فهرست مطالب

مهندسی برق و الکترونیک ایران - سال چهاردهم شماره 2 (تابستان 1396)

مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران
سال چهاردهم شماره 2 (تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/06/21
  • تعداد عناوین: 12
|
  • جواد زراعتکار مقدم، حمید فرخی، ناصر ندا صفحات 1-9
    در این مقاله، مدلی واقعی تر از شبکه های رادیوشناختگر همکارانه معرفی می گردد. در مدل پیشنهادی، ارسال اطلاعات در دو مرحله صورت می گیرد. در مرحله ی اول که فرض می شود لینک کاربر اولیه غیرفعال است، چندین کاربر ثانویه قادرند اطلاعات خودشان را به طور همزمان به سمت شبکه ی رله پخش نمایند. در مرحله ی دوم که فعال یا غیرفعال بودن لینک کاربر اولیه اهمیتی ندارد، رله هایی که اطلاعات را به درستی آشکار نموده اند، از یک روش شکل دهی پرتو همکارانه ی پیشنهادی بهره گرفته و آنها را به سمت مقصد مورد نظر ارسال می کنند. فرض شده است که اطلاعات حالت کانال بین شبکه ی رله و گیرنده ی اولیه در اختیار رله ها نیست و رله ها فقط تخمینی از این اطلاعات را در اختیار دارند. روش شکل دهی پرتو همکارانه ی پیشنهادی سبب می شود توان سیگنال دریافتی در مقصد ثانویه بیشینه گردد در حالی که توان تداخل بعلاوه ی نویز دریافتی در کاربر اولیه را زیر حد آستانه ی مشخصی نگه می دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی اعتبار مدل پیشنهادی را تایید می کنند. همچنین روش شکل دهی پرتو همکارانه ی پیشنهادی در مقایسه با روش ZFBF عملکرد بهتری از خود نشان می دهد و علاوه بر این در برابر خطای تخمین کانال نیز مقاوم است؛ حتی اگر خطای تخمین کانال بیشینه گردد.
    کلیدواژگان: رادیوشناختگر، شکل دهی پرتو همکارانه، مدیریت تداخل، خطای تخمین کانال، شبکه ی رله
  • مهدی بیانی فر، سید محمد رضوی زاده صفحات 11-22
    در این مقاله به بررسی کارایی توان یک کانال تداخلی رله که در آن ‏چند گره مبدا از طریق چند رله سیگنال خود را به گره های مقصد ارسال می کنند، پرداخته می شود. فرض می شود که گره های مبدا و مقصد دارای چند آنتن (تعداد محدود) هستند ولی رله ها ‏به تعداد بسیار زیاد آنتن مجهز شده اند. طرح های تقویت–ارسال[i] و کدگشایی–ارسال[ii] با استفاده از پردازش های MRT/MRC[iii] و ZF[iv] در رله ها مورد ارزیابی قرار گرفته می شوند. کارایی طیفی سیستم محاسبه شده و تاثیر تغییر توان گره های مبدا و رله روی آن بررسی می شود. نشان خواهیم داد که با استفاده از تعداد زیاد آنتن در رله ها، می توان ارسالی فرستنده و رله را بطور محسوسی کاهش داد و در عین حال کارایی سیستم را حفظ نمود. همچنین طرح کدگشایی-ارسال نسبت به طرح تقویت-ارسال در حالتی که تعداد آنتن های رله کم است، کارایی طیفی بیشتری دارد ولی با افزایش تعداد آنتن های رله، گیرنده ی ZF و MRC به یک مقدار ثابت میل می کنند. علاوه بر این توان مورد نیاز برای بدست آوردن نرخ 1 بیت بر ثانیه با استفاده از طرح کدگشایی-ارسال کمتر است.
    کلیدواژگان: سیستم های چند ورودی، چند خروجی (MIMO)، سیستم های انبوه آنتنی (Massive MIMO)، رله، کارایی توان
  • حمیده عباس زاده، سید امین حسینی سنو صفحات 23-36
    شبکه حسگر بی سیم روش کم هزینه و انعطاف پذیری برای مسائل نظارتی با دسترسی محدود و یا خطرناک به شمار می رود. این شبکه ها از دستگاه های بی سیم با منابع محدود ایجاد می شوند، بنابراین برای بقای شبکه باید از تمهیدات انرژی کارا استفاده نماییم. یکی از این تمهیدات کنترل توپولوژی در شبکه های حسگر بی سیم است، که از مکانیزم های ساخت و نگهداری توپولوژی تشکیل می شود. این مقاله به معرفی یک الگوریتم جدید ساخت توپولوژی انرژی آگاه مبتنی بر مجموعه حاکم همبند می پردازد. الگوریتم EA-CDS[i]، یک مکانیزم ساده ساخت توپولوژی انرژی کارای توزیع شده است که بهینه ترین زیرمجموعه متصل را می یابد، در حالی که شبکه متصل می ماند. این الگوریتم با بهره گیری از وزن مبتنی بر پارامتر، اجازه می دهد اپراتور شبکه طول مسیر ها را برای حفظ توپولوژی (از نظر انرژی و تداخل) بررسی نماید. همچنین برای حفظ اتصال شبکه و تخلیه نشدن انرژی گره هایی که دائما در مسیر ارسال بسته ها قرار دارند از الگوریتم نگهداری توپولوژی DGTRec[ii] نیز توام با آن استفاده شده است. نتایج ارزیابی نشان می دهد که پروتکل EA-CDS از لحاظ افزایش طول عمر مفید شبکه (به تعویق انداختن زمان مرگ اولین گره) و نیز تعداد پیام ارسالی نسبت به دو پروتکل مشابه ( EECDS[iii]و [iv]CDS-RULE-K) برتری دارد.
    همچنین جهت اطمینان خاطر بیشتر از نتایج بدست آمده، شبیه سازی توسط نرم افزار متلب نیز انجام شده است و نتایج بدست آمده نتایج حاصل از اجرای شبیه ساز ATARRAYA را تایید می نماید.
    کلیدواژگان: کنترل توپولوژی، ساخت توپولوژی، نگهداری توپولوژی، الگوریتم EA-CDS، شبیه ساز آتارایا
  • سینا مجیدیان، فرزان حدادی صفحات 37-47
    این مقاله به بررسی تخمین جهت منابع با استفاده آرایه خطی می پردازد. در حالتی که تعداد منابع بیشتر از تعداد عناصر آرایه است، روش زیرفضای ختری-رائو مختص منابع شبه ایستان معرفی شده است. در این مقاله اثبات می شود که این روش برای منابع ایستان نیز کارایی دارد. بحث یکتایی جواب برای مسئله تخمین جهت منابع بررسی شده و شروطی برای حالت های مختلف ارائه خواهد شد. علاوه بر این کران کرامر-رائو برای حالتی که تعداد منابع بیشتر از تعداد عنصر آرایه می باشد، محاسبه خواهد شد. همچنین نتایج حاکی از آن است که عملکرد روش ختری-رائو از نظر خطا در حدود 3dB با کران کرامر-رائو فاصله دارد.
    کلیدواژگان: پردازش سیگنال آرایه ای، تخمین جهت منبع، منابع ایستان، ختری-رائو
  • وحید غفاری، احد توکلی، رشید میرزاوند بروجنی، پریسا دهخدا صفحات 49-56
    در این مقاله شیوه جدیدی برای کاهش نرخ جذب ویژه ([i]SAR) در گوشی های موبایل ارایه می شود. برای این کار از ایده آنتن های آرایه ای استفاده شده است. این سبب می شود تا بتوان با بهره گیری از گین بیشتر در این نوع آنتن ها، اثر گوشی های موبایل (SAR) را به جای تمرکز در یک نقطه در چند نقطه متمرکز کرد؛ بدون اینکه SNR[ii] پایین بیاید. برای داشتن آرایه در گوشی موبایل می بایست آنتن ها یکسان باشند و در یک سمت تشعشع کنند تا بتوان ضریب آرایه (AF[iii]) بهتری داشت. از طرف دیگر باید بتوان در حالت آرایه به همان SNR و پترن که در حالت تک آنتن بود، دست پیدا کرد. در نهایت به کمک این روش می توان اثرات امواج موبایل بر سر را تا %75 برای هر آنتن و تا %92 در حالت MIMO[iv] کاهش داد. همچنین نشان داده شده است که این روش نسبت به روش EBG[v]، نتایج بهتری دارد.
    کلیدواژگان: SAR، آنتن های آرایه ای، نقطه داغ
  • علیرضا نوری تبار، حسین شمسی، سید آرش احمدی صفحات 57-64
    در این مقاله یک فیلتر پایین گذر مایکرواستریپ فشرده با فرکانس قطع GHz69/1، با استفاده از رزوناتور سنجاقی پیچ خورده نامتقارن[i] بهبود یافته با شکاف عرضی طراحی، شبیه سازی و ساخته شده است. در ابتدا رزوناتور سنجاقی پیچ خورده نامتقارن پیشنهاد می شود و در ادامه به منظور بهبود عملکرد این رزوناتور، شکاف عرضی که یکی از عناصر مایکرواستریپ است، بر روی این رزوناتور اعمال می شود. با اتصال سری دو رزوناتور به دست آمده به صورت آینه ساختار فیلتر پایین گذر حاصل می شود. فیلتر طراحی شده دارای اندازه مداریAWT IMAGE076/0AWT IMAGEAWT IMAGE14/0، تلفات تزریقیdB2/0 ، باند توقف GHz16/8، فاکتور توقیف 2 و همچنین باند گذار GHz12/0 است. با توجه به نتایج به دست آمده، در بازه فرکانسی مورد نظر نتایج ساخت و اندازه گیری این فیلتر، انطباق خوبی با نتایج شبیه سازی از خود نشان می دهد.
    کلیدواژگان: فیلتر، مایکرواستریپ - پایین گذر، باند گذار، فاکتور توقیف، رزوناتور
  • علیرضا حکم آبادی، آرزو ذاکری، احمدرضا شرافت صفحات 65-73
    در این مقاله از یک شبکه عصبی چند لایه برای فشرده‏سازی پالس رادار که ورودی آن برخلاف روش‏های پیشین، کد پلی فاز است، استفاده می‏کنیم. مزیت کدهای پلی فاز نسبت به کدهای باینری، داشتن سطح گلبرگ‏های فرعی کمتر و تولرانس داپلر بسیار بهتر است. بعلاوه، برخلاف کدهای باینری، برای هر طول کد، کدهای پلی فاز متنوعی وجود دارد که این موضوع باعث سودمندی بیشتر شبکه پیشنهادی می‏شود. برای آموزش شبکه نیز از روش بهینه‏سازی Levenberg-Marquardt استفاده کرده‏ایم که سرعت همگرایی شبکه را تا حد قابل توجهی افزایش می‏دهد. پس از 100 بار آموزش شبکه مورد اشاره، سطح گلبرگ‏های فرعی تا حد خیره‏کننده‏ای کاهش می‏یابد. به عنوان نمونه، در مورد کد P3 (30N=) این مقدار برابر dB 66/238- و در مورد کد P4 (45N=) این مقدار برابرdB 51/240- است. این طرح برای SNR بسیار پایین نیز عملکرد بسیار خوبی دارد و همچنین در مقایسه با سایر روش‏های موجود تولرانس داپلر بسیار بالاتری را در خروجی شبکه ارائه می‏دهد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی Levenberg، Marquardt، تولرانس داپلر، شبکه عصبی چند لایه، فشرده سازی پالس، گلبرگ های فرعی
  • حامد امین زاده، محمد میرعلایی، محمد علی دشتی صفحات 75-86
    در این مقاله، جزئیات طراحی و مدل سازی یک مبدل آنالوگ به دیجیتال سازگار با دمای اتاق با استفاده از نانوترانزیستورهای تک الکترونی با جزیره کوانتوم نقطه ای سیلیکونی ارائه شده است. در مقایسه با نانو ترانزیستورهای تک الکترونی با جزیره فلزی، استفاده از جزایر سیلیکونی در حد چند نانومتر سبب می شود که ترانزیستور عملکرد مطلوبی دردمای اتاق داشته باشد و نظام انسداد و نوسان کولنی آن پایدار گردد. نانو ترانزیستورهای با جزیره سیلیکونی همچنین هم خوانی بیشتری با فرآیند ساخت CMOS دارند و می توان آن دو را به صورت ترکیبی و بر روی یک بستر مشترک پیاده سازی کرد. مبدل آنالوگ به دیجیتال این مقاله ، از نوسان های کولنی پایدار مشخصه جریان- ولتاژ ترانزیستورهای تک الکترونی سیلیکونی در دمای اتاق بهره برداری می کند. نمونه سه بیتی شبیه سازی شده از آن با فرکانس نمونه برداری 5 GS/s، از آرایش مقسم خازنی و سه زوج ترانزیستور تک الکترونی در آرایش مکمل استفاده می کند. شبیه سازی آن با استفاده از شبیه ساز مونت-کارلوی سایمون انجام گرفته است و نتایج بدست آمده حکایت از عملکرد پایدار ایستا و پویا در دمای اتاق دارد.
    کلیدواژگان: نانوترانزیستورهای تک الکترونی، فرآیند ساخت نانو، دمای اتاق، رژیم انسدادکولنی، مبدل های آنالوگ به دیجیتال با سرعت بالا و نوسان های کولنی
  • مصطفی عابدی، جواد یاوند حسنی صفحات 87-96
    در این مقاله حلقه قفل فاز دو حلقه ای با سرعت قفل بالا، توان مصرفی پایین و اسپور مرجع پایین ارائه شده است. فرکانس خروجی مدار طراحی شده 3.2 GHz و فرکانس مرجع 50 MHz می باشد و مناسب برای کاربرد وایمکس می باشد. در این طراحی پس از قفل نهایی قسمتی از مدار تاثیری در عملکرد مدار نداشته و می توان آنها را غیرفعال کرد، لذا توان مصرفی بسیار پایین می باشد. روش آشکارسازی فاز، آشکارسازی پنچره ای است. ساختار پمپ بار پیشنهادی به گونه ای می باشد که سبب کاهش اسپور مرجع می شود. همچنین از یک ساختار جدید حلقه قفل فرکانس، جهت کاهش زمان قفل حلقه استفاده شده است.
    شبیه سازی مدار پیشنهادی با استفاده از بسته طراحی تکنولوژی 0.18 μm CMOS-RF انجام شده است. در ساختار پیشنهادی اسپور مرجع برابر با -74dBc ، زمان قفل 1.9 μs و توان مصرفی 4.15 mw حاصل شده است.
    کلیدواژگان: حلقه قفل فاز، سرعت قفل حلقه، اسپور مرجع، آشکارساز فاز پنجره ای، پمپ بار، تقسیم کننده فرکانس، نوسان ساز کنترل شونده با ولتاژ
  • نازنین زهرا یعقوبی کریموی، عباس گلمکانی، رضا یعقوبی کریموی صفحات 97-105
    طراحی تقویت کننده های عملیاتی تک سر کم توان با Slew-rate بالا در تکنولوژی های جدید به علت کاهش ابعاد و مقدار ولتاژ تغذیه در سال های اخیر محققان زیادی را به خود جلب کرده است. این محققین اغلب از مدارها ناظر کمکی برای افزایش جریان های شارژ و دشارژ کننده خازن های بار و جبران ساز استفاده نموده اند. با اینحال، بسیاری از این روش ها قادر به بهبود Slew-Rate مثبت و منفی به طور متقارن نمی باشند و معمولا موجب افزایش توان مصرفی، ابعاد و پیچیدگی مدار می گردند. بنابراین، در این تحقیق برای بهبود پارامتر Slew-rate در تقویت کننده های عملیاتی تفاضلی دو طبقه تک سر، یک مدار ناظر کمکی در تکنولوژی μm 0.18 TSMC ارائه می شود. این مدار پیشنهادی به ازای خازن بار pF 2 و منبع تغذیه V 8/1 توانسته پارامتر Slew-rate مثبت و منفی را به ترتیب به مقدار 78/8 و 67/22 برابر افزایش دهد، که موجب تقارن معنی داری در Slew-rate مثبت و منفی می شود. از این گذشته، این مدار بر روی مقدار بهره، پهنای باند، فرکانس بهره واحد و حاشیه فاز تقویت کننده عملیاتی اثر چندانی نداشته و توان مصرفی را تنها 5/1 درصد (μW 59/10) افزایش داده است. بنابراین، این روش می تواند یک پیشنهاد خوب برای بهبود پارامتر Slew-rate تقویت کننده های عملیاتی تفاضلی دو طبقه تک سر کم توان باشد.
    کلیدواژگان: Slew-rate، تقویت کننده عملیاتی تقاضلی دو طبقه تک سر، مدار ناظر کمکی، توان مصرفی
  • پرویز امیری، آوا هدایتی پور، شقایق اصلان زاده صفحات 107-113
    در این مقاله با توجه به افزایش نیاز به مراجع ولتاژ با توان مصرفی و ولتاژ تغذیه پایین به خصوص در تجهیزات پزشکی، یک مرجع ولتاژ، با استفاده از اختلاف ولتاژ آستانه(Vth) یک ترانزیستور ذاتی(Native) و یک ترانزیستور معمولی اثر میدان(FET) ارائه شده است. پس از شبیه سازی با استفاده از تکنولوژی 0.18، مقدار ضریب دمایی ppm°C15 و مقدار حساسیت خط %/V0.98 بدست آمد. حداقل ولتاژ تغذیه برای این مدار 0.7 و توان مصرفی در دمای اتاق 700 نانو وات و ولتاژ خروجی 370 میلی آمپر است که این مرجع را برای تجهیزات نانو آمپری مناسب می سازد. در انتها برای بی اثر کردن تغییرات پروسه یک روش برای تنظیم دیجیتال این نوع مراجعولتاژ ارائه شده است.
    کلیدواژگان: مرجع ولتاژ CMOS، ترانزیستورهای ذاتی، توان مصرفی پایین، جبران دمایی، تنظیم دیجیتال
  • وحید ابوالقاسمی، سعیده فردوسی صفحات 115-125
    شناسایی پلاک خودرو در تصاویر همواره یکی از چالش های بزرگ در زمینه کنترل ترافیک و جرائم رانندگی می باشد. در این مقاله مساله آشکارسازی محل پلاک خودرو در تصاویر گرفته شده از خودروها در شرایط واقعی مورد مطالعه قرار می گیرد. کیفیت پایین تصویر، فاصه زیاد بین دوربین و خودرو و شرایط نامساعد جوی از جمله حالاتی است که در تصاویر پایگاه داده مورد آنالیز قرار می گیرد. روش پیشنهادی در این مقاله بر اساس یادگیری واژه نامه های جداساز برای طبقه بندی محل پلاک از سایر نواحی تصویر عمل می کند. در این روش، دو واژه نامه مربوط به پلاک و غیرپلاک، با استفاده از تصاویر آموزشی ساخته شده و سپس در مرحله آزمایش برای آشکارسازی محل پلاک مورد استفاده قرار می گیرد. این مرحله از الگوریتم پس از اجرای اعمال پیش پردازشی جهت ارتقاء کیفیت تصویر صورت می گیرد. استفاده از روش های مبتنی بر نمایش تنک در روش پیشنهادی باعث افزایش صحت الگوریتم و بهبود نتایج قبلی ارائه شده در این زمینه می باشد.
    کلیدواژگان: آشکارسازی پلاک خودرو، طبقه بندی، نمایش تنک، یادگیری واژه نامه، ریخت شناسی
|
  • Dr. J. Zeraatkarmoghadam, Dr. H. Farrokhi, Dr. N. Neda Pages 1-9
    In this paper, a more realistic cognitive radio network is proposed which considers several secondary links, some secondary relays, and one primary link. In the network, there are two steps of transmission from secondary sources to secondary destinations. At the first step, when primary link is idle, all of the secondary sources simultaneously broadcast their information to the relays. At the second step, the relays that successfully decode the information employ a new cooperative beamforming method and forward them to the secondary destination without causing harmful interference to the primary destination irrespective of whether primary link is idle or not. It is assumed that the channel state information between relays and primary destination isn’t perfectly known at the relays and they have erroneous estimation of the channel. The proposed cooperative beamforming method can maximize the received signal power at the secondary destination subject to keep received interference plus noise power at the primary destination under the predefined threshold. Results of simulations confirm validity of the method and improved performance compared to Zero-Forcing beamforming. The proposed cooperative beamforming can remain the interference plus noise power at the primary destination below the threshold even if the error in channel estimation is maximum.
    Keywords: Cognitive Radio, Cooperative Beamforming, Interference Management, Channel Estimation Error, Relay Network
  • M. Baianifar, Dr. S. M. Razavizadeh Pages 11-22
    In this paper, power efficiency (PE) of a relay interference channel including multiple transmitter nodes, multiple relay nodes and multiple destination is investigated. It is assumed that the destination and transmitter nodes are equipped with a few number of antennas but the relay nodes have a large number of antennas. Amplify-forward and decode-forward schemes by using MRT/MRC and ZF processes are considered. The PE of the system is studied and the effect of the transmitter and relay nodes power on the PE is investigated. It will be shown that by using a large number of antennas at the relay nodes, one can reduce the transmitted power of transmitter nodes without any degradation in the performance. Also, when the relay nodes have a limited number antennas, decode-forward scheme has better performance with respect to amplify-forward scheme. However, by increasing the number of relays antennas they are converge to each other. Finally, it is shown that the decode-forward scheme needs less power for achieving 1 bit/s.
    Keywords: Multiple Input Multiple Output (MIMO) Systems, Massive MIMO Systems, Relay, Power Efficiency
  • Hamideh Abbaszadeh, Seyed Amin Hosseini Seno Pages 23-36
    Wireless sensor networks (WSN) is presented solution for the problem of low-cost and flexible monitoring event, especially in places with limited access or dangerous for humans. Wireless sensor networks are built from wireless devices with limited resources thus to Long-Term survival of the Network must use energy-efficient mechanisms, algorithms and protocols. one of the mechanisms controlling the topology (TC), which is composed of two parts, a topology construction and topology maintenance.This paper introduces the new algorithm for energy aware topology construction based on connected dominating set, namely, algorithm EA-CDS, wich is a simple mechanism to build the distributed, energy-efficient topology, that finds optimal connected subset and removes unnecessary nodes with minimum power consumption while the network remains connected and coverage is complete.also ,to maintain network connectivity and unfailing the nodes energy that are constantly located at sending packets path along with it , the DGTERec topology maintenance algorithm is used to balance energy consumption in nodes .Evaluation results show that the EA-CDS protocol for increasing the useful lifetime of the network (Postponing the first node death) and the number of messages sent over the same two protocols (EECDS and CDS-RULE-K) has obvious advantages.
    To ensure that the results of Atarraya are acceptable,The performance of the proposed method is evaluated with MATLAB and output results analysis, confirmed the results of the ATARRAYA simulator.
    Keywords: topology control, topology construction, topology maintenance, EA-CDS algorithm, Atarraya simulator
  • Sina Majidian, Dr. Farzan Haddadi Pages 37-47
    This paper deals with Direction of Arrival (DOA) Estimation using Uniform linear array (ULA) for the case of more sources than sensors in the array processing. Khatri-Rao subspace approach, introduced for DOA estimation for this, in non-stationary signal model. The technique will be shown to be capable to handle stationary signals, too. Identifiability conditions of this approach are addressed. The Cramer-Rao Bound (CRB) is derived for the superior setting and the statistical performance of the estimation method is compared with CRB. Simulations show that the mean-squared error performance of Khatri-Rao approach is within 3 dB of the CRB.
    Keywords: Array Signal Processing, Direction of Arrival, DOA Estimation, Stationary, Khatri-Rao
  • V. Ghaffari, Dr. A. Tavakoli, Dr. R. Mirzavand Boroujeni, Dr. P. Dehkhoda Pages 49-56
    In this paper, new method for reduction of Specific Absorption Rate (SAR) in mobile handset is presented. The idea is based on the array antenna theory and this caused that by improvement of the gain, SNR be preserved and instead of one antenna and one strong hotspot, have the two antenna with two weak hotspot. For this array, the antenna must be equal with similar pattern to have the best array factor (AF). In the other hand in the array mode, the SNR and pattern must be same in comparison of one antenna mode. Finally, by this technique, the SAR %75 and %92 reduced in each antenna and MIMO antenna mode, respectively. Furthermore, this method is compared with EBG method and it has been shown that this method is better.
    Keywords: SAR, Array Antenna, Hotspot
  • A. Nooritabar, Dr. H. Shamsi, Dr. S. A. Ahmadi Pages 57-64
    In this paper, a compact microstrip resonant cell is proposed. Designed based on the hairpin structure, the proposed resonator provides wide stop-band and sharp skirt for low-pass filters. By cascading two of these resonators, a microstrip low-pass filter with cut-off frequency of 1.69GHz is designed and fabricated. According to experimental results, this filter has a small normalized circuit size (0.0108), low insertion loss (less than 0.2dB), wide stop-band from 1.78GHz to 10GHz defined by -20dB attenuation level, and sharp roll-off (308dB/GHz).
    Keywords: Low-pass Filter, Resonator, Microstrip, Sharp Skirt
  • Dr. A. Hokmabadi, Dr. A. Zakeri, Dr. A. Sherafat Pages 65-73
    We use a multilayer back propagation neural network whose training is based on Levenberg-Marquardt optimization method and apply polyphase codes to its input layer for radar pulse compression in environments with similar targets. The advantage of using polyphase codes (in contrast to binary codes) is lower sidelobe levels and much better Doppler tolerance. The use of Levenberg-Marquardt optimization method in our scheme significantly increases the speed of convergence. The results indicated that after 100 iterations, the main sidelobe for P3 code (N=30) is reduced to -238.66 dB and for P4 code (N=45), it is reduced to -240.51 dB. Besides, the proposed method is robust against noise and shows much higher Doppler tolerance.
    Keywords: Doppler tolerance, Levenberg-Marquardt optimization, Multilayer neural network, Pulse compression, Sidelobe
  • Dr. H. Aminzadeh, M. Miralaei, M. A. Dashti Pages 75-86
    In this article, the design and modeling details of room-temperature analog-to-digital converter (ADC) based on silicon quantum-dot (QD) single-electron transistors (SETs) is presented. In contrast to the conventional metal quantum dots, the use of silicon QDs in the scales of few nano-meters enhances the device operation and makes stable the Coulomb blockade and Coulomb oscillation regimes at room temperature. Nano-scale silicon QD-based SETs are also compatible with CMOS fabrication steps and can be integrated along with CMOS circuits on a same substrate. The proposed ADC in this article benefits from stable Coulomb oscillations of silicon QD-based SETs at room temperature. A 3-bit 5-GS/s prototype of this ADC contains three complementary SET pairs and four capacitors in the form of capacitor divider. Simulation results based on Monte-Carlo SIMON simulator demonstrates reliable static and dynamic performance at room temperature.
    Keywords: Analog-to-digital Converter, Coulomb Blockade Regime, Coulomb Oscillations, Energy-Level Broadening, Inverters, Logic gates, Room Temperature, Single-electron Transistor (SET), SIMON, SPICE, Transconductance
  • M. Abedi, Dr. J. Yavand Hasani Pages 87-96
    In this paper, a dual loop PLL with short locking time, low power consumption and low reference spur is presented. The output frequency and reference frequency of the designed circuit are 3.2 GHz and 50 MHz, respectively, aimed to WiMAX applications. In the proposed circuit in locked state, some parts of the circuit could be powered off, to reduce overall power consumption. Phase detection in the circuit is based on Aperture Phase Detection (APD) method. In addition, the proposed charge pump reduces reference spur. The proposed structure of the frequency locked loop reduces the locking time. To evaluate the proposed approch, we simulated the designed PLL using the foundry design kit for 0.18μm CMOS technology. The spur level and lock time of the proposed circuit is -74dBc and 1.9 μs, respectively, implying 5dB improvement in spur level and 32% improvement in lock time compared with the previously proposed circuits. The power consumption of the proposed circuit is 4.15 mW.
    Keywords: Phase Locked Loop, Locking Time, Reference Spur, Aperture Phase Detector, Charge Pump, Frequency Divider, VCO
  • N. Z. Yaghoobi Karimui, Dr. A. Golmakani, R. Yaghoobi Karimui Pages 97-105
    Low power single-ended operational amplifier with high slow rate in new technologies due to decreasing dimensionality and supply voltage level has attracted many researchers in recent years. These researchers often used auxiliary circuit for increasing the charging and discharging currents of load and compensation capacitances. Nevertheless, many of these methods are not able to improve the positive and negative slew rates symmetrically, and usually lead to increase power consumption and circuit dimensionality and complexity. Therefore, in this research, an auxiliary circuit in TSMC 0.18 µm technology is provided for improving the slow rate in two-stage operational amplifier with single-ended output. This proposed circuit under a 2 pF load capacitance and a 1.8 V supply voltage could increase the positive and negative slew rates to up 8.87 and 22.67 times, respectively, which lead to significant symmetry in the positive and negative slew rates. Besides, this auxiliary circuit had not significant effects on the gain, bandwidth, unity gain frequency and phase margin of operational amplifier, and only increased the power consumption by as much as 1.5% (10.59 µW). Therefore, this circuit can be a good suggestion to improve slew-rate parameter in the low power operational amplifiers with single-ended output.
    Keywords: Slew-rate, Two-stage operational amplifier with single-ended output, Auxiliary circuit, Power consumption
  • Dr. P. Amiri, A. Hedayatipour, S. Aslanzadeh Pages 107-113
    Voltage references are crucial part of every circuit, providing a fixed voltage regardless of environmental parameters and device loading. Among several approaches proposed for designing voltage references, bandgap voltage references are the most common, but the bandgap voltage reference is bipolar in nature and does not show good stability when the supply voltage is small. Thus according to the increasing need for voltage references with low power consumption and low power supply, a voltage reference using threshold voltage difference between a native and a typical MOSFET transistor is proposed in this work. Using simulation for 0.18 CMOS technology, temperature coefficient and line sensitivity was measured 15ppm/°Cand0.98%/V respectively. The simulation is done to find the Sensitivity of output voltage to temperature and supply voltage in different biases. Minimum voltage supply for this work is 0.7 v and power consumption at room temperature is 700 nanowatt that make this voltage reference suitable for low power, low voltage circuits, for example nanowatt medical applications. At the end to minimize process variations a digital trimming after process is proposed, where transistors are turned on by controlling signals to have different length and width after fabrication process and different output voltages is simulated by having control switches on or off.
    Keywords: CMOS Voltage Reference, Native Transistor, Low Power Supply, Temperature Compensation, Digital Trimming
  • Dr. V. Abolghasemi, Dr. S. Ferdowsi Pages 115-125
    Car license plate detection has been always a challenging task in the context of traffic control and traffic offenses. In this paper, the problem of license plate detection from gray scale images taken in natural conditions is addressed. Our car plate database consists of images with severe imaging conditions such as low quality images, far distanced cameras, and severe weather conditions. The main proposed idea in this paper, is to learn discriminative dictionaries from plate and non-plate exemplars for the classification task. A well-known dictionary learning algorithm is employed for this purpose. However, initial preprocessing techniques for image enhancement are also applied. The achieved results reveal that sparse representation-based techniques in the proposed method can increase the detection accuracy and improve the previously reported results.
    Keywords: Car License Plate Detection, Classification, Sparse Representation, Dictionary Learning, Morphology