Evoluční syntéza analogových elektronických obvodů s využitím algoritmů EDA

Abstract

Disertační práce je zaměřena na návrh analogových elektronických obvodů pomocí algoritmů s pravěpodobnostními modely (algoritmy EDA). Prezentované metody jsou na základě požadovaných charakteristik cílových obvodů schopny navrhnout jak parametry použitých komponent tak také jejich topologii zapojení. Tři různé metody využití EDA algoritmů jsou navrženy a otestovány na příkladech skutečných problémů z oblasti analogových elektronických obvodů. První metoda je určena pro návrh pasivních analogových obvodů a využívá algoritmus UMDA pro návrh jak topologie zapojení tak také hodnot parametrů použitých komponent. Metoda je použita pro návrh admitanční sítě s požadovanou vstupní impedancí pro účely chaotického oscilátoru. Druhá metoda je také určena pro návrh pasivních analogových obvodů a využívá hybridní přístup - UMDA pro návrh topologie a metodu lokální optimalizace pro návrh parametrů komponent. Třetí metoda umožňuje návrh analogových obvodů obsahujících také tranzistory. Metoda využívá hybridní přístup - EDA algoritmus pro syntézu topologie a metoda lokální optimalizace pro určení parametrů použitých komponent. Informace o topologii je v jednotlivých jedincích populace vyjádřena pomocí grafů a hypergrafů.

Dissertation thesis is focused on design of analog electronic circuits using Estimation of Distribution Algorithms (EDA). Based on the desired characteristics of the target circuits the proposed methods are able to design the parameters of the used components and theirs topology of connection as well. Three different methods employing EDA algorithms are proposed and verified on examples of real problems from the area of analog circuits design. The first method is capable to design passive analog circuits. The method employs UMDA algorithm which is used for determination of the parameters of the used components and synthesis of the topology of their connection as well. The method is verified on the problem of design of admittance network with desired input impedance function which is used as a part of chaotic oscillator circuit. The second method is also capable to design passive analog circuits. The method employs hybrid approach - UMDA for synthesis of the topology and local optimization method for determination of the parameters of the components. The third method is capable to design analog circuits which include also ac- tive components such as transistors. Hybrid approach is used. The topology is synthesized using EDA algorithm and the parameters are determined using a local optimization method. In the individuals of the population information about the topology is represented using graphs and hypergraphs.