی زیرفضا با بهره گرفتن از آنالیز مولفه اصلی یا SIMPCA (Qin ,Wang و جهت شناسایی بلوک غیرخطی از روش نگاشت غیرخطی که یکسری توابع پایه شعاعی را جهت این نگاشت به کار می برد استفاده خواهیم کرد. به این دلیل از توابع پایه شعاعی استفاده می شود که نوشتن برنامه شبیه سازی با این تابع ساده تر است و همچنین امکان اعمال چند ورودی به طور همزمان برای آن وجود دارد. سپس با اعمال روش هایی سعی در اصلاح نگاشت یا بهینه سازی پارامترهای توابع پایه می نماییم. این روش ها شامل الگوریتم پالایش انتخابی، الگوریتم بهینه سازی شبه – نیوتن با کد BFGS و الگوریتم ژنتیک می باشد. هر سه روش بررسی و اجرا خواهند شد و مناسبترین آنها جهت شناسایی on-line به کار گرفته می شود. این پایان نامه در 6 فصل تنظیم شده است، فصل اول شامل شناسایی مقدماتی با مقوله شناسایی و اهداف پروژه می باشد، در فصل دوم وارد مبحث شناسایی زیرفضا شده و با ایده اصلی آن آشنا می شویم در فصل سوم چند روش مهم شناسایی زیرفضا تجزیه و تحلیل می شود و در فصل چهارم روش های شناسایی مدل غیرخطی و به صورت off-line ارائه می شود. فصل پنجم نیز شامل شناسایی on-line مدل غیرخطی Hammerstein با بهره گرفتن از روش SIMPCA می باشد و در انتها نتیجه گیری و پیشنهادات لازم ارائه می گردد.

:
در این فصل در ابتدا توضیح مختصری راجع به خواص مدارات در حالت کلی بیان می کنیم. سپس اثرات غیرخطی بودن مدار مانند هارمونیک ها، فشردگی بهره، مدولاسیون متقابل و اینتر مدولاسیون مرتبه 2 و 3 را بررسی می کنیم. سپس توضیحاتی راجع به فرایندهای تصادفی و به خصوص نویز ارائه می دهیم.
1-1- ویژگی های مهم مدار:
در این بخش به توضیح خواص و ویژگی های مدارات می پردازیم:
1-1-1 خاصیت خطی بودن:
اگر شرط زیر برقرار باشد یعنی مدار خطی است:
xr(t)->y1(t
x2(t)->y2(t
ax1(t)+Bx2(t)->ay1(t)+By2(t
در سیستم خطی ما می توانیم از قانون جمع آثار استفاده کنیم به عبارت دیگر خروجی به صورت ترکیب خطی از پاسخ سیستم به تک تک ورودی ها می باشد.

سیستم غیرخطی سیستمی است که شرط بالا را نداشته باشد یا به عبارت دیگر شرایط اولیه غیر صفر یا آفست محدود داشته باشد.

خرید متن کامل این پایان نامه :

2-1-1- خاصیت تغییرپذیری با زمان:
اگر رابطه زیر برقرار باشد سیستم تغییر ناپذیر با زمان است در غیر این صورت متغیر با زمان است:
x(t)->y(t
x(t-z)->y(t-z
نکته: اگر مدار هر دو خاصیت بالا را داشته باشد LTI گفته می شود.
3-1-1- بدون حافظه بودن:
اگر خروجی سیستم در هر زمان به ورودی در همان زمان وابسته باشد سیستم را بدون حافظه گویند در غیر این صورت سیستم را با حافظه می نامند.
اگرچه خاصیت غیرخطی و متغیر با زمان بودن مفاهیم بدیهی هستند ولی باید در استفاده از این مفاهیم دقت کرد زیرا گاهی باهم اشتباه می شوند. برای تفهیم بهتر در اینجا یک مثال را بررسی می کنیم. شکل 2.1a را در نظر بگیرید. این شکل مدار ساده یک سوئیچ می باشد. vin1 کنترل کننده سوئیچ می باشد به این صورت که اگر مثبت بود سوئیچ وصل و اگر منفی بود سوئیچ قطع می باشد. اگر این مدار مانند شکل 2.1b در نظر گرفته شود (یعنی Vin1 به خروجی) سیستم غیرخطی متغیر با زمان می باشد زیرا از یک طرف به قطبیت Vin1 بستگی دارد پس غیرخطی است و از طرف دیگر چون خروجی به Vin2 نیز وابسته است، پس متغیر با زمان می باشد. حال اگر مدار را مطابق شکل 2.1C (یعنی Vin2 به خروجی) در نظر بگیریم، سیستم خطی متغیر با زمان است.
نکته بسیار مهمی که در پایان به آن اشاره می کنیم این است که سیستم خطی نیز می تواند مولفه های فرکانسی ایجاد کند که در ورودی نیست و این پدیده می تواند در اثر متغیر با زمان بودن ایجاد شود.

جهت ساخت سوئیچ فابریک های بزرگ ATM، از مجموعه روش های Clos و Crossbar، با استفاده مکرر از قطعات با بافرهای خروجی و تسهیم حافظه که به صورت m*m ساخته شده اند، استفاده می شود. به طور کلی، سوئیچ های ATM با ویژگی چند پخشی، دارای دو نوع فابریک اساسی هستند:
Crossbar , Clos. از مزیت های سوئیچ فابریک Crossbar، ابتدا می توان به ساختار ساده آن اشاره کرد که برای پیاده سازی بسیار آسان می باشد. دوم، ویژگی ذاتی چند پخش آنها می باشد. و سوم، اینکه این سوئیچ، به طور ذاتی دارای خاصیت عدم انسداد می باشد. (به عبارتی می توان گفت، که همواره بین هر پورت ورودی و خروجی یک مسیر قابل دسترس وجود دارد.)
شبکه های MINs، اتصال میان پورت های ورودی و خروجی را از طریق تعدادی طبقات دارای سوئیچ، برقرار می کنند. هدف از MINs، جلوگیری از پیچیدگی سخت افزاری شبکه های Crossbar (یک سوئیچ “N*N Crossbar” دارای N2 نقطه تقاطع می باشد). و نیز ایجاد توانایی عدم انسداد در هر زمان می باشد. دسته معروف MINs، شبکه های Clos هستند که اساس کار ما در این پایان نامه است.
باید گفت که در سوئیچ Clos، مکانیزم سریعی برای دستیابی به نطم دوباره اتصالات، مطابق با سلول های ورودی هر قطعه زمانی مورد نیاز است، تا بتوان از مسدودشدگی داخلی جلوگیری کرد.
این مسأله، وقتی که اندازه سوئیچ بزرگ باشد، ایجاد مشکل می کند. در عمل، ممانعت از مسدودشدگی داخلی، ساده نمی باشد. در واقع وقتی که رقابت سلول ها، روی پیوندهای داخلی روی دهد، کارایی سیستم کاهش می یابد.

این مسأله می تواند با افزایش تعداد پیوندهای داخلی بین واحدهای سوئیچ، بهبود یابد. به طوری که مسیرهای بیشتری برای مسیریابی سلول های اطلاعاتی وجود خواهد

خرید متن کامل این پایان نامه :

 داشت.

افزایش پهنای باند پیوندهای داخلی نیز مفید است، که به جای داشتن یک سلول برای هر پیوند داخلی در قطعه زمانی، هم اکنون بیشتر از یک سلول از واحد ورودی به واحد طبقه سوم مسیریابی می شود. از آنجا که بین هر زوج واحد ورودی و خروجی در شبکه Clos، به تعداد طبقات میانی، مسیر فیزیکی وجود دارد، لذا مدیریت تخصیص واحد میانی (واحدهای طبقه میانی) می تواند باعث توزیع یکنواخت ترافیک ورودی شود. با ارائه روش هایی که در آنها، تخصیص زمانی و نیز تخصیص مکانی صورت می گیرد، می توان پارامترهای کارایی را بهبود بخشید.
در این پایان نامه، هدف اصلی ما، طراحی یک الگوریتم جدید به منظور مسیریابی سلول های مکالمات درخواستی از سوئیچ، در طبقات سوئیچ می باشد به طوری که بتوان پارامترهای کارایی را بهبود بخشید. اصول کار در این پایان نامه به ترتیب زیر می باشد:
در فصل اول، هدف از کار و پیشینه ای از تحقیق و نیز روش کار و تحقیق به طور مختصر ارائه می گردد.
در فصل دوم، پایه ای از ATM و اساس سوئیچینگ در ATM مورد بحث و بررسی قرار می گیرد، در این فصل، مزایا و معایب مهم انواع سوئیچ های ATM مورد مطالعه قرار می گیرد.
مرجع اصلی این فصل، مرجع [1] می باشد.
فصل پنجم، روش کار در پایان نامه را شرح می دهد که شامل ارائه یک الگوریتم جدید و شبیه سازی آن در محیط نرم افزار Matlab می باشد. شرح کامل الگوریتم و نتایج بدست آمده در این فصل آورده شده است.
فصل ششم نیز شامل نتیجه گیری، پیشنهادات و پیوست ها می باشند. ضمنا در این فصل فهرست کلی منابع و مأخذ نیز، آورده شده است.